CN103979887B - 清水混凝土防表面开裂涂料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清水混凝土防表面开裂涂料及其使用方法，该清水混凝土防表面开裂涂料的基层涂料属于水溶性无机类涂料，能够达到甚至超过现有混凝土涂料的抗碳化效果，既起到阻止二氧化碳进入的作用，又增加了清水混凝土表面的碱度，对清水混凝土碳化起到了双重保护作用；再通过面层涂料对基层涂料的保护，使基层涂料发挥长期抗碳化效果，使本发明涂料对清水混凝土的保护作用持久，并使混凝土表面保持原有的质感。另外，该清水混凝土防表面开裂涂料对施工条件及环境没有特别的要求，无需对混凝土表面进行严格处理，施工和使用过程中不挥发有毒物质，对人体健康无害。

Description

清水混凝土防表面开裂涂料及其使用方法

技术领域

本发明涉及清水混凝土防表面开裂涂料及其使用方法。

背景技术

清水混凝土又称装饰清水混凝土，它直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，表面平整光滑、色泽均匀无污染，十分天然，庄重。城市桥梁、立交桥等结构表面多为清水混凝土，表面直接处于露天环境中工作，受物理、化学、高温、冰冻等影响因素颇多，所有的破坏作用中，清水混凝土的碳化破坏比较常见。大气中通常含0.2％-0.3％的二氧化碳，致使混凝土建筑物表面开裂，使用寿命大为缩短。

就以清水混凝土的碳化影响来说，主要分为两个方面：一方面，早期的碳化使得混凝土中凝聚态的Ca(OH)₂和CO₂发生化学反应，生成强度比较高的固态CaCO₃，促进混凝土早期强度的形成；另一方面，混凝土碳化生成的固态CaCO₃的总体积小于原先Ca(OH)₂的体积，这就导致了混凝土在碳化过程中体积会不断收缩，直至产生裂纹，破坏整体结构。碳化对清水混凝土进一步危害是使混凝土的碱度降低，减弱混凝土保护层对钢筋的保护作用，导致钢筋的锈蚀，使清水混凝土构筑物遭受破坏。

目前工程界为了减小碳化对混凝土的不利影响，一方面从混凝土材料本身出发，通过合理地改善混凝土配合比，或是加入适当的外加剂等措施，使得混凝土自身的致密度得以提高，减少CO₂气体的渗入，从而起到提高混凝土抗碳化能力；另一方面，可以外从部采取措施阻止CO₂的侵入，例如在混凝土表面涂刷涂料即是一种比较有效的方法。

现有混凝土抗碳化涂料，主要通过在混凝土表层形成一层致密的保护膜，使得CO₂难以渗入混凝土。现有混凝土抗碳化涂料主要有环氧基类抗碳化涂料、聚苯乙烯类等有机涂料，在施工条件及环境方面有一定的要求，施工前要严格控制混凝土表面湿度，并做大量的表层清理工作，而且大部份涂料是溶剂型的，挥发性组分对人体有害，施工人员在恶劣条件下工作，有损健康，污染环境，不环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清水混凝土防表面开裂涂料及其使用方法，该清水混凝土防表面开裂涂料的基层涂料属于水溶性无机类涂料，能够达到甚至超过现有混凝土涂料的抗碳化效果，既起到阻止二氧化碳进入的作用，又增加了清水混凝土表面的碱度，对清水混凝土碳化开裂起到了双重保护作用；再通过面层涂料对基层涂料的保护，使基层涂料发挥长期抗碳化效果，使本发明涂料对清水混凝土的保护作用持久，并使混凝土表面保持原有的质感。另外，该清水混凝土防表面开裂涂料对施工条件及环境没有特别的要求，无需对混凝土表面进行严格处理，施工和使用过程中不挥发有毒物质，对人体健康无害。

