CN109336642A - 一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，包括：第一步，制备无机硅溶胶，本步骤进一步包括：1.1对水玻璃溶液稀释后进行离子交换，获得硅酸溶液；1.2向硅酸溶液加入pH值调节剂，用来将调节硅酸溶液的pH值为9.0~11.0，之后使硅酸溶液结晶，再依次经浓缩、纯化，获得母液；1.3母液与水按1:（0.5~4）的质量比混合，之后加入分散剂、表面活性剂和防开裂剂，经混合，即获得无机硅溶胶；第二步，将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，以对清水混凝土构件进行防渗增强处理。本发明可显著并稳定改善清水混凝土构件的抗渗透能力和强度，提高构件使用寿命，且简单实用，适合工业化生产。

Description

一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法。
背景技术
清水混凝土又称装饰混凝土，其采用现浇工艺一次成型，且在拆除模板后不再作任何外部修饰，直接以混凝土的自然表面作为饰面。现有技术下，混凝土搅拌过程会引入一定量的气体，加之所加入的水蒸发产生水蒸汽，因此清水混凝土构件内部及表面弥散有很多微小气孔，微小气孔的存在会降低清水混凝土构件的抗渗透能力和强度，从而影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，该方法可在不影响清水混凝土构件正常使用的前提下，通过对清水混凝土构件表面进行处理，来提高清水混凝土预制构件表面的抗渗透能力和强度。
本发明提供的一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，包括：
第一步，制备无机硅溶胶，本步骤进一步包括：
1.1 对水玻璃溶液稀释后进行离子交换，获得硅酸溶液；
1.2向硅酸溶液加入pH值调节剂，用来将调节硅酸溶液的pH值为9.0~11.0，之后使硅酸溶液结晶，再依次经浓缩、纯化，获得母液；
1.3母液与水按1:（0.5~4）的质量比混合，之后加入分散剂、表面活性剂和防开裂剂，经混合，即获得无机硅溶胶；
第二步，将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，以对清水混凝土构件进行防渗增强处理。
进一步的，子步骤1.1中，稀释后的水玻璃溶液的质量浓度为2%~6%。
进一步的，子步骤1.1中，所述离子交换具体为：
使稀释后的水玻璃溶液通过强酸性H型阳离子交换树脂，将水玻璃溶液中的Na+置换成H+，获得具活性的聚硅酸溶液；
之后，再通过强碱性OH型阴离子交换树脂，以去除杂质离子。
进一步的，子步骤1.2中，所述pH值调节剂为NaOH溶液或氨水。
进一步的，子步骤1.3中，所述分散剂采用六偏磷酸钠。
进一步的，子步骤1.3中，所述表面活性剂采用苯磺酸钠。
进一步的，子步骤1.3中，所述防开裂剂采用水溶性乳液。
进一步的，所述水溶性乳液为醋酸乙烯或丙烯酸酯。
进一步的，第二步中，所述将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，具体为：
采用喷涂、刷涂或浸泡的方式，将无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面。
本发明制备了一种具有极强渗透能力和粘附能力的改性无机硅溶胶，并利用喷涂设备将所制备的改性无机硅溶胶均匀喷涂至清水混凝土构件表面，改性无机硅溶胶即在空气中自行成膜，从而在清水混凝土构件表面形成致密保护膜，堵住微小气孔，从而可改善清水混凝土构件的抗渗透能力和强度，提高了混凝土预制件后期使用时的寿命。
和现有技术相比，本发明具有如下优点和优异效果：
（1）本发明制备的改性无机硅溶胶，具有极强的渗透能力和粘附能力；该改性无机硅溶胶的平均粒径为10nm~80nm，pH值为8.5~10，黏度为5.0 mPa·s ~15.0mPa·s，室温密度为1.10g/cm3~1.30g/cm3；其中，SiO2质量百分比为20~40%，Na2O质量百分比不大于40%。
（2）本发明所制备的改性无机硅溶胶与清水混凝土构件表面具有良好的匹配性，将所制备的改性无机硅溶胶喷涂于清水混凝土构件表面，可在构件表面形成无机硅质膜，不仅可堵住构件表面的微小气孔，还可渗透构件与清水混凝土构件形成整体，不易分层脱落，从而可显著并稳定改善清水混凝土构件的抗渗透能力和强度，提高构件使用寿命；具体来说，抗渗透能力可提高25%，28天的强度最多可提高13%。
（3）本发明简单实用，适合工业化生产。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将说明本发明的具体 实施方式。显而易见地，下面描述仅仅是本发明的一些实施例。
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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
应当说明的是，文中所述“水玻璃”、“水玻璃溶液”均指代水玻璃的水溶液。
实施例1
本实施例中，清水混凝土构件表面防渗增强处理方法的具体步骤如下：
第一步，制备无机硅溶胶，具体为：
（1）以水玻璃溶液为原材料，对水玻璃溶液稀释后进行离子交换，得到高纯度的硅酸溶液，即硅溶胶。
本实施例中，水玻璃溶液采用质量浓度为27.6%的工业级水玻璃溶液，实际上，市面上出售的质量浓度为20%~40%的水玻璃溶液均可作为原材料；离子交换前，将水玻璃溶液稀释为质量浓度为2%~6%的稀溶液。
本实施例中，离子交换的具体实施过程为：使稀溶液按预设流速通过强酸性H型阳离子交换树脂，将稀溶液中的Na+置换成H+，获得具活性的聚硅酸溶液；之后，再按预设流速通过强碱性OH型阴离子交换树脂，以去除Cl-等杂质，进一步进行纯化。
