CN113773686A - 一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法及应用，属于抗腐剂技术领域，按照质量份数计包括如下原料：端烯基聚硅氧烷5％‑15％，异辛基三乙氧基硅烷10％‑25％，异丁烯三乙氧基硅烷10％‑25％，硅酸锂15％‑25％，乳化剂1％‑5％，助溶剂1％‑10％，甘油余量。本发明提供的混凝土耐磨抗腐剂是一种水性乳液，可与水少量稀释使用，可大幅提高混凝土的抗渗、耐磨及防腐性能，对混凝土的其它性质无影响，成本较低，且为水溶性产品，环境友好，可广泛应用于桥梁、涵洞、水泥道面、石材表面及污水处理池等混凝土建筑，特别适用于已经使用了一段时间的混凝土结构建筑物的修复。

Description

一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及抗腐剂技术领域，具体涉及一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法及应用。
背景技术
人类科技发展日新月异，大量摩天大厦、高速公路、立交桥、港口码头、机场、大坝、污水处理厂等建筑不断涌现，钢筋混凝土材料已逐渐成为应用最大、使用范围最广的材料。混凝土在使用过程中，时常因为表面质量不良或密实度不够而难以抵挡住暴露环境中腐蚀因子的侵蚀，造成混凝土及其结构性能的加速劣化，降低结构物的耐久性和服役寿命。
国内外大量破坏实验和使用实例证明：在设计强度足够的情况下，混凝土结构仍遭到严重破坏，主要原因是由于混凝土的使用条件不同，随着时间推移混凝土的耐久性不够而遭到破坏，造成了惊心触目的自然资源和巨额维修、重建的资金浪费。由于历史的原因，我国目前现状是混凝土结构“按强度设计”而不是“按服务年限或耐久性设计”，这更引起了专家、学者和广大用户的深切担忧。因此，有专家预言中国目前进行的大规模建设高潮还可延续20年，如果我们继续现在的做法而不注重混凝土耐久性的问题，很快就会有“大修20年”的高潮出现。所以，为了使混凝土结构寿命更长，积极引进采用新的养护技术作为必要的辅助手段，已是非常迫切需要的工作。
目前，对混泥土表面修复使用的方法主要是，采用表面涂装对混凝土结构进行保护，由于，混凝土结构的表面涂装主要有表面涂层和硅烷浸渍两种，其中表面涂层分为水性涂料和溶剂型涂料两大类，而以溶剂型涂料的防腐效果要好。但表面涂装的施工工艺较为繁琐，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，使水分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，不过耐候性较差、对已经损害混凝土的保护效果不明显，同时其为油溶性产品，施工过程中需使用较多醇类作为溶剂，会对人及环境造成危害，限制了其的大规模应用。
综上所述，现有技术存在的问题是：其一、现有表面涂装的方法，施工工艺较为繁琐，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；其二、现有硅烷浸渍的方法，耐候性较差、对已经损害混凝土的保护效果不明显，同时其为油溶性产品，施工过程中需使用较多醇类作为溶剂，会对人及环境造成危害，限制了其的大规模应用。
发明内容
一方面，本发明针对上述问题，提供一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法及应用，按照质量份数计包括如下原料：端烯基聚硅氧烷5％-15％，异辛基三乙氧基硅烷10％-25％，异丁烯三乙氧基硅烷10％-25％，硅酸锂0％-25％，乳化剂1％-5％，助溶剂1％-10％，甘油余量。
进一步地，所述乳化剂为松香皂。
更进一步地，所述助溶剂选用乙醇、乙二醇和丙二醇中一种。
更进一步地，所述硅酸锂的加入量15％-25％。
另一方面，本发明提供了一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，油相的制备：在容器加入一定量的端烯基聚硅氧烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷和乳化剂，然后升温并搅拌，使乳化剂完全溶解，得到油相；
