CN104557137A - 一种双组分混凝土表面增强剂及其制备与使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组分混凝土表面增强剂及其制备与使用方法;发明所提供的双组分混凝土表面增强剂，由补强剂A与反应剂B两种水剂组成；补强剂A为10wt%-60wt%的硝酸钙水溶液，反应剂B为硫酸铝、碳酸钾、硅酸钠、氟硅酸镁中一种的5wt%-50wt%水溶液；使用时先在混凝土表面应用补强剂A，待其干燥后再应用反应剂B。发明提供的可化学反应双组分混凝土表面增强剂可在所能渗透的混凝土表层区域发生化学反应，生成的反应产物具有填充、密实、增强、封堵效果，可显著提高硬化混凝土表层强度，即使对于长龄期混凝土也同样具有明显增强效果。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种双组分混凝土表面增强剂及其制备与使用方法。
背景技术
相对于混凝土内部，表层混凝土在制备过程中及成型后均处于更加不利地位。混凝土制备过程中，模板-混凝土界面的“壁效应”及混凝土上表层的泌水导致的局部高砂率、高灰砂比及局部高水灰比；模板上的脱膜剂往往使混凝土表层的水泥水化受阻。混凝土成型后，当混凝土处于干燥环境下且养护不足时，表面水分散失造成养护不足导致的水泥水化不充分；混凝土表面与酸性气体如二氧化硫、氮氧化物接触导致的酸化腐蚀等。这些不利条件导致混凝土表面密实度和强度不同程度地低于内部混凝土，也不利于混凝土的耐久性。因此，对硬化混凝土表面进行密实、增强处理，对减少混凝土内部缺陷，提升混凝土品质有重要意义。
针对上述问题，国内已有针对混凝土表面增强剂进行的研究和专利，如“一种水泥混凝土用表面增强密封剂”（申请号CN03116794）、“混凝土表面液态硬化剂及其施工方法”（申请号CN201110423161）、“一种混凝土硬化剂及其制备方法”（申请号CN201210318027）等，这些专利所采用的混凝土表面增强方法均利用与水泥水化产物可发生反应的盐类作为主要成分，辅以具有浸润、密封等效果的有机助剂，所申报的增强剂产品为各成分的不同组合形式的单种复合溶液，并未提出两种不同溶液分批使用的方法。
而“双组分水性地面硬化剂及其施工方法”（申请号CN200910055825）提出了双组分分批使用的方法，但该专利所提出的混凝土表面硬化技术同样是利用这两种组分分别与混凝土水化产物作用增强，该专利并未提出两种组分之间的相互作用，也未有目的地针对双组分之间的化学反应进行技术设计，进而通过该方法达到增强目的，未能充分利用双组分分批使用增强剂的技术优势。
发明内容
鉴于上述技术缺点，本发明的目的在于提供一双组分混凝土表面增强剂及其制备与使用方法，用于充分利用双组分分批使用带来的混凝土表面增强作用。
为实现上述目的，本发明主要采用两种可发生化学反应生成沉淀的补强剂A与反应剂B两种水剂，分批应用在混凝土表面，使反应产物填充密实表层混凝土，从而增加混凝土表面的强度。
本发明具体方案是这样实现的：一种双组分混凝土表面增强剂，包括补强剂A与反应剂B两种水剂；补强剂A为工业级硝酸钙配制的水溶液，反应剂B为工业级硫酸铝、碳酸钾、硅酸钠、氟硅酸镁中的一种配制的水溶液。
一种双组分混凝土表面增强剂的制备方法，其特征在于：补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中溶解制备，浓度为10wt%-60wt%；补强剂A可补充表层混凝土的钙离子含量并促进混凝土的水化，还能部分吸收空气中的二氧化碳使混凝土产生碳化强度。
反应剂B可采用工业级硫酸铝在常温洁净水中溶解制备，浓度为5wt%-25wt%；硫酸铝溶液可在表层混凝土中与补强剂A引入的钙离子及混凝土中本身存在的钙离子反应生成硫铝酸钙等结晶盐，有利于增加表层混凝土致密度和强度。
反应剂B可采用工业级碳酸钾在常温洁净水中溶解制备，浓度为10wt%-50wt%；，碳酸钾溶液可在表层混凝土中与补强剂A引入的钙离子反应生成活性碳酸钙，从而增加混凝土密实度和强度。
反应剂B可采用工业级硅酸钠或工业水玻璃在温度为30-60℃的洁净水中混合搅拌溶解后降至常温而制得，浓度为10wt%-50wt%；硅酸钠可与补强剂A引入的钙离子反应生成硅酸钙，可有效增加混凝土中的固相水化产物含量，从而增加混凝土表面强度。
反应剂B可采用工业级氟硅酸镁在温度高于10℃的洁净水中混合搅拌溶解制备，浓度为5wt%-25wt%；氟硅酸镁可与补强剂A引入的钙离子反应生成硅酸钙、氟硅酸钙等不溶物填充在混凝土空心中，增加混凝土表面的致密度和强度。
一双组分混凝土表面增强剂的使用方法，其特征在于：在混凝土表面使用双组分表面增强剂时，可采用涂刷或喷洒方式，且先使用补强剂A，间隔至少7d后再使用反应剂B，每个组分的溶液可重复使用1-5次。补强剂A与反应剂B可发生化学反应生成能填充密实混凝土孔隙的产物，对各龄期的混凝土均可提高其表层回弹强度1-5MPa。
