CN115259897A - 