CN113735622A - 一种混凝土表面硬化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土表面硬化剂及其制备方法，所述混凝土表面硬化剂包括如下组分：改性硅酸锂溶液60‑70份、液体表面张力改性剂0.2‑0.5份、离子稳定剂0.2‑0.5份和水30‑40份，其中所述改性硅酸锂溶液包括40‑60份硅酸钾溶液，8‑12份甲基硅酸钠和8‑12份氟硅酸镁。本发明的混凝土表面硬化剂，能够提高混凝土表面密实度和表面强度，能够在混凝土裂缝内部生成壳状结构，达到提高混凝土硬度的效果；本发明的混凝土表面硬化剂具有较强的渗透性能，并且能够在3天内提高表面强度5Mpa以上。

Description

一种混凝土表面硬化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土表面硬化剂，属于建筑材料添加剂技术领域。

背景技术

当前常见的混凝土结构的问题之一就是混凝土表面强度不足，由于水泥在储存运输过程中环境潮湿、水泥中杂质较多或者在混凝土搅拌的过程中掺合料的配比问题导致混凝土的质量较差，浇筑完成的混凝土在恶劣的环境下养护，导致基面出现起灰起砂、强度无法满足设计要求的现象。对于一些常年裸露在含有酸、碱、盐等有害物质侵蚀环境下的建筑物，有害物质会从混凝土表面的细微裂缝进入混凝土结构内部，发生化学反应，使混凝土结构碱性降低，对钢筋的保护能力下降，严重影响混凝土结构的强度及使用寿命。

现有技术中的相关材料渗入深度较浅，一般在1～3mm左右，增强效果不明显，一般在3～5Mpa以下，适用于对于强度提高要求较低的项目，对于一些提高强度较高或要求提高回弹值较大的混凝土效果会降低，并且目前材料无法在短时间内使混凝土迅速提高强度，无法满足验收要求。

因此急需一种方法对混凝土或建筑砂浆的表面进行加固处理，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种混凝土表面硬化剂，渗透效果好，回弹值高。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种混凝土表面硬化剂，按重量份计，包括如下组分：改性硅酸锂溶液60-70份、液体表面张力改性剂0.2-0.5份、离子稳定剂0.2-0.5份和水30-40份，其中所述改性硅酸锂溶液包括40-60份硅酸钾溶液，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁。

进一步地，所述甲基硅酸钠和氟硅酸镁的重量比为1:1。

进一步地，所述液体表面张力改性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基氯(溴)化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

进一步地，所述离子稳定剂为柠檬酸、丙三酸、丁烷四羧酸、衣康酸、低聚马来酸中的一种或几种。

本发明还提供一种混凝土表面硬化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取30-40份去离子水，0.2-0.5份液体表面张力改性剂和0.2-0.5份离子稳定剂；

S2、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，低速搅拌；

S3、将60-70份改性硅酸锂溶液加入到S2的液体中，搅拌10-30min。

进一步地，S2中，搅拌时温度为室温。

进一步地，S1中改性硅酸锂溶液的制备方法包括以下步骤：

S11、称取40-60份硅酸钾溶液(模数2.2，固含35％)，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁；

S12、将甲基硅酸钠和氟硅酸镁加入硅酸钾溶液中；

S13、加热、搅拌至溶液完全混合，静置待用。

进一步地，S12中，在室温下将甲基硅酸钠和氟硅酸镁加入硅酸钾溶液中。

进一步地，S13中，加热温度为40-70℃，搅拌时间为5-30min。

本发明的有益效果是：

1)本发明的混凝土表面硬化剂，能够提高混凝土表面密实度和表面强度，能够在混凝土裂缝内部生成壳状结构，达到提高混凝土硬度的效果。

2)本发明的混凝土表面硬化剂，具有较强的渗透性能，并且能够在3天内提高表面强度5Mpa以上，混凝土构件的原始强度越低，混凝土表面增强剂能提升的幅度就越大。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

本发明的一种混凝土表面硬化剂，包括如下组分：按重量份计，改性硅酸锂溶液60-70份、液体表面张力改性剂0.2-0.5份、离子稳定剂0.2-0.5份和水30-40份，其中所述改性硅酸锂溶液包括40-60份硅酸钾溶液(模数2.2，固体含量35％)，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁。

在本实施例中，所述甲基硅酸钠和氟硅酸镁的重量比为1:1。

在本实施例中，所述液体表面张力改性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基氯(溴)化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

