CN106747652B - 双组份染色密封硬化地坪材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建材技术领域，旨在提供一种双组份染色密封硬化地坪材料。该材料包括A组分和B组分，其成分及各成分在两组分总质量中的百分占比分别为：A组分：四氯化锡10～35％、硅酸锂5～15％、无机色粉3～10％、表面活性剂0.1～1％、乙醇5～20％，余量为蒸馏水；B组分：拟薄水铝石5～15％、光亮剂0.1～0.5％，余量为蒸馏水。本发明的材料为水性材料，经处理后的混凝土地面具有高硬度、高耐磨性、高光泽等特性，是集混凝土硬化、染色与施工一体的新型地坪产品。其制备工艺简单，反应过程容易控制、反应条件温和、反应中亦无挥发性有毒气体，对环境无污染，且原料简单，成本低，施工方便，特别适合大面积工业化生产施工。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体的说，是一种双组份染色密封硬化地坪材料。
背景技术
混凝土是人类使用量最大的人造建筑材料，广泛用于各类结构工程中；但基于混凝土材料本身及施工水平限制，许多基础设施、工业厂房地坪等早已破损不堪，表面出现坑洞、风化、起尘、起砂、起皮现象，造成耐磨性差，使用寿命短，已经不能适应现代化生产环境的需求，急需改造；目前，国内外市场上较为流行的作为为使用液体硬化剂，硬化剂材料主要有两类：一类为以纳米硅溶胶(如CN201010543000.8)为主要成分密封硬化剂，其中，硅溶胶内含大量硅氧键，能与混凝土反应生成能提高混凝土耐磨性能的水合硅酸钙(C-S-H)，能有效改善和提升混凝土硬度、耐磨性等性能。另一类为锂基盐类产品，这类硬化剂能大幅提高混凝土的耐磨度、光泽度等性能，且能有限避免前期产品出现的泛白的通病；如CN200910055825和CN201110083155.2等公开了皆以锂基盐为主要成分，与混凝土发生反应后起增强作用，再引入其他添加剂来增加混凝土的密实度、光泽度等性能；但其有效成分含量较低，单次施工所带来的混凝土性能提升少，且所做产品的光泽耐久性及耐候性差，较短时间内光泽减退明显。
随着社会科技的不断进步，人们对建筑地面的个性化、多样化需求逐渐释放，开始逐步追求既耐用又美观的产品，尤其是混凝土表观颜色的多样化，因此，开发出一款既能大幅提高混凝土各项综合性能的同时，又能满足其色泽多样化需求的地坪已成为当下该领域各科研人员重点研究的方向之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的不足，提供一种双组份染色密封硬化地坪材料。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种双组份染色密封硬化地坪材料，包括A组分和B组分，其成分及各成分在两组分总质量中的百分占比分别为：
A组分：四氯化锡(SnCl4)10～35％、硅酸锂5～15％、无机色粉3～10％、表面活性剂0.1～1％、乙醇5～20％，余量为蒸馏水；
B组分：拟薄水铝石5～15％、光亮剂0.1～0.5％，余量为蒸馏水；其中，薄水铝石的分子式为AlOOH·nH2O，n＝0.08～0.62。
本发明中，所述无机色粉是酞青绿、钴蓝、炭黑、柠檬黄或铁红中的一种或几种的组合。
本发明中，所述表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、聚乙二醇2000(PEG2000)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种的组合。
本发明中，所述光亮剂是苄叉丙酮与石蜡按3:1～1:5的质量比例的混合液体。
本发明中，所述双组份染色密封硬化地坪材料是通过下述方法制备获得的：
(1)室温下将浓度为0.05～0.4mol/L的SnCl4溶液加入蒸馏水和乙醇的混合溶液中，在充分搅拌条件下，以70～150滴/分钟的速度将氨水溶液均匀滴加到上述溶液中，调节溶液pH值为7～9.5；滴加氨水的同时以100～400转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；然后向混合溶液中加入表面活性剂，充分搅拌后超声处理15min；再依次加入模数为3～6的硅酸锂溶液，以及无机色粉；以500～1200转/分钟持续搅拌30～120min，得到呈混合溶液状态的A组分；
