CN112794676B - 一种混凝土长效养护密封保护剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种长效养护密封保护剂，其由下述重量份的原料混合而成：高性能乳液300‑700份、纳米活化剂100‑300份、成膜助剂10‑40份、pH调节剂0.5‑2.0份、含硅氧烷的防水剂20‑60份、润湿剂0.1‑2.0份、消泡剂0.5‑2份、水100‑500份；所述的高性能乳液是纯丙烯酸聚合物乳液；所述纳米活化剂为胶团尺寸为6‑10nm的纳米级二氧化硅乳液。本发明的密封保护剂具有优异的耐老化性能，而且可有效的抑制收缩应力，减少混凝土养护中裂缝的生成，可以有效解决沿海大风或西部干燥区域混凝土构件养护效果差、混凝土易开裂和耐久性能不足等问题。

Description

一种混凝土长效养护密封保护剂
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种水泥混凝土长效养护密封保护剂。
背景技术
为获得高质量的混凝土，混凝土在浇筑后必须在硬化的初期提供适宜的养护措施，养护的目的是保持混凝土尽量处于水分温饱和状态，促进水泥水化产物生成，保证了混凝土的硬度。在沿海大风或西部干燥气候环境中，施工过程中，混凝土早期自由水易蒸发，不仅妨碍混凝土强度的发展，还增加塑性收缩，中后期的混凝土也易发生受干燥收缩，导致混凝土易开裂，降低了混凝土耐久性，严重的情况甚至缩短工程使用寿命，因此，在沿海大风或西部干燥气候区域，对混凝土构件采取合理的养护和保护措施尤为重要。
传统的养护方式通常以水养护、蒸汽养护和塑料薄膜养护为主，其存在耗水量大、水资源成本高、费时费力、养护不彻底等问题。养护剂养护相对传统养护方式是一种新型高效的混凝土养护方式，混凝土养护剂主要分为成膜型与非成膜型，前者是通过在混凝土表面形成一层阻水薄膜，降低硬化过程中混凝土的自由水流失速度，从而提升混凝土中水泥的水化硬化效果；非成膜养护剂则是通过渗透作用在混凝土表面起到养护效果。但现有技术在实际工程应用中，养护剂成膜质量稳定性差，与混凝土表层结合能力不足，几乎无密封抗裂效果，且在28天水泥水化基本完成后几乎被冲刷掉，无对混凝土后期的保护性能。
为了解决沿海大风或西部干燥区域混凝土构件普遍出现的养护效果差、混凝土易开裂和耐久性能不足等问题，本发明提供了一种新型的长效养护密封保护剂制备方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对沿海大风或西部干燥区域混凝土构件普遍出现的养护效果差、混凝土易开裂和耐久性能不足等问题，提供了一种长效养护密封保护剂，可对混凝土进行高质量的养护、抗裂和持久性的保护。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种长效养护密封保护剂，其由下述重量份的原料混合而成：高性能乳液300-700份、纳米活化剂100-300份、成膜助剂10-40份、pH调节剂0.5-2.0份、含硅氧烷的防水剂 20-60份、润湿剂0.1-2.0份、消泡剂0.5-2份、水100-500份；所述的高性能乳液是纯丙烯酸聚合物乳液。
本发明优选的方案中，所述的长效养护密封保护剂由下述重量份的原料混合而成：高性能乳液400-600份、纳米活化剂150-230份、成膜助剂10-30份、pH调节剂0.6-1.3份、含硅氧烷的防水剂30-50份、润湿剂0.1-0.5份、消泡剂0.5-1.0份、水100-500份。
本发明进一步优选的方案中，所述的长效养护密封保护剂由下述重量份的原料混合而成：所述的高性能乳液500-550份、所述的纳米活化剂180-210份、成膜助剂15-30份、pH调节剂0.8-1.2份、含硅氧烷的防水剂35-40份、润湿剂0.4-0.5份、消泡剂0.5-0.8份、水430-460份。
本发明方案中，优选的所述高性能乳液为陶氏化学生产的PRIMAL™ TX-100、PRIMAL™ AC-3001或PRIMAL™ CS-4001纯丙烯酸聚合物乳液中的任意一种或两种以上的组合，所述高性能乳液不仅成膜质量高，粒径小，更具有优异的抗老化性能和混凝土表层封闭功能。
本发明方案中，所述纳米活化剂为一种纳米级二氧化硅乳液，胶团尺寸均匀，为6-10nm左右。本发明的纳米活化剂渗透在混凝土后，能与混凝土中的氢氧化钙反应生成硅酸钙凝胶，填充混凝土表层空隙，使得表层密实度增加，增强混凝土表层抗裂性能。
本发明方案中，所述成膜助剂用于改善乳液的成膜质量，优选伊士曼十二碳醇酯TEXANOL。
本发明方案中，所述pH调节剂用于调节乳液体系pH值；优选为瓦克WAKER BS 1306或陶氏化学AMP-95中的任意一种或者两种的组合。
本发明方案中，所述含硅氧烷的防水剂用于提高混凝土表层防水性能、降低混凝土基材吸水率，优选陶氏化学DOW IE-6682或瓦克WAKER BS 1001的任意一种或两种的组合。
本发明方案中，所述消泡剂用于消除乳液经搅拌后产生的气泡，优选明凌AGITAN® 109或西班牙全保DENSIPOL PA 700N的任意一种或两种的组合。
本发明方案中，所述润湿剂用于增进体系对底材的润湿性，优异降低表面张力的性能，有效改善流动与流平，并兼具防止和消除缩孔的功效；优选海明斯NUOSPERSE FN 211或迪高TEGO®Twin 4100的任意一种或两种的组合。
本发明方案中，所述水为自来水。
本发明还提供制备所述长效养护密封保护剂的方法，包括如下步骤：
按所述比例称取所述原料，先将所述水的一部分与所述高性能乳液以100-150 r/min的搅拌速度进行搅拌混合，其间加入所述比例的成膜助剂和润湿剂，加入后继续搅拌4-6min，然后将搅拌速度提升至300-350 r/min，持续搅拌10-20min，得到分散均匀的溶液；
在搅拌下，在所述分散均匀的溶液中加入余量的水、所述比例的纳米活化剂和含硅氧烷的防水剂，混合均匀后，再缓慢加入pH调节剂，调节pH值至8-12，最后加入所述比例的消泡剂，继续常温搅拌混合12-18min，即得本发明所述的长效养护密封保护剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下几方面：