为实现上述目的，本发明提供一种清水混凝土防表面开裂涂料，包括基层涂料和用于形成保护膜的面层涂料；

所述基层涂料由如下重量百分比的组分组成：

其中，硅酸盐矿物或其水化物的PH值调节在10～13。

本发明中硅酸盐矿物或其水化物的PH值调节在10～13，能使涂料的均质性能达到最佳，防止产生沉淀。

本发明涂料的组分配比，能使清水混凝土的抗碳化性能达到最佳，能在暴露大气环境条件下，长期保持混凝土表面碱度及其密实性，防止碳化引起的开裂。

优选的，所述面层涂料为有机硅乳液或有机化合物成膜剂。

优选的，所述碱金属磷酸盐类分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠中的一种或多种。

优选的，所述水溶性增粘剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、碳酸氢铵中的一种或多种。

优选的，所述PH调节剂为碱金属氧化物。

优选的，所述有机化合物成膜剂为聚乙烯醇成膜剂。

优选的，所述聚乙烯醇成膜剂由如下重量百分比的组分组成：

优选的，所述聚乙烯醇成膜剂经过预处理。

本发明还提供上述清水混凝土防表面开裂涂料的使用方法，包括如下步骤：

对混凝土表面作简单处理，去除混凝土表面的粉尘、残渣和游离水，保持适当湿度(保持表干)，用刷子将基层涂料涂刷在混凝土表面上，按一个方向进行涂刷，向前推进；先第一次涂刷，形成第一涂层，待第一涂层涂料干燥后(夏季半小时，冬季三小时)，再进行第二次涂刷，第二次涂刷方向与第一次涂刷方向相垂直，以保证涂刷均匀；待第二次涂刷的涂料在表层干燥后(以不沾手为准)，涂刷面层涂料，面层涂料涂刷时以往返纵横涂刷，涂刷应当薄而均匀。

优选的，基层涂料的用量为：1Kg基层涂料涂刷3～4m²混凝土表面；面层涂料的用量为：1Kg面层涂料涂刷4～5m²混凝土表面。

本发明采用双涂层：基层涂料以硅酸盐矿物或其水化物类为主，主要起阻止二氧化碳进入清水混凝土内部防护和增加清水混凝土表面碱性的作用；面层涂料以成膜材料为主，主要起保护基层的作用，使基层能长久保持性能。本发明对清水混凝土既起到阻止二氧化碳进入的作用，又增加了清水混凝土表面的碱度，对清水混凝土碳化开裂起到了双重保护作用，且保护作用持久，并使混凝土表面保持原有的质感。

本发明基层涂料是一种用于清水混凝土的无机渗透型抗碳化涂料，以硅酸盐矿物或其水化物为主，基层涂料中的硅酸盐矿物或其水化物能渗透入清水混凝土内部，提高清水混凝土面层的碱度并密实混凝土，隔断清水混凝土渗水通道，屏蔽二氧化碳进入，从多个方面防止清水混凝土表面碳化，有效防止某些组份发生碳化收缩而导致清水混凝土表面开裂，保证清水混凝土碱度，保护钢筋不致锈蚀。

而且本发明基层涂料属于水溶性无机类涂料，对施工条件和环境没有特殊要求，只要简单处理清水混凝土表面，就能施工。施工和使用过程中不挥发有毒物质，不污染环境，对施工人员无伤害，是一种绿色环保材料，符合国家环保政策。

本发明面层涂料主要由水性环保超耐候成膜性材料和其它助剂组成，既能修复由于浇注混凝土不佳而形成的色差，防止色泽不均匀的现象出现；又能保持混凝土的自然质感与机理体现混凝土建筑物原有的独特风格，展示混凝土本身质地。

本发明清水混凝土防表面开裂涂料有如下性能特点：

(1)良好渗透性、致密性，避免清水混凝土受酸、碱、盐、油脂等的侵蚀。

(2)具有表面防护和抗碳化的双重作用。

(3)单向呼吸、透气性，防止外界雨水、潮气、二氧化碳等有害气体渗入体系内，同时体系内的潮气能正常散发出来。

(4)预防前期清水混凝土裂纹的产生。

(5)提高清水混凝土及石材的抗压与抗折强度。

(6)防水作用持续。

(7)冻融稳定性好。

(8)渗透型强，涂刷后不会改变基材质感和肌理。

(9)抗霉菌生长，抗色斑，耐盐、酸、碱等腐蚀。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

一种清水混凝土防表面开裂涂料，包括基层涂料和用于形成保护膜的面层涂料；

所述基层涂料由硅酸盐矿物或其水化物、碱金属磷酸盐类分散剂、水溶性增粘剂、PH调节剂和水组成，其中，硅酸盐矿物或其水化物的PH值调节在10～13(优选的，PH值调节在10、11、12或13)。

所述面层涂料为有机硅乳液或聚乙烯醇成膜剂，所述聚乙烯醇成膜剂经过预处理。

所述基层涂料的配比示例如表1所示。

表1基层涂料的组成示例

所述面层涂料(聚乙烯醇成膜剂)的配比示例如表2所示。

表2面层涂料的组成示例

本发明清水混凝土防表面开裂涂料的使用方法，包括如下步骤：对混凝土表面作简单处理，去除混凝土表面的粉尘、残渣和游离水，保持适当湿度(保持表干)，用刷子将基层涂料涂刷在混凝土表面上，按一个方向进行涂刷，向前推进；先第一次涂刷，形成第一涂层，待第一涂层涂料干燥后(夏季半小时，冬季三小时)，再进行第二次涂刷，第二次涂刷方向与第一次涂刷方向相垂直，以保证涂刷均匀；待第二次涂刷的涂料在表层干燥后(以不沾手为准)，涂刷面层涂料，面层涂料涂刷时以往返纵横涂刷，涂刷应当薄而均匀。基层涂料的用量为：1Kg基层涂料涂刷3～4m²混凝土表面；面层涂料的用量为：1Kg面层涂料涂刷4～5m²混凝土表面。