在本实施例中，所述离子稳定剂为柠檬酸、丙三酸、丁烷四羧酸、衣康酸、低聚马来酸中的一种或几种。

本实施例中的一种混凝土表面硬化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取30-40份去离子水，0.2-0.5份液体表面张力改性剂和0.2-0.5份离子稳定剂；

S2、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，室温低速搅拌；

S3、将60-70份改性硅酸锂溶液加入到S2的液体中，搅拌10-30min。

其中，S1中改性硅酸锂溶液的制备方法包括以下步骤：

S11、称取40-60份硅酸钾溶液，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁；

S12、室温下将甲基硅酸钠和氟硅酸镁加入硅酸钾溶液中；

S13、加热至40-70℃、搅拌5-30min至溶液完全混合，静置待用。

其中氟硅酸镁直接购买，生产厂家为济南乐恒化工有限公司。

本实施例中的改性硅酸锂溶液相比于普通硅酸锂溶液，其具有优良的渗透结晶性能及吸附性能，液体表面张力改性剂可以有效降低材料的表面张力，能够提高改性硅酸锂溶液的渗透深度，改性硅酸锂溶液中甲基硅酸钠的硅醇基能够与硅酸锂的硅醇基反应脱水交联，从而提高硅酸锂溶液与混凝土裂缝内壁的粘接性能，并且改性硅酸锂溶液能够在裂缝内壁自身固化，将不规则的混凝土毛细孔及裂缝修复为具有壳体结构的规则结构，在外界受到压力的时候，该结构可以有效的将外力传递给结构其他部位，有效抵消集中力，提高混凝土表面的回弹强度。由于改性后的硅酸锂溶液在固化后再次遇水不会发生可逆反应，所以该结构能够永久在混凝土中存在，不会因结构二次遇水导致失效，同时固化后的改性硅酸锂溶液具有微膨胀的功能，能够有效减少混凝土裂缝的宽度，提高混凝土密实度的作用。

本实施例中的离子稳定剂具有多个羧基结构，该结构在渗入混凝土内部后，能够提高混凝土内部未水化氢氧化钙晶体的溶解度，将混凝土中的未水化的氢氧化钙晶体转化为钙离子，由于硅酸根离子与羧基之间的离子键作用力强于钙离子与羧基之间的离子间作用力，所以羧基与钙离子形成的络离子在遇到溶液中的硅酸根离子后能够与硅酸根离子结合，同时电离出的钙离子能够再次结合溶液中的羧基反复循环反应，实现密实混凝土结构的目的。