步骤二，耐磨抗腐剂的制备：向所述油相中依次加入甘油、硅酸锂及助溶剂，混合得粗乳液，然后高速搅拌，降至室温，即可得到稳定的耐磨抗腐剂乳液产品。
进一步地，步骤一中，所需搅拌时间为20min-30min，所述升温温度为50℃-70℃。
更进一步地，步骤二中，所述混合方式为搅拌，所述搅拌时间为50min-70min。
更进一步地，步骤二中，降温过程采用高速搅拌过程，所述搅拌时间为10min-20min，所述转速为2900r/min。
更进一步地，所述混凝土耐磨抗腐剂在建筑材料表面防腐中的应用，选自所述建筑材料选自混凝土、水磨石、金刚砂耐磨材料、砂浆、石膏中的任意一种。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的混凝土耐磨抗腐剂是一种水性乳液，可采用少量水稀释，可大幅提高混凝土的抗渗、耐磨及防腐性能，对混凝土的其它性质无影响，成本较低，且为水溶性产品，环境友好，可广泛应用于桥梁、涵洞、水泥道面、石材表面及污水处理池等混凝土建筑，特别适用于已经使用了一段时间的混凝土结构建筑物的修复。
2、本发明提供的混凝土耐磨抗腐剂，其中，端烯基聚硅氧烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷可渗透至混凝土表层5～8mm，并相互作用，形成网状链，起到整体防腐作用；
耐磨抗腐剂中的硅酸钠和硅酸锂可与混凝土和石造物中的氢氧化钙、铝化钙、硅酸钙等化学成分发生化学反应，形成惰性晶体嵌入混凝土的毛细孔，密封微细裂缝，使混凝土中的各成分固化成一坚固实体，从而得到一个无尘、致密的整体，极大地增强了混凝土表面硬度、密实度、耐磨性、强度以及耐久性能，对暴露环境中的混凝土结构能产生较好的防护作用。
3、本发明涉及的混凝土密封固化剂是一种水性乳状液体，从生产到施工乃至往后的所有时间，都不会对人体和环境产生任何有害的影响；可应用于新旧混凝土、水磨石、金刚砂耐磨材料、砂浆、石膏、所有裸露混凝土及建材的表面。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例提供的混凝土耐磨抗腐剂的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，端氢基聚硅氧烷是指由活性氢封端的聚硅氧烷。它作为生产有机硅改性嵌段或接枝共聚物的关键起始原料和重要的有机硅中间体，受到世界各大有机硅公司和研究机构的重视，关于它的研究报道一直比较多。利用其端基上的Si一H键,通过硅氢化反应，可在聚硅氧烷分子链上引入各种有机基团；所以端氢基聚硅氧烷在塑料、树脂改性，硅油改性、液体硅橡胶的交联剂、特种有机硅表面活性剂及树枝状聚合物的合成中有着重要的用途。
端氢基聚硅氧烷是由四甲基(氢)二硅氧烷(HMe2SiOSiMe2H)及其低聚物与环状或线状的聚二甲基硅氧烷低聚物通过平衡反应制得；因此，合成端氢基聚硅氧烷的关键是合成四甲基(氢)二硅氧烷或其低聚物。
实施例一
参见图1，如图1所示，一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，油相的制备，在1000mL烧杯中加入5％的端烯基聚硅氧烷，25％的异辛基三乙氧基硅烷，25％的异丁烯三乙氧基硅烷，1％的松香皂，升温至50℃，搅拌20min，使乳化剂完全溶解；
步骤二，耐磨抗腐剂的制备，向油相中依次加入43％的甘油、20％的硅酸锂及1％的乙二醇，搅拌50min得粗乳液，然后用剪切乳化搅拌机高速搅拌10min，降至室温，得到稳定的耐磨抗腐剂乳液产品。
实施例二
参见图1，如图1所示，一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，油相的制备，在1000mL烧杯中加入10％的端烯基聚硅氧烷，17.5％的异辛基三乙氧基硅烷，17.5％的异丁烯三乙氧基硅烷，2.5％的松香皂，升温至60℃，搅拌25min，使乳化剂完全溶解；
步骤二，耐磨抗腐剂的制备，向油相中依次加入34％的甘油、8.5％的硅酸锂及10％的乙醇，搅拌60min得粗乳液，然后用剪切乳化搅拌机高速搅拌20min，降至室温，得到稳定的耐磨抗腐剂乳液产品。
实施例三
