CN105801170B - 一种混凝土养护剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土养护剂及其制备方法,混凝土养护剂按重量百分比计,由如下组分和含量组成:改性纳米二氧化硅溶液60‑70%;乙醇20‑30%;四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷2‑4%;1mol/L的硝酸1‑2%;去离子水4‑6%。其制备方法是称取纳米二氧化硅分散液添加到乙醇中,再添加四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷,添加去离子水以及1mol/L的硝酸,加热到60℃,搅拌反应3小时即可制备完成。制备的混凝土养护剂能够避免传统保水养护涂层的开裂,剥落等弊端,同时养护完成后无需清除涂层,且不会对其表面的粘贴再加工或者工程施工应用造成不良影响。

Description

一种混凝土养护剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域,具体涉及一种混凝土养护剂及其制备方法。
背景技术
在公路、机场和水泥工厂预制材料的建设或生产过程中,因水泥凝固硬化过程需要大量的水分来进行其本身的水化反应。所以,水泥胶凝结构体的保水养护直接影响到工程或工程预制产品的质量。混凝土浇灌后通常有7天到28天的养护期,混凝土的收缩以及由此产生的开裂,是混凝土工程质量的一个顽症,也是学术界和工程界一直关心的问题。为了防止水分由从养护过程中蒸发失去,在施工中必须创造条件使水泥充分水化,以保证混凝土的强度不断增长。
混凝土养护方法有自然养护、养护剂养护等。自然养护情况需要不间断的在其表面泼洒大量的水,耗时耗力。传统的混凝土养护是采用的保护膜覆盖在表面,通过不通气,不透水的特点,阻止水分向外界的挥发,但由于气密性有限,效果难以得到稳定的保障,总体效果不佳。随着技术的不断发展,一种新型材料(保水养护剂)随之诞生。通过在初凝或者终凝前,在混凝土表面喷涂,滚涂或刷涂一层保水养护剂,能够覆盖在表面,阻止混凝土内部的水分因蒸发而向外部流失。当前此类产品主要有:
1)高分子类保水养护剂:通过在混凝土初凝后的表面喷涂一层高分子树脂材料,类如石蜡,或者各种高分子防水乳液,该类材料能够有效阻止水分的挥发,起到很好的防水保水养护作用,但是此类材料存在的问题是,养护完成后不易清除,形成的有机高分子层影响了后面的加工使用,例如造成了粘接力差,剥落等影响工程质量。
2)硅酸钠无机材料:通过在混凝土初凝后的表面喷涂后,形成的胶状硅酸盐,填堵混凝土空隙,从而起到防水,保水的作用。此类保水养护材料形成的一层无机涂层干燥固化的速度的时间差,与混凝土本身有着很大的差别。表里干燥快慢不一,导致出现的应力差,容易造成表层开裂,起皮,脱落的现象,从而失去了保水养护的功效,影响了后面的混凝土硬化质量。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种能够避免传统保水养护涂层的开裂,剥落等弊端,同时养护完成后无需清除涂层,且不会对其表面的粘贴再加工或者工程施工应用造成不良影响的混凝土养护剂及其制备方法。
本发明涉及的一种混凝土养护剂,所采用的技术方案为:
一种混凝土养护剂,按重量百分比计,其由如下组分和含量组成:
按重量百分比计,所述改性纳米二氧化硅溶液由如下组分和含量组成:
纳米二氧化硅分散液58-62%;
辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种1-3%;
甲醇35-40%;
质量浓度为1%的氨水0.5-1%。
优选地,所述改性纳米二氧化硅溶液是通过如下方法制备:选择辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种或一种以上添加到纳米二氧化硅分散液中,并在碱性加热条件下,搅拌反应,制得改性纳米二氧化硅溶液。
优选地,按重量百分比计,所述纳米二氧化硅分散液由如下组分和含量组成:
优选地,所述纳米二氧化硅分散液通过如下方法制备:将纳米气相二氧化硅在溶剂甲醇中添加分散剂进行砂磨分散,分散条件为转速2000-2500rpm,分散时间1-3h,分散得到纳米二氧化硅分散液。
优选地,所述纳米气相二氧化硅的粒径为10-50纳米。
优选地,所述分散剂为BYK-180或BYK-190。BYK180,BYK190均为德国BYK公司助剂,其中,
BYK180化学成分:酸性聚合物的烷基铵盐溶液;BYK190化学成分:含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液。
本发明涉及的上述混凝土养护剂的制备方法,包括如下步骤:称取纳米二氧化硅分散液添加到乙醇中,再添加四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷,添加去离子水以及1mol/L的硝酸,加热到60℃,搅拌反应3小时即可制备完成。
本发明的优点在于:
本发明利用有机硅烷偶联剂(辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种或一种以上)等对无机纳米二氧化硅的表面改性,使得制备的新型保水混凝土养护剂在混凝土初凝后的表面,能够很快渗透到混凝土间隙的毛细孔中,并在表面形成一层致密不透水层,阻止了混凝土自然养护过程中的水分挥发流失;且经过高分子表面修饰后的改性纳米二氧化硅涂层,能够适应混凝土从初凝到终凝的养护过程中强度变化导致的应力差,避免了传统保水养护涂层的开裂,剥落等弊端。同时,该保水养护涂层主要材料依旧为无机材料,与混凝土水泥同性,养护完成后无需清除涂层,且不会对其表面的粘贴再加工或者工程施工应用造成不良影响。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明,但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明,并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定,更非将本发明的保护范围局限于此。
另外,除非特别说明,下面组分(原料)所用的百分比均为重量百分比。
实施例1-3
制备混凝土养护剂:
(1)纳米二氧化硅分散液的制备:将纳米气相二氧化硅(一次粒径10-50纳米)在溶剂甲醇中进行砂磨分散,分散剂为BYK-180或BYK-190,分散条件为转速2000-2500rpm,分散时间1-3h,碾磨分散用的锆珠为直径0.1mm,分散得到纳米二氧化硅分散液。
上述原料的组分含量通过下表1,分3个实施例制备:
表1
原料 实施例1 实施例2 实施例3
甲醇 44.5% 44.5% 43.4%
二氧化硅 5% 4% 6%
BYK-180 0.5% 0.6%
BYK-190 0.5%
锆珠 50% 51% 50%
(2)改性纳米二氧化硅溶液的制备:选择辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种添加到纳米二氧化硅分散液中,并在碱性(甲醇加氨水)加热条件下,搅拌反应1小时,制得改性纳米二氧化硅溶液。
上述原料的组分含量通过下表2,分3个实施例制备:
表2
(3)称取改性纳米二氧化硅溶液,添加到乙醇中,再添加2-4%的四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷,添加4-6%的去离子水,以及摩尔浓度为1N(即1mo l/L)的硝酸(HNO3),加热到60℃,搅拌反应3小时即可制备完成。
上述原料的组分含量通过下表3,分3个实施例制备:
表3
将实施例1-3制得的混凝土养护剂依照JC 901-2002《水泥混凝土养护剂》标准进行测评,可得以下优异的性能,参见表4:
表4
应当理解,这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种混凝土养护剂,其特征在于,按重量百分比计,其由如下组分和含量组成:
改性纳米二氧化硅溶液 60-70%;
乙醇 20-30%;
四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷 2-4%;
1mol/L的硝酸 1-2%;
去离子水 4-6%;
所述改性纳米二氧化硅溶液由如下组分和含量组成:
纳米二氧化硅分散液 58-62%;
辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种 1-3%;
甲醇 35-40%;
质量浓度为1%的氨水 0.5-1%;
所述改性纳米二氧化硅溶液是通过如下方法制备:选择辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基硅氧烷、十八烷基二甲基硅氧烷中的一种或一种以上添加到纳米二氧化硅分散液中,并在碱性加热条件下,搅拌反应,制得改性纳米二氧化硅溶液;
按重量百分比计,所述纳米二氧化硅分散液由如下组分和含量组成:
所述纳米二氧化硅分散液通过如下方法制备:将纳米气相二氧化硅在溶剂甲醇中添加分散剂进行砂磨分散,分散条件为转速2000-2500rpm,分散时间1-3h,碾磨分散用的锆珠为直径0.1mm,分散得到纳米二氧化硅分散液。
2.如权利要求1所述的混凝土养护剂,其特征在于,所述纳米气相二氧化硅的粒径为10-50纳米。
3.如权利要求1所述的混凝土养护剂,其特征在于,所述分散剂为BYK-180或BYK-190。
4.一种权利要求1-3任一所述的混凝土养护剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:称取改性纳米二氧化硅溶液添加到乙醇中,再添加四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷,添加去离子水以及1mol/L的硝酸,加热到60℃,搅拌反应3小时即可制备完成。
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