A组分制备过程中，加入的氨水仅是作为调节溶液PH作用，用量非常少，可以忽略不计。
(2)在充分搅拌条件下，将固含量20～45％的纳米级拟薄水铝石溶胶加入蒸馏水中，以100～400转/分钟的速度继续搅拌15min；然后加入光亮剂，继续搅拌30～70min后，得到呈混合溶液状态的B组分；
在步骤(1)和(2)中，控制各成分的加入量，使各组分的成分及其质量百分比满足要求。步骤(1)中加入表面活性剂后超声处理时，控制超声设备的频率为2000Hz，功率为350W。拟薄水铝石溶胶的平均粒径为45nm。
该双组份染色密封硬化地坪材料的使用方法，包括以下步骤：
(1)利用研磨机对混凝土地面进行研磨处理后，将地面冲洗干净并晾干；将呈混合溶液状态的A组分均匀地喷涂或滚涂于地面上，在30min内保持湿润，A组分的混合充分渗透并与混凝土发生反应；
(2)呈混合溶液状态的B组分按照0.01～0.3kg/m2用量均匀地喷涂至地面上，静置20～60min；使用旋转速度为500～1500rmp的抛光机，以0.1～1min/m的推进速度对已喷涂过B组分的地面进行研磨；研磨完成后清理地面，即得到完成染色密封的硬化地坪。
本发明中，所述研磨机的类型为圆盘式、行星式或齿轮式，配置两相电或三相驱动电；所用的磨片是金刚片、铁片、树脂片或陶瓷片，磨片的目数为30、80、150、300、500、800、1000或2000目，施工时任选上述中的一种或几种组合；研磨机在进行研磨时的行进方式为横、竖各一至数遍，走速均匀。
发明原理描述：
本发明双组份染色密封硬化地坪材料的增强效果主要通过以下三种方式实现：
1、五水四氯化锡(SnCl4)经水解后在氨水的调节下形成纳米颗粒状SnO2溶胶，并与表面活性剂共同的作用下，渗入到混凝土毛细孔内部，以细小颗粒物增强相的方式填补混凝土中较大孔隙，增强密实度，此反应为整个体系增强过程中最重要的步骤，亦为增加混凝土耐磨性的最主要反应之一；
2、A组分中的硅酸锂溶液与混凝土中的水化产物及未水化的水泥发生反应，生成网络状交联结构的大分子，填充混凝土中更细小的孔洞使其进一步密实；
3、待A组分有效成分增强后，B组分中拟薄水铝石(AlOOH·nH2O，n＝0.08～0.62)溶胶在抛光机的高速研磨作用下，在压力作用下渗透至混凝土的浅表层，并与其中的钙离子发生反应生成高铝水泥的主要增强成分铝酸钙；同时，高速研磨的过程中可使施工范围内地表温度达60～70°，在此温度范围内有利于促进铝酸钙的生成以封住表层针孔等局部孔隙，并使地坪表面形成一个近似封闭的整体；
此外，本发明中添加了无机色粉，它渗透至混凝土内部，尤其是会与纳米颗粒状SnO2溶胶结合紧密，一方面伴随着时间的延长，无机色粉会与混凝土中的金属离子发生离子交换从而使混凝土形成永久性染色；另一方面，与SnO2溶胶一起以封堵混凝土中毛细孔的形式使其上色，在此两种方式的共同作用下，混凝土地面内部形成一定厚度的染色层，最后通过表层B组分研磨的封层作用下，形成一个完整致密且颜色可控、色泽均匀的地坪。
因此，本发明能通过上述三种方式共同作用后增强混凝土，并同时完成表面装饰。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明双组份染色密封硬化地坪是通过以五水四氯化锡(SnCl4)、硅酸锂溶液及纳米级拟薄水铝石(AlOOH·nH2O，n＝0.08～0.62)溶胶为主要成分的硬化剂，能通过与特定的研磨工艺紧密结合，制备得到集染色、超硬化和抛光为一体的新型地坪。
(2)本发明中能用于制备完整致密且颜色可控、色泽均匀的地坪，解决了不同人群对地坪多样性要求的问题。
(3)本发明中的材料为水性材料，且施工简便，可直接大面积滚涂或喷涂至混凝土表面进行施工，经处理后的混凝土地面具有高硬度、高耐磨性、高光泽等特性，且光泽越用约持久，表面呈现出打蜡般光泽。
(4)本发明是集混凝土硬化、染色与施工一体的新型地坪产品，其制备工艺简单，反应过程容易控制、反应条件温和、反应中亦无挥发性有毒气体，对环境无污染，且原料简单，成本低，施工方便，特别适合大面积工业化生产施工。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