（2）向硅酸溶液加入pH值调节剂，pH值调节剂用来将调节硅酸溶液的pH值为9.0~11.0，之后使硅酸溶液结晶，再依次经浓缩、纯化，获得母液。
由于经离子交换后的活性硅酸溶液稳定性欠佳，需要将硅酸溶液调节为碱性，才能长时间稳定保存。pH值调节剂可以采用NaOH溶液或氨水，但不限于此。硅酸溶液结晶的过程，即二氧化硅颗粒与活性硅酸分子进行羟基缩合反应、以及活性硅酸分子之间发生反应生成大粒径硅溶胶的过程。
（3）母液与水按1:（0.5~4）的质量比混合，之后加入分散剂、表面活性剂和防开裂剂，经混合，即获得无机硅溶胶。
为避免硅溶胶中硅酸的团聚，应加入分散剂和表面活性剂，本实施例中，分散剂采用六偏磷酸钠，表面活性剂采用苯磺酸钠。为避免硅溶胶成膜过程中涂层开裂，应加入防开裂剂，防开裂剂可采用水溶性乳液，例如醋酸乙烯、丙烯酸酯等。
经检测，本实施例所获得的无机硅溶胶，其中，胶体平均粒径为10nm-80nm，SiO2的质量百分比为20%~40%，Na2O的质量百分比不大于40%，pH值为8.5-10，黏度为5.0mPa·s ~15.0mPa·s，室温下密度为1.10 g/cm3~1.30g/cm3。
第二步，将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，以对清水混凝土构件表面进行防渗增强处理。
具体来说，无机硅溶胶可通过喷涂、刷涂或浸泡的方式，来涂覆于清水混凝土构件表面。
本实施例中，第二步的具体子步骤如下：
（1）对清水混凝土构件产品进行养护脱模，并静置养护；
（2）清理清水混凝土构件表面，将第一步制备的无机硅溶胶装入喷涂设备，对清水混凝土构件表面进行喷涂；
（3）晾干。
实施例2
本实施例为对比试验。对三组不使用硅溶胶喷涂的清水混凝土构件进行强度和抗渗测试，28d的强度分别为47.3 MPa、49.1 MPa、53.1 MPa，按抗渗设计要求P8测得最大不渗水压力为0.8MPa。对三组使用硅溶胶喷涂的清水混凝土构件进行强度测试，28d的强度分别为53.4MPa、52.6MPa、56.0 MPa，最大不渗水压力可达1.0MPa。喷涂硅溶胶后，清水混凝土构件的抗渗透能力提高了25%，28天的强度最多可提高13%。
本发明利用硅溶胶粒子微小、渗透力强的特点，将特制的硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面上，硅溶胶粒子渗透进清水混凝土构件表面缝隙形成致密薄膜；同时，硅溶胶也是很好的粘接剂，胶体粒子能牢固沾附在物体表面。另外，硅溶胶内的活性SiO2可同清水混凝土构件中的Ca(OH)2形成CaSiO3，从而与清水混凝土构件融合为一体。多种因素的综合作用，使得可以显著提高清水混凝土构件表面的抗渗透能力和强度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明专利精神作举例说明。本发明专利所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明专利的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是，包括：
第一步，制备无机硅溶胶，本步骤进一步包括：
1.1 对水玻璃溶液稀释后进行离子交换，获得硅酸溶液；
1.2向硅酸溶液加入pH值调节剂，用来将调节硅酸溶液的pH值为9.0~11.0，之后使硅酸溶液结晶，再依次经浓缩、纯化，获得母液；
1.3母液与水按1:（0.5~4）的质量比混合，之后加入分散剂、表面活性剂和防开裂剂，经混合，即获得无机硅溶胶；
第二步，将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，以对清水混凝土构件进行防渗增强处理。
2.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.1中，稀释后的水玻璃溶液的质量浓度为2%~6%。
3.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.1中，所述离子交换具体为：
使稀释后的水玻璃溶液通过强酸性H型阳离子交换树脂，将水玻璃溶液中的Na+置换成H+，获得具活性的聚硅酸溶液；
之后，再通过强碱性OH型阴离子交换树脂，以去除杂质离子。
4.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.2中，所述pH值调节剂为NaOH溶液或氨水。
5.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.3中，所述分散剂采用六偏磷酸钠。
6.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.3中，所述表面活性剂采用苯磺酸钠。
7.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
子步骤1.3中，所述防开裂剂采用水溶性乳液。
8.如权利要求7所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
所述水溶性乳液为醋酸乙烯或丙烯酸酯。
9.如权利要求1所述的清水混凝土构件表面防渗增强处理方法，其特征是：
第二步中，所述将第一步制备的无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面，具体为：
采用喷涂、刷涂或浸泡的方式，将无机硅溶胶涂覆于清水混凝土构件表面。
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