CN104927361A - 一种混凝土制品表面冻害防止材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土制品表面冻害防止材料，该材料是由羟基硅油，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，交联剂，六甲基二硅氮烷和二丁基二月桂酸锡制成。采用将羟基硅油，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，交联剂依次加入反应釜中，开启搅拌，加热升温，开启真空阀，开始抽真空，再将六甲基二硅氮烷和二丁基二月桂酸锡依次加入到反应釜中，继续抽真空反应，最后在氮气保护下将产物装罐密封贮存即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。该材料分子量较小，渗透性强，在温度-50℃-200℃范围内能保持良好的弹性，具有卓越的耐气候老化、耐高低温性能，从而可提高混凝土制品的耐候性能。使用时将该材料喷涂或涂刷于混凝土制品表面，可有效提高混凝土制品表面抗冻害性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土制品表面防止冻害材料，属于建筑材料领域。
背景技术
混凝土是一种多孔和高渗透性的材料，当外界温度降低时，毛细管的水开始结冰，逐渐延伸且开始膨胀，并产生向内压力，当压力超过混凝土的抗拉强度时，毛细孔胀破，产生微裂纹，随着裂纹的不断发展，混凝土内部结构被破坏。在有结冰期的寒冷地区，普通混凝土在户外使用过程中表面出现裂纹，进而发生冻融破坏是经常出现的问题，这也是导致混凝土性能劣化，耐久性不足的主要因素之一。
目前，为改善混凝土的抗冻耐久性，多是在混凝土中掺入适量的粉煤灰、硅灰等矿物掺合料，或是在拌制过程中添加减水剂、引气剂、复配的各种混凝土抗冻剂等外加剂。矿物掺合料可改善孔结构，使孔细化，导致冰点降低，可冻孔数量减少，并有利于气泡分散，使其更加均匀的分布在混凝土中，有利于提高混凝土的抗冻性。在拌制过程中添加引气剂可在混凝土中引入均匀分布的气泡，从而有效的提高混凝土的抗冻性。
专利CN 1765806A公开了一种环保型混凝土抗冻防渗剂，该抗冻防渗剂由比表面积为22m2/g、粒径为240nm、密度为2.22g/cm3的粉煤灰和比表面积为160m2/g、粒径为15nm的SiO2粉末组成，使用时掺入混凝土中。专利CN 100590092C公开了一种环保节能型混凝土抗冻剂，该抗冻剂由橡胶粉、减水剂、氧化镁、明矾石粉、硬石膏组成，使用时在混凝土中的掺入量为水泥质量的10％-25％。
从混凝土的冻融破坏机理可以看出，水是混凝土产生冻融破坏的必要条件之一。因此，提高混凝土的抗渗性，阻止水分进入混凝土内部也是提高混凝土抗冻性的重要措施之一。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种混凝土制品表面冻害防止材料，该材料是由羟基硅油，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷或甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，六甲基二硅氮烷和二丁基二月桂酸锡制成。采用将羟基硅油，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，交联剂依次加入反应釜中，开启搅拌，加热升温，开启真空阀，开始抽真空，再将六甲基二硅氮烷和二丁基二月桂酸锡依次加入到反应釜中，继续抽真空反应，最后在氮气保护下将产物装罐密封贮存即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。该材料分子量较小，渗透性强，在温度-50℃-200℃范围内能保持良好的弹性，具有卓越的耐气候老化、耐高低温性能，从而可提高混凝土制品的耐候性能。使用时将该材料喷涂或涂刷于混凝土制品表面，可有效提高混凝土制品表面抗冻害性能。
本发明所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料，该材料是由质量百分比羟基硅油51.0％-64.0％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0％-6.0％，交联剂为30.0％-40.0％的甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷或甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，六甲基二硅氮烷0.4％-1.0％和二丁基二月桂酸锡0.6％-2.0％制成。
所述的羟基硅油在温度25℃时的粘度为15mm2/s-35mm2/s，羟基含量为6％-12％。
所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料的制备方法，按下列步骤进行：
a、按质量百分比将温度25℃时的粘度为15mm2/s-35mm2/s，羟基含量为6％-12％的羟基硅油51.0％-64.0％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0％-6.0％，交联剂为30.0％-40.0％的甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷或甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物依次加入反应釜中，开启搅拌，搅拌转速90-110转/分钟，同时加热升温至45-70℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，抽真空时间40-120分钟，真空度为0.070-0.096MPa；