本发明提供的双组份染色密封硬化地坪材料，包括A组分和B组分，其成分及各成分在两组分总质量中的百分占比分别为：
A组分：四氯化锡10～35％、硅酸锂5～15％、无机色粉3～10％、表面活性剂0.1～1％、乙醇5～20％，余量为蒸馏水；
B组分：拟薄水铝石5～15％、光亮剂0.1～0.5％，余量为蒸馏水；其中，薄水铝石的分子式为AlOOH·nH2O，n＝0.08～0.62。
所述双组份染色密封硬化地坪材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)室温下将浓度为0.05～0.4mol/L的SnCl4溶液加入蒸馏水和乙醇的混合溶液中，在充分搅拌条件下，以70～150滴/分钟的速度将氨水溶液均匀滴加到上述溶液中，调节溶液pH值为7～9.5；滴加氨水的同时以100～400转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；然后向混合溶液中加入表面活性剂，充分搅拌后超声处理15min；再依次加入模数为3～6的硅酸锂溶液，以及无机色粉；以500～1200转/分钟持续搅拌30～120min，得到呈混合溶液状态的A组分；
(2)在充分搅拌条件下，将固含量20～45％的纳米级拟薄水铝石溶胶加入蒸馏水中，以100～400转/分钟的速度继续搅拌15min；然后加入光亮剂，继续搅拌30～70min后，得到呈混合溶液状态的B组分；
在步骤(1)和(2)中，控制各成分的加入量，使各组分的成分及其质量百分比满足要求。
所述双组份染色密封硬化地坪材料的使用方法，包括以下步骤：
(1)利用研磨机对混凝土地面进行研磨处理后，将地面冲洗干净并晾干；将呈混合溶液状态的A组分均匀地喷涂或滚涂于地面上，在30min内保持湿润，A组分的混合充分渗透并与混凝土发生反应；
(2)呈混合溶液状态的B组分按照0.01～0.3kg/㎡用量均匀地喷涂至地面上，静置20～60min；使用旋转速度为500～1500rmp的抛光机，以0.1～1min/m的推进速度对已喷涂过B组分的地面进行研磨；研磨完成后清理地面，即得到完成染色密封的硬化地坪。
各实施例中的试验数据见下表：
上述表格中的地坪成品基本性能的测试结果，是在同样施工条件下得到的混凝土地面基础上进行的对比试验获得的，因此具备参考意义。
Claims (4)
1.一种双组份染色密封硬化地坪材料，其特征在于，包括A组分和B组分，其成分及各成分在两组分总质量中的百分占比分别为：
A组分：四氯化锡10～35％、硅酸锂5～15％、无机色粉3～10％、表面活性剂0.1～1％、乙醇5～20％，余量为蒸馏水；
A组分的制备过程如下：室温下将浓度为0.05～0.4mol/L的SnCl4溶液加入蒸馏水和乙醇的混合溶液中，在充分搅拌条件下，以70～150滴/分钟的速度将氨水溶液均匀滴加到上述溶液中，调节溶液pH值为7～9.5；滴加氨水的同时以100～400转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；然后向混合溶液中加入表面活性剂，充分搅拌后超声处理15min；再依次加入模数为3～6的硅酸锂溶液，以及无机色粉；以500～1200转/分钟持续搅拌30～120min，得到呈混合溶液状态的A组分；
B组分：拟薄水铝石5～15％、光亮剂0.1～0.5％，余量为蒸馏水；其中，薄水铝石的分子式为AlOOH·nH2O，n＝0.08～0.62。
2.根据权利要求1所述的双组份染色密封硬化地坪材料，其特征在于，所述无机色粉是钴蓝、炭黑、柠檬黄或铁红中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的双组份染色密封硬化地坪材料，其特征在于，所述表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇2000、十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的双组份染色密封硬化地坪材料，其特征在于，所述光亮剂是苄叉丙酮与石蜡按3:1～1:5的质量比例的混合液体。
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