（1）本发明的混凝土长效养护密封保护剂引入了一种高性能乳液（纯丙烯酸聚合物乳液），该乳液粒径小，成膜质量高，能与混凝土基材结合牢固，具有卓越的混凝土表层封闭功能，同时具有优异的耐老化性能。长效养护密封保护剂在新鲜浇筑混凝土表面初期发挥保持水分养护功能，保障了混凝土中水泥水化，长期能仍保留于混凝土表面，对混凝土进行持久的保护。
（2）本发明的混凝土长效养护密封保护剂引入了一种纳米活化剂，因其具有纳米颗粒优势，不仅能有效的深入到混凝土表层，且具有与混凝土表层的氢氧化钙反应的活性，生成了硅酸钙凝胶，提升了表面密实度，可有效的抑制收缩应力，减少裂缝的生成。
（3）本发明的混凝土养护剂生产工艺简单，便于操作，对于生产的设备损耗小，易于工业化。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
按照以下长效养护密封保护剂的配制过程制备本发明的保护剂：
按重量份数计，依次取300-700份高性能乳液，100-500份水中的一半倒入搅拌锅中，开动搅拌机，转速控制为120-150r/min，温度为常温，依次加入10-40份成膜助剂、0.1-2.0份润湿剂，搅拌分散5min后提速至为300r/min，保持15min左右至溶液分散均匀；依次加入剩余量的水、100-300份纳米活化剂和20-60份含硅氧烷的防水剂，搅拌混合均匀后，再慢慢加入pH调节剂0.5-2.0份，调节pH值至10左右，再加入消泡剂0.5-2份，继续常温搅拌混合15min左右，出料罐装可得成品。
实施例 1
按照下述重量份称取原料：水237份、润湿剂（NUOSPERSE FN 211）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）20份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）35份、pH值调节剂（AMP-95）1.1份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）190份、消泡剂（DENSIPOL PA 700N）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ AC-3001）516份。
实施例 2
按照下述重量份称取原料：水192份、润湿剂（NUOSPERSE FN 211）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）26份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）30份、pH值调节剂（AMP-95）1.2份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）100份、消泡剂（DENSIPOL PA 700N）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ TX-100）650份。
实施例 3
按照下述重量份称取原料：水260份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）14份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）35份、pH值调节剂（WAKER BS1306）1.0份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）260份、消泡剂（DENSIPOL PA700N）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-4001）430份。
实施例 4
按照下述重量份称取原料：水333份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.3份、成膜助剂（TEXANOL）16份、含硅氧烷的防水剂（WAKER BS 1001）55份、pH值调节剂（WAKER BS1306）0.8份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）195份、消泡剂（AGITAN® 109）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-4001）400份。
实施例5
按照下述重量份称取原料：水298份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）20份、含硅氧烷的防水剂（WAKER BS 1001）50份、pH值调节剂（WAKER BS1306）1.1份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）120份、消泡剂（AGITAN® 109）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-3001）510份。
实施例 6
按照下述重量份称取原料：水390份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）18份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）35份、pH值调节剂（WAKER BS1306）1.1份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）105份、消泡剂（AGITAN® 109）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-3001与PRIMAL™ CS-3001质量比为3:2）450份。
实施例 7