b、再将六甲基二硅氮烷0.4％-1.0％和二丁基二月桂酸锡0.6％-2.0％依次加入到反应釜中，继续抽真空反应30-60分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的氮气保护下将产物装罐密封贮存，即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
本发明所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料，该材料分子量较小，渗透性强。利用混凝土“多孔、可渗透”的特点，将其涂覆于混凝土制品表面，可渗透到混凝土表层2-10mm内，其羟基可与混凝土缩合形成三维交联结构，与无机硅酸盐材料形成很强的化学亲和力，从而使它牢固的和基材连接起来。同时其非极性的有机基团排列向外形成憎水层，可在硅酸盐基材表面和毛细孔内壁形成憎水薄膜。这种立体憎水结构网络能有效阻止水分和外界环境中腐蚀介质进入混凝土中，从而保护混凝土与钢筋免受侵蚀，提高混凝土制品的耐腐蚀性能和抗冰冻性能，降低了混凝土发生冻融破坏的可能性，增加了混凝土制品的使用年限。
本发明所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料,该材料在温度-50℃-200℃范围内能保持良好的弹性，具有卓越的耐气候老化、耐高低温性能，从而可提高混凝土制品的耐候性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不仅仅局限于已给出的实施例。
实施例1
100㎏混凝土制品表面冻害防止材料的配制：
a、按质量百分比将羟基含量8％、温度25℃时粘度为20mm2/s的羟基硅油55.7㎏，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0㎏，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷37.9㎏依次加入反应釜后，开启搅拌，搅拌转速90转/分钟，同时给反应釜内物料加热升温，待反应釜内物料升温至45℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，真空度为0.096MPa，抽真空时间70分钟；
b、再将六甲基二硅氮烷0.5㎏和二丁基二月桂酸锡0.9㎏依次加入到反应釜中，继续抽真空反应40分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的氮气保护下将产物装罐密封贮存，即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
实施例2
100㎏混凝土制品表面冻害防止材料的配制：
a、按质量百分比将羟基含量10％、温度25℃时粘度为25mm2/s羟基硅油55.4㎏，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.5㎏，交联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷37.5㎏依次加入反应釜后，开启搅拌，搅拌转速100转/分钟，同时给反应釜内物料加热升温，待反应釜内物料升温至55℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，真空度为0.085MPa，抽真空时间90分钟；
b、再将六甲基二硅氮烷0.4㎏和二丁基二月桂酸锡1.2㎏依次加入到反应釜中，继续抽真空反应60分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的氮气保护下将产物装罐密封贮存，即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
实施例3
100㎏混凝土制品表面冻害防止材料，由下列方法配制而成：
a、按质量百分比将羟基含量8％、温度25℃时粘度为30mm2/s羟基硅油55.1㎏，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.5㎏，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷31.9㎏与乙烯基三丁酮肟基硅烷6.1㎏的混合物依次加入反应釜后，开启搅拌，搅拌转速110转/分钟，同时给反应釜内物料加热升温，待反应釜内物料升温至60℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，真空度为0.096MPa，抽真空时间50分钟；
b、再将六甲基二硅氮烷0.4㎏和二丁基二月桂酸锡1.0㎏依次加入到反应釜中，继续抽真空反应40分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的氮气保护下将产物装罐密封贮存即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
实施例4
100㎏混凝土制品表面冻害防止材料的配制：
