CN107721361B - 一种混凝土防护地坪材料及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土防护地坪材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混凝土防护地坪材料，由以下重量份的原料制备而成：有机硅改性硅酸盐100～200份、接枝改性二氧化硅20～30份、丙烯酸乳液20～30份、纳米硅酸锂25.5～32.5份、纳米碳酸钙7～13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5～10份、4‑羟基苯磺酸3～5份、三乙醇胺3～6份、润湿剂0.5～1.5份、纤维素型保水剂3～5份、消泡剂0.2～0.6份、水500～700份。本发明的地坪材料具有提高混凝土表面强度和硬度、增加其耐磨性、有效密实混凝土表面，抑制水、油和其它腐蚀性物质的侵入的功能，从根本上减缓或者阻止混凝土腐蚀，改善混凝土的使用性能，延长混凝土的使用寿命。

Description

一种混凝土防护地坪材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种混凝土防护地坪材料及其制备方法。
背景技术
混凝土已经成为当今应用量最大，且使用范围最广的建筑结构材料，据统计，我国2012年混凝土产量高达12-13亿m3，占世界总产量的40％左右。然而其普遍存在的易风化开裂、起砂、不耐磨等缺陷也是一直以来困扰人们的难题，并受到了普遍关注。虽然造成此现象的原因是多方面的，但实际上影响和降低了混凝土地坪的使用效果及寿命。
目前，混凝土地坪的防护方式主要有表面涂层和硅烷浸渍两种，表面涂层包含水性涂料和溶剂型涂料两大类，水性涂料的防护效果很受局限，而以溶剂型涂料的防护效果要好。但表面涂装的施工工艺相对繁琐，常有封闭漆、腻子层、中间漆和面漆这四层结构，且环保性较差；硅烷浸渍是通过将混凝土毛细孔壁憎水化，使水份及其所携带的有害杂质难以渗入混凝土，其施工简便且相对环保，不过价格较高且耐候性较差，工程应用很少。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土防护地坪材料及其制备方法，所得的地坪材料具有提高混凝土表面强度和硬度、增加其耐磨性、有效密实混凝土表面，抑制水、油和其它腐蚀性物质的侵入的功能，从而得到一个无尘、致密的整体，从根本上减缓或者阻止混凝土腐蚀，改善混凝土的使用性能，延长混凝土的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种混凝土防护地坪材料，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐100～200份、接枝改性二氧化硅20～30份、丙烯酸乳液20～30份、纳米硅酸锂25.5～32.5份、纳米碳酸钙7～13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5～10份、4-羟基苯磺酸3～5份、三乙醇胺3～6份、润湿剂0.5～1.5份、纤维素型保水剂3～5份、消泡剂0.2～0.6份、水500～700份。
优选地，所述有机硅改性硅酸盐通过以下步骤制备所得：
将适量硅酸盐粉末分散于质量为其350％-500％的水中，加入质量分数为3％的盐酸溶液，将其pH值调至5，将体系温度升至50℃后，逐滴加入质量为硅酸盐粉末质量的15-30％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，并以150-200rpm的速度搅拌，恒温度反应2小时，后冷却至室温，加入硅酸盐粉末1％-3％的阴离子表面活性剂，于室温下100-150rpm搅拌30min，即得。
优选地，所述接枝改性二氧化硅为以苯乙烯接枝改性的二氧化硅。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐100份、接枝改性二氧化硅20份、丙烯酸乳液20份、纳米硅酸锂25.5份、纳米碳酸钙7份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5份、4-羟基苯磺酸3份、三乙醇胺3份、润湿剂0.5份、纤维素型保水剂3份、消泡剂0.2份、水500份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐200份、接枝改性二氧化硅30份、丙烯酸乳液30份、纳米硅酸锂32.5份、纳米碳酸钙13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液10份、4-羟基苯磺酸5份、三乙醇胺6份、润湿剂1.5份、纤维素型保水剂5份、消泡剂0.6份、水700份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐150份、接枝改性二氧化硅25份、丙烯酸乳液25份、纳米硅酸锂29份、纳米碳酸钙10份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液7.5份、4-羟基苯磺酸4份、三乙醇胺4.5份、润湿剂1份、纤维素型保水剂4份、消泡剂0.4份、水600份。
本发明还提供了上述一种混凝土防护地坪材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按上述的配方称取各组分，并将称取的水等分为三份；
S2、取一配料罐，加入所称取的纳米硅酸锂、纳米碳酸钙和一份水，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有机硅改性硅酸盐、接枝改性二氧化硅，800-2000r/min搅拌30min，得混合物A；
S3、另取一配料罐，加入所称取的4-羟基苯磺酸、三乙醇胺和一份水，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的丙烯酸乳液和全烷基丙烯酸酯共聚乳液800-2000r/min搅拌30min，得混合物B；
S4、另取一配料罐，加入所称取的润湿剂、纤维素型保水剂、消泡剂和剩余的一份水，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入混合物B，搅拌均匀后，常压下加入混合物A，800-2000r/min搅拌搅拌10min后，用提升机将所得的混合物料输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。
本发明具有以下有益效果：
通过对硅酸盐的有机硅改性处理，大大提高了其耐候性和耐磨性能，结合丙烯酸乳液和全烷基丙烯酸酯共聚乳液的添加，可以形成硅凝胶晶簇层，从而可填充混凝土内部的间隙，从而提升混凝土表面强度、硬度、耐磨性、抗渗性等性能指标；而纳米硅酸锂具有特殊的网状结构，与纳米碳酸钙配合，在混凝土浆体原有的网状结构的基础上建立一个新的网状结构，有效阻止了混凝土内部微裂纹的扩展，提高了混凝土的抗弯拉强度。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中所使用的有机硅改性硅酸盐通过以下步骤制备所得：