按照下述重量份称取原料：水240份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）19份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）40份、pH值调节剂（WAKER BS1306）0.9份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）220份、消泡剂（DENSIPOL PA700N）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-3001）480份。
实施例 8
按照下述重量份称取原料：水228份、润湿剂（TEGO®Twin 4100）0.4份、成膜助剂（TEXANOL）21份、含硅氧烷的防水剂（DOW IE-6682）45份、pH值调节剂（DOW AMP-95）1.0份、胶团尺寸为6-10nm的纳米二氧化硅乳液（纳米活化剂）175份、消泡剂（DENSIPOL PA 700N）0.5份、高性能纯丙乳液（PRIMAL™ CS-3001）530份。
对实施例1-8所制成的长效密封养护剂的养护效果进行测评，具体测评项目及实验结果见表1。
所述测评中，按照JC/T 902-2002测试有效保水率、7d抗压强度比、28d抗压强度比、成膜后浸水溶解性和成膜耐热性，按照DBJ 01-54-2001测试48h吸水量比和抗透水压力比，按照GB/T 9755-2014测定干燥时间、耐擦洗次数和耐人工气候老化性。
表1. 各实施例的长效养护密封保护剂养护效果测评结果
实施例 有效保水率/% 48h吸水量比/% 7d抗压强度比/% 28d抗压强度比/% 抗透水压力比/% 干燥时间/h 成膜后浸水溶解性 成膜耐热性 耐擦洗次数/次 耐人工气候老化性
技术要求 ≥90 ≤10 ≥95 ≥95 ≥200 ≤2 合格 合格 2000次漆膜未破坏 600h，不起泡不脱落，无裂纹
实施例1 95 7.2 101 105 410 0.8 合格 合格 合格 合格
实施例2 97 8.1 105 110 390 0.8 合格 合格 合格 合格
实施例3 94 8.4 100 111 445 0.9 合格 合格 合格 合格
实施例4 93 4.9 101 107 342 1.0 合格 合格 合格 合格
实施例5 94 5.1 102 105 415 0.9 合格 合格 合格 合格
实施例6 93 7.8 100 104 348 0.9 合格 合格 合格 合格
实施例7 94 7.8 102 109 410 0.8 合格 合格 合格 合格
实施例8 96 7.1 105 109 370 0.8 合格 合格 合格 合格
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种长效养护密封保护剂，其由下述重量份的原料混合而成：高性能乳液300-700份、纳米活化剂100-300份、成膜助剂10-40份、pH调节剂0.5-2.0份、含硅氧烷的防水剂 20-60份、润湿剂0.1-2.0份、消泡剂0.5-2份、水100-500份；所述的高性能乳液是纯丙烯酸聚合物乳液；所述纳米活化剂为胶团尺寸为6-10nm的纳米级二氧化硅乳液；长效养护密封保护剂在新鲜浇筑混凝土表面初期发挥保持水分养护功能，保障了混凝土中水泥水化，长期能仍保留于混凝土表面，对混凝土进行持久的保护。
2.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述的长效养护密封保护剂由下述重量份的原料混合而成：高性能乳液400-600份、纳米活化剂150-230份、成膜助剂10-30份、pH调节剂0.6-1.3份、含硅氧烷的防水剂30-50份、润湿剂0.1-0.5份、消泡剂0.5-1.0份、水100-500份。
3.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述的长效养护密封保护剂由下述重量份的原料混合而成：所述的高性能乳液500-550份、所述的纳米活化剂180-210份、成膜助剂15-30份、pH调节剂0.8-1.2份、含硅氧烷的防水剂35-40份、润湿剂0.4-0.5份、消泡剂0.5-0.8份、水430-460份。
4.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述的高性能乳液为陶氏化学生产的PRIMAL™ TX-100、PRIMAL™ AC-3001或PRIMAL™ CS-4001纯丙烯酸聚合物乳液中的任意一种或两种以上的组合。
5.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述的成膜助剂为伊士曼十二碳醇酯TEXANOL。
6.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述pH调节剂为瓦克WAKER BS1306或陶氏化学AMP-95中的任意一种或者两种的组合。
7.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述含硅氧烷的防水剂为陶氏化学DOW IE-6682或瓦克WAKER BS 1001的任意一种或两种的组合。
8.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述消泡剂为明凌AGITAN®109或西班牙全保DENSIPOL PA 700N的任意一种或两种的组合。
9.权利要求1所述的长效养护密封保护剂，其特征在于，所述润湿剂为海明斯NUOSPERSE FN 211或迪高TEGO®Twin 4100的任意一种或两种的组合。
10.制备权利要求1所述长效养护密封保护剂的方法，包括如下步骤：
按所述比例称取所述原料，先将所述水的一部分与所述高性能乳液以100-150 r/min的搅拌速度进行搅拌混合，其间加入所述比例的成膜助剂和润湿剂，加入后继续搅拌4-6min，然后将搅拌速度提升至300-350 r/min，持续搅拌10-20min，得到分散均匀的溶液；
在搅拌下，在所述分散均匀的溶液中加入余量的水、所述比例的纳米活化剂和含硅氧烷的防水剂，混合均匀后，再缓慢加入pH调节剂，调节pH值至8-12，最后加入所述比例的消泡剂，继续常温搅拌混合12-18min，即所述的长效养护密封保护剂。
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