实施例1

S1、制备改性硅酸锂溶液：室温下称取12份甲基硅酸钠和12份氟硅酸镁加入60份硅酸钾溶液，加热至40-50℃、搅拌5-30min至溶液完全混合，静置待用。

S2、称取40份去离子水，0.2份液体表面张力改性剂和0.2份离子稳定剂；

S3、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，室温低速搅拌；

S4、将60份S1中制备的改性硅酸锂溶液加入到S3的液体中，搅拌10min，制得混凝土表面硬化剂。

实施例2

S1、制备改性硅酸锂溶液：室温下称取10份甲基硅酸钠和10份氟硅酸镁加入50份硅酸钾溶液，加热至50-60℃、搅拌5-30min至溶液完全混合，静置待用。

S2、称取30份去离子水，0.2份液体表面张力改性剂和0.2份离子稳定剂；

S3、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，室温低速搅拌；

S4、将70份S1中制备的改性硅酸锂溶液加入到S3的液体中，搅拌10min，制得混凝土表面硬化剂。

实施例3

S1、制备改性硅酸锂溶液：室温下称取9份甲基硅酸钠和9份氟硅酸镁加入45份硅酸钾溶液，加热至60-70℃、搅拌5-30min至溶液完全混合，静置待用。

S2、称取40份去离子水，0.5份液体表面张力改性剂和0.5份离子稳定剂；

S3、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，室温低速搅拌；

S4、将60份S1中制备的改性硅酸锂溶液加入到S3的液体中，搅拌20min，制得混凝土表面硬化剂。

实施例4

S1、制备改性硅酸锂溶液：室温下称取10份甲基硅酸钠和10份氟硅酸镁加入50份硅酸钾溶液，加热至60-70℃、搅拌5-30min至溶液完全混合，静置待用。

S2、称取30份去离子水，0.5份液体表面张力改性剂和0.5份离子稳定剂；

S3、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，室温低速搅拌；

S4、将70份S1中制备的改性硅酸锂溶液加入到S3的液体中，搅拌30min，制得混凝土表面硬化剂。

实施例5

性能测试1：测试混凝土表面硬化剂对基准混凝土抗压强度、抗折强度影响：

试验方法：

S1、在相同配比及环境中浇筑6块150*150*150混凝土试块，并在标准条件下养护28d。

S2、养护完成后从养护箱中取出晾干。

S3、随机选取3块混凝土试块，在其表面均匀涂刷混凝土表面硬化剂4～5遍。

S4、将空白组试块和涂刷混凝土表面硬化剂的试块在空气中养护36d。

S5、养护完成后测试其抗压抗折强度，结果如下：

混凝土表面硬化剂对基准混凝抗压强度、抗折强度影响结果(表一)

实施例6

性能测试2：混凝土表面硬化剂对基准混凝土抗渗性能影响：

S1、在相同配比及环境中浇筑6块上口直径175mm，下口直径185mm，高150mm混凝土抗渗试块，并在标准条件下养护28d。

S2、养护完成后从养护箱中取出晾干。

S3、随机选取3块混凝土抗渗试块，在其表面均匀涂刷混凝土表面硬化剂4～5遍。

S4、将空白组试块和涂刷混凝土表面硬化剂的试块在空气中养护36d。

S5、养护完成后安装在抗渗仪上进行抗渗试验，并测试其渗透高度，结果如下：

混凝土表面硬化剂对基准混凝土抗水渗透压力的影响结果(表二)

实施例7

将实施例1中制备的混凝土表面硬化剂，与以下三组配方进行对比(表三)：

表三：

在对照组一、三中未添加本发明中的改性硅酸锂溶液，用普通模数2～8的硅酸锂溶液代替，其中硅酸锂溶液生产厂家是保定市润丰实业有限公司。对比涂刷在同一面混凝土墙面后3d的回弹强度提高值，测点总数为16，单位为兆帕。如表四所示：

表四：

由上表可见，改性硅酸锂溶液对于混凝土强度回弹值提高效果影响最大，因改性硅酸锂溶液为增强剂的主要成分，所以缺少重要反应物会对结果产生重大影响，离子稳定剂主要的作用是提高材料的渗透性能，材料的渗透性能降低直接导致材料渗透进入混凝土内部的高度降低，影响材料效果。

参照JC/T 2158-2012《渗透型液体硬化剂》标准，对实施例1中制备的混凝土硬化剂其进行性能测试，并将测试结果与两个标准进行对比，其检测结果由表五所示：

表五：

由上表可以看出:该产品施工过的混凝土基面表面硬度和24h表面吸水量远超JC/T 2158-2012《渗透型液体硬化剂》标准要求。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种混凝土表面硬化剂，按重量份计，包括如下组分：改性硅酸锂溶液60-70份、液体表面张力改性剂0.2-0.5份、离子稳定剂0.2-0.5份和水30-40份，其中所述改性硅酸锂溶液包括40-60份硅酸钾溶液，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土表面硬化剂，其特征在于：所述甲基硅酸钠和氟硅酸镁的重量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土表面硬化剂，其特征在于：所述液体表面张力改性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基氯(溴)化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土表面硬化剂，其特征在于：所述离子稳定剂为柠檬酸、丙三酸、丁烷四羧酸、衣康酸、低聚马来酸中的一种或几种。

5.一种混凝土表面硬化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取30-40份去离子水，0.2-0.5份液体表面张力改性剂和0.2-0.5份离子稳定剂；

S2、将液体表面张力改性剂和离子稳定剂加入到去离子水中，低速搅拌；

S3、将60-70份改性硅酸锂溶液加入到S2的液体中，搅拌5-30min。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土表面硬化剂的制备方法，S2中，搅拌时温度为室温。

7.根据权利要求5所述的一种混凝土表面硬化剂的制备方法，S1中改性硅酸锂溶液的制备方法包括以下步骤：

S11、称取40-60份硅酸钾溶液，8-12份甲基硅酸钠和8-12份氟硅酸镁；

S12、将甲基硅酸钠和氟硅酸镁加入硅酸钾溶液中；

S13、加热、搅拌至溶液完全混合，静置待用。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土表面硬化剂的制备方法，S12中，在室温下将甲基硅酸钠和氟硅酸镁加入硅酸钾溶液中。

9.根据权利要求7所述的一种混凝土表面硬化剂的制备方法，S13中，加热温度为40-70℃，搅拌时间为5-30min。