参见图1，如图1所示，一种混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，油相的制备，在1000mL烧杯中加入15％的端烯基聚硅氧烷，10％的异辛基三乙氧基硅烷，10％的异丁烯三乙氧基硅烷，5％的松香皂，升温至70℃，搅拌30min，使乳化剂完全溶解；
步骤二，耐磨抗腐剂的制备，向油相中依次加入25％的甘油、25％的硅酸锂及10％的丙二醇，搅拌60min得粗乳液，然后用剪切乳化搅拌机高速搅拌20min，降至室温，得到稳定的耐磨抗腐剂乳液产品。
对实施例1-3所得的耐磨抗腐剂进行性能测试，测试方法为：将本方案制备得到的混泥土耐磨抗腐剂送国家建筑材料测试中心检测，
中心编号为：WT2016B03E00320，参照JC/T 2158-2012《渗透型液体硬化剂》，JC/T906-2002《混凝土地面用水泥基耐磨材料》。
测试结果如下表所示：
Figure BDA0003269365550000061
实验结果表明：本发明使用的混泥土抗腐的剂吸水量达到建筑行业标准，耐磨度比/表面硬度比均达到建筑行业推荐标准，耐盐雾性/耐老化性均达到国家推荐标准，且相比对照标准，本发明的混泥土防腐剂效果更优。
其中，端烯基聚硅氧烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷可渗透至混凝土表层5mm-8mm，并相互作用形成网状链，起到整体防腐作用；
耐磨抗腐剂中的硅酸钠和硅酸锂可与混凝土和石造物中的氢氧化钙、铝化钙、硅酸钙等化学成分发生化学反应，形成惰性晶体嵌入混凝土的毛细孔，密封微细裂缝，使混凝土中的各成分固化成一坚固实体，从而得到一个无尘、致密的整体，极大地增强了混凝土表面硬度、密实度、耐磨性、强度以及耐久性能，对暴露环境中的混凝土结构能产生较好的防护作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混凝土耐磨抗腐剂，其特征在于，按照质量份数计包括如下原料：端烯基聚硅氧烷5％-15％，异辛基三乙氧基硅烷10％-25％，异丁烯三乙氧基硅烷10％-25％，硅酸锂0％-25％，乳化剂1％-5％，助溶剂1％-10％，甘油余量。
2.根据权利要求1所述的混凝土耐磨抗腐剂，其特征在于，所述乳化剂松香皂。
3.根据权利要求1所述的混凝土耐磨抗腐剂，其特征在于，所述助溶剂选用乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的混凝土耐磨抗腐剂，其特征在于，所述硅酸锂的加入量15％-25％。
5.一种权利要求1-4任一所述的混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一，油相的制备：在容器加入一定量的端烯基聚硅氧烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷和乳化剂，然后升温并搅拌，使乳化剂完全溶解，得到油相；
步骤二，耐磨抗腐剂的制备：向所述油相中依次加入甘油、硅酸锂及助溶剂，混合得粗乳液，然后高速搅拌，降至室温，即可得到稳定的耐磨抗腐剂乳液产品。
6.根据权利要求5所述的混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，所需搅拌时间为20min-30min，所述升温温度为50℃-70℃。
7.根据权利要求5所述的混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述混合方式为搅拌，所述搅拌时间为50min-70min。
8.根据权利要求5所述的混凝土耐磨抗腐剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，降温过程采用高速搅拌过程，所述搅拌时间为10min-20min，所述转速为2900r/min。
9.权利要求1-4任一项所述混凝土耐磨抗腐剂、权利要求5-9任一项所述方法制备得到的混凝土耐磨抗腐剂在建筑材料表面防腐中的应用，其特征在于，所述建筑材料选自混凝土、水磨石、金刚砂耐磨材料、砂浆、石膏中的任意一种。
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