a、按质量百分比将羟基含量6％、温度25℃时粘度为15mm2/s羟基硅油51.0％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6.0％，交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷40.0％依次加入反应釜中，开启搅拌，搅拌转速90转/分钟，同时加热升温至45℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，真空度为0.070MPa，抽真空时间120分钟；
b、再将六甲基二硅氮烷1.0％和二丁基二月桂酸锡2.0％依次加入到反应釜中，继续抽真空反应60分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的的氮气保护下将产物装罐密封贮存，即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
实施例5
100㎏混凝土制品表面冻害防止材料的配制：
a、按质量百分比将羟基含量12％、温度25℃时粘度为35mm2/s的羟基硅油64.0％，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0％，交联剂为乙烯基三丁酮肟基硅烷30.0％依次加入反应釜中，开启搅拌，搅拌转速110转/分钟，同时加热升温至70℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，真空度为0.096MPa，抽真空时间40分钟；
b、再将六甲基二硅氮烷0.4％和二丁基二月桂酸锡0.6％依次加入到反应釜中，继续抽真空反应30分钟；
c、最后在体积百分比为99.99％的氮气保护下将产物装罐密封贮存即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
实施例6
混凝土抗冻害试验：
将实施例1-5任意一种制得的成品混凝土制品表面防止冻害材料，分别喷涂于混凝土配合比相同的混凝土试样1、试样2、试样3的表面，并取未经喷涂的混凝土试样作为对比样，按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)中的快冻法进行冻融循环对比试验，试验结果列于表1；
试样质量损失率和相对动弹性模量试验结果 表1
| 冻融循环次数 | 质量损失率/％ | 相对动弹性模量/％ | |
| 对比样 | 110 | 7.4 | 58 |
| 试样1 | 150 | 4.4 | 77 |
| 试样2 | 150 | 4.8 | 75 |
| 试样3 | 150 | 4.3 | 79 |
质量损失率达5％或相对动弹性模量下降至初始值的60％时，即可认为试样已达破坏；若冻融至预定的循环次数，而质量损失率或相对动弹性模量均未达到上述指标，可认为试验的混凝土抗冻性已满足要求。
从表1可以看出，未经喷涂抗冻害材料的混凝土对比样在经过110次冻融循环试验后，试样已被破坏，而表面经喷涂本发明所述的抗冻害材料的混凝土试样1、试样2、试样3在经过150次冻融循环试验后依然能够满足抗冻性要求。因此，本发明制得的抗冻害材料喷涂于混凝土制品表面后能有效提高混凝土制品的抗冻害性能。
Claims (3)
1.一种混凝土制品表面冻害防止材料，其特征在于，该材料是由质量百分比羟基硅油51.0%-64.0%，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0%-6.0%，交联剂为30.0%-40.0%的甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷或甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物，六甲基二硅氮烷0.4%-1.0%和二丁基二月桂酸锡0.6%-2.0%制成。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料，其特征在于所述的羟基硅油在温度25℃时的粘度为15mm2/s -35mm2/s，羟基含量为6%-12%。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土制品表面冻害防止材料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、按质量百分比将温度25℃时的粘度为15mm2/s -35mm2/s，羟基含量为6%-12%的羟基硅油51.0%-64.0%，γ-氨丙基三乙氧基硅烷5.0%-6.0%，交联剂为30.0%-40.0%的甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷或甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷的混合物依次加入反应釜中，开启搅拌，搅拌转速90-110转/分钟，同时加热升温至45-70℃时开启真空阀，反应釜内开始抽真空，抽真空时间40-120分钟，真空度为0.070-0.096MPa；
b、再将六甲基二硅氮烷0.4%-1.0%和二丁基二月桂酸锡0.6%-2.0%依次加入到反应釜中，继续抽真空反应30-60分钟；
c、最后在体积百分比为99.99%的氮气保护下将产物装罐密封贮存，即得成品混凝土制品表面防止冻害材料。
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2015
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