将适量硅酸盐粉末分散于质量为其350％-500％的水中，加入质量分数为3％的盐酸溶液，将其pH值调至5，将体系温度升至50℃后，逐滴加入质量为硅酸盐粉末质量的15-30％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，并以150-200rpm的速度搅拌，恒温度反应2小时，后冷却至室温，加入硅酸盐粉末1％-3％的阴离子表面活性剂，于室温下100-150rpm搅拌30min，即得。所使用的接枝改性二氧化硅为以苯乙烯接枝改性的二氧化硅，其余原料均为市售。
实施例1
一种混凝土防护地坪材料，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐100份、接枝改性二氧化硅20份、丙烯酸乳液20份、纳米硅酸锂25.5份、纳米碳酸钙7份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5份、4-羟基苯磺酸3份、三乙醇胺3份、润湿剂0.5份、纤维素型保水剂3份、消泡剂0.2份、水500份。
实施例2
一种混凝土防护地坪材料，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐200份、接枝改性二氧化硅30份、丙烯酸乳液30份、纳米硅酸锂32.5份、纳米碳酸钙13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液10份、4-羟基苯磺酸5份、三乙醇胺6份、润湿剂1.5份、纤维素型保水剂5份、消泡剂0.6份、水700份。
实施例3
一种混凝土防护地坪材料，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐150份、接枝改性二氧化硅25份、丙烯酸乳液25份、纳米硅酸锂29份、纳米碳酸钙10份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液7.5份、4-羟基苯磺酸4份、三乙醇胺4.5份、润湿剂1份、纤维素型保水剂4份、消泡剂0.4份、水600份。
本发明还提供了上述一种混凝土防护地坪材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按实施例1-实施例3的配方称取各组分，并将称取的水等分为三份；
S2、取一配料罐，加入所称取的纳米硅酸锂、纳米碳酸钙和一份水，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有机硅改性硅酸盐、接枝改性二氧化硅，800-2000r/min搅拌30min，得混合物A；
S3、另取一配料罐，加入所称取的4-羟基苯磺酸、三乙醇胺和一份水，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的丙烯酸乳液和全烷基丙烯酸酯共聚乳液800-2000r/min搅拌30min，得混合物B；
S4、另取一配料罐，加入所称取的润湿剂、纤维素型保水剂、消泡剂和剩余的一份水，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入混合物B，搅拌均匀后，常压下加入混合物A，800-2000r/min搅拌搅拌10min后，用提升机将所得的混合物料输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种混凝土防护地坪材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐100～200份、接枝改性二氧化硅20～30份、丙烯酸乳液20～30份、纳米硅酸锂25.5～32.5份、纳米碳酸钙7～13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5～10份、4-羟基苯磺酸3～5份、三乙醇胺3～6份、润湿剂0.5～1.5份、纤维素型保水剂3～5份、消泡剂0.2～0.6份、水500～700份；所述有机硅改性硅酸盐通过以下步骤制备所得：
将适量硅酸盐粉末分散于质量为其350％-500％的水中，加入质量分数为3％的盐酸溶液，将其pH值调至5，将体系温度升至50℃后，逐滴加入质量为硅酸盐粉末质量的15-30％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，并以150-200rpm 的速度搅拌，恒温度反应2小时，后冷却至室温，加入硅酸盐粉末1％-3％的阴离子表面活性剂，于室温下100-150rpm 搅拌30min，即得。
2.如权利要求1所述的一种混凝土防护地坪材料，其特征在于，所述接枝改性二氧化硅为以苯乙烯接枝改性的二氧化硅。
3.如权利要求1所述的一种混凝土防护地坪材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐100份、接枝改性二氧化硅20份、丙烯酸乳液20份、纳米硅酸锂25.5份、纳米碳酸钙7份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液5份、4-羟基苯磺酸3份、三乙醇胺3份、润湿剂0.5份、纤维素型保水剂3份、消泡剂0.2份、水500份。
4.如权利要求1所述的一种混凝土防护地坪材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐200份、接枝改性二氧化硅30份、丙烯酸乳液30份、纳米硅酸锂32.5份、纳米碳酸钙13份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液10份、4- 羟基苯磺酸5份、三乙醇胺6份、润湿剂1.5份、纤维素型保水剂5份、消泡剂0.6份、水700份。
5.如权利要求1所述的一种混凝土防护地坪材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
有机硅改性硅酸盐150份、接枝改性二氧化硅25份、丙烯酸乳液25份、纳米硅酸锂29份、纳米碳酸钙10份、全烷基丙烯酸酯共聚乳液7.5份、4-羟基苯磺酸4份、三乙醇胺4.5份、润湿剂1份、纤维素型保水剂4份、消泡剂0.4份、水600份。
6.一种混凝土防护地坪材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按权利要求1-5任一项所述的配方称取各组分，并将称取的水等分为三份；
S2、取一配料罐，加入所称取的纳米硅酸锂、纳米碳酸钙和一份水，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有机硅改性硅酸盐、接枝改性二氧化硅，800-2000r/min搅拌30min，得混合物A；
S3、另取一配料罐，加入所称取的4-羟基苯磺酸、三乙醇胺和一份水，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的丙烯酸乳液和全烷基丙烯酸酯共聚乳液800-2000r/min搅拌30min，得混合物B；
S4、另取一配料罐，加入所称取的润湿剂、纤维素型保水剂、消泡剂和剩余的一份水，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入混合物B，搅拌均匀后，常压下加入混合物A，800-2000r/min搅拌搅拌10min后，用提升机将所得的混合物料输送入成品匀化仓中，通过匀化仓底部产生的空气均化后即得。
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