本方案还有其他技术方案，如：补强剂A采用其他溶解度较高的钙盐，如氯化钙等；反应剂B采用其他可与补强剂A反应的盐如硅酸钾、硅酸锂、硫酸铝钾、碳酸钠、氟硅酸钠等；先使用反应剂B，再使用补强剂A，同样实现两次使用的溶液相互反应生产沉淀的方法。
本发明所述的技术方案实现的效果是： 本发明提供的可化学反应双组分混凝土表面增强剂可在所能渗透的混凝土表层区域发生化学反应，生成的反应产物具有填充、密实、增强、封堵效果，可显著提高硬化混凝土表层强度1-5MPa；即使对于长龄期混凝土也同样具有明显增强效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中混合溶解制备成浓度为10wt%的水剂溶液；反应剂B采用工业级硫酸铝在常温洁净水制备浓度为15wt%的硫酸铝溶液。
在干燥的混凝土表面涂刷或喷洒补强剂A溶液1次；使用补强剂A完成7d后，涂刷或喷洒反应剂B溶液1次；使用完成后混凝土自然养护7d。
本实施例所制备的双组分混凝土表面增强剂采用上述使用方法可提自然养护5个月C30的混凝土表面回弹强度1MPa。
实施例2：补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中混合溶解制备成浓度为30wt%的水剂溶液；反应剂B采用工业级碳酸钾在常温洁净水中混合溶解制备成浓度为35wt%的碳酸钾溶液。
在干燥的混凝土表面涂刷或喷洒补强剂A溶液3次，每次使用后间隔1h后再进行第二次使用；使用补强剂A完成7d后，涂刷或喷洒反应剂B溶液3次，每次间隔1h；使用完成后混凝土自然养护14d。
本实施例所制备的双组分混凝土表面增强剂采用上述使用方法可提自然养护3个月C50的混凝土表面回弹强度3MPa。
实施例3：补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中混合溶解制备成浓度为50wt%的水剂硝酸钙溶液；反应剂B采用工业水玻璃在温度为50℃的洁净水中混合溶解制备成浓度为50wt%的水玻璃溶液。
在混凝土表面涂刷或喷洒补强剂A溶液3次，每次使用后间隔1h后再进行第二次使用；使用补强剂A完成7d后，涂刷或喷洒反应剂B溶液3次，每次间隔1h；使用完成后混凝土自然养护14d。
本实施例所制备的双组分混凝土表面增强剂采用上述使用方法可提高自然养护1个月的C40混凝土表面回弹强度4MPa。
实施例4：补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中混合溶解制备成浓度为40wt%的水剂溶液；反应剂B采用工业级氟硅酸镁在温度为30℃洁净水中混合溶解制备成浓度为20wt%的氟硅酸镁溶液。
在混凝土表面涂刷或喷洒补强剂A溶液2次，每次使用后间隔1h后再进行第二次使用；使用补强剂A完成7d后，涂刷或喷洒反应剂B溶液2次，每次间隔1h；使用完成后混凝土自然养护14d。
本实施例所制备的双组分混凝土表面增强剂采用上述使用方法可提高自然养护4个月的C60混凝土表面回弹强度2MPa。
Claims (3)
1.一种双组分混凝土表面增强剂，其特征在于：双组分混凝土表面增强剂包括补强剂A与反应剂B两种水剂；补强剂A为工业级硝酸钙配制的水溶液，反应剂B为工业级硫酸铝、碳酸钾、硅酸钠、氟硅酸镁中的一种配制的水溶液。
2.根据权利要求1所述的双组分混凝土表面增强剂的制备方法，其特征在于：
补强剂A采用工业级硝酸钙在常温洁净水中溶解制备，浓度为10wt%-60wt%；补强剂A可补充表层混凝土的钙离子含量并促进混凝土的水化，还能部分吸收空气中的二氧化碳使混凝土产生碳化强度；反应剂B为工业级硫酸铝、碳酸钾、硅酸钠、氟硅酸镁中的一种配制的水溶液；
其中工业级硫酸铝在常温洁净水中溶解制备，浓度为5wt%-25wt%；硫酸铝溶液可在表层混凝土中与补强剂A引入的钙离子及混凝土中本身存在的钙离子反应生成硫铝酸钙等结晶盐，有利于增加表层混凝土致密度和强度；
其中，工业级碳酸钾在常温洁净水中溶解制备，浓度为10wt%-50wt%；碳酸钾溶液可在表层混凝土中与补强剂A引入的钙离子反应生成活性碳酸钙，从而增加混凝土密实度和强度；
其中，工业级硅酸钠或工业水玻璃在温度为30-60℃的洁净水中混合搅拌溶解后降至常温而制得，浓度为10wt%-50wt%；硅酸钠可与补强剂A引入的钙离子反应生成硅酸钙，可有效增加混凝土中的固相水化产物含量，从而增加混凝土表面强度；
其中，工业级氟硅酸镁在温度高于10℃的洁净水中混合搅拌溶解制备，浓度为5wt%-25wt%；氟硅酸镁可与补强剂A引入的钙离子反应生成硅酸钙、氟硅酸钙等不溶物填充在混凝土空心中，增加混凝土表面的致密度和强度。
3.根据权利要求1所述的双组分混凝土表面增强剂的使用方法，其特征在于：在混凝土表面使用双组分表面增强剂时，可采用涂刷或喷洒方式，且先使用补强剂A，间隔至少7d后再使用反应剂B，每个组分的溶液可重复使用1-5次，使用完成后自然养护7-14天；补强剂A与反应剂B可发生化学反应生成能填充密实混凝土孔隙的产物，对各龄期的混凝土均可提高其表层回弹强度1-5MPa。
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