本发明涂料由以硅酸盐矿物或其水化物为主的渗透型基层涂料和成膜保护面层组成，基层涂料是一种无机渗透型清水混凝土抗碳化涂料。

本发明清水混凝土防表面开裂涂料基于的原理是：硅酸盐矿物或其水化物是一种高碱度水溶性物质，本身具有一定的胶凝性能和渗透能力，施加于混凝土表面后，能通过混凝土毛细孔迅速渗入其内部一定深度，提高混凝土表面碱度和致密度，增加其抗碳化能力；另一方面硅酸盐矿物或其水化物作为一种气硬性胶凝材料，能够促进水泥的水化反应，并能够与混凝土中水泥水化产物发生复杂的物理化学反应生成新的物质，新生物质堵塞混凝土孔隙，进一步提升混凝土的致密度，同时隔断混凝土内部的渗水通道，有效屏蔽二氧化碳等介质的渗入。基于这两方面作用，硅酸盐矿物或其水化物能够在一定程度上满足清水混凝土防碳化开裂的要求。本发明的面层涂料以成膜材料为主，主要起保护硅酸盐矿物或其水化物基层涂料发挥长期抗碳化效果的作用。

对比试验：

本发明清水混凝土防表面开裂涂料和市售的两种抗碳化涂料(环氧基防碳化涂料和聚氨酯防碳化涂料在混凝土上进行碳化对比试验，混凝土配合比如表3所示，碳化试验应在20±5℃的温度下进行，碳化到3d、7d、28d时，各取出试件，破型以测定碳化深度，对比试验的结果如表4所示，说明本发明清水混凝土防表面开裂涂料的抗碳化效果优异。

表3混凝土配合比(Kg/m³)

表4三种涂料涂覆混凝土后的碳化深度/mm

混凝土上涂料品种	3d碳化深度	7d碳化深度	28d碳化深度
				未涂	15.15	15.56	17.27
本发明涂料	1.28	5.12	5.38
				环氧基涂料(市售)	7.74	9.82	10.17
聚氨酯涂料(市售)	4.47	7.73	11.31

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.清水混凝土防表面开裂涂料，其特征在于，包括基层涂料和用于形成保护膜的面层涂料；

所述基层涂料由如下重量百分比的组分组成：

硅酸盐矿物或其水化物：34%~42%；

碱金属磷酸盐类分散剂：1.0%~3%；

水溶性增粘剂：3%~6%；

pH调节剂：4%~7%；

水：48%~55%；

其中，硅酸盐矿物或其水化物的pH值调节在10～13；

所述面层涂料为有机化合物成膜剂；

所述有机化合物成膜剂为聚乙烯醇成膜剂；

所述聚乙烯醇成膜剂由如下重量百分比的组分组成：

2.根据权利要求1所述的清水混凝土防表面开裂涂料，其特征在于，所述碱金属磷酸盐类分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的清水混凝土防表面开裂涂料，其特征在于，所述水溶性增粘剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、碳酸氢铵中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的清水混凝土防表面开裂涂料，其特征在于，所述PH调节剂为碱金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的清水混凝土防表面开裂涂料，其特征在于，所述聚乙烯醇成膜剂经过预处理。

6.根据权利要求1-5中任一项所述清水混凝土防表面开裂涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

去除混凝土表面的粉尘、残渣和游离水，保持适当湿度，将基层涂料涂刷在混凝土表面上，按一个方向进行涂刷，向前推进；先第一次涂刷，形成第一涂层，待第一涂层涂料干燥后，再进行第二次涂刷，第二次涂刷方向与第一次涂刷方向相垂直，以保证涂刷均匀；待第二次涂刷的涂料干燥后，涂刷面层涂料，面层涂料涂刷时以往返纵横涂刷。

7.根据权利要求6所述清水混凝土防表面开裂涂料的使用方法，其特征在于，基层涂料的用量为：1Kg基层涂料涂刷3～4m²混凝土表面；面层涂料的用量为：1Kg面层涂料涂剧4～5m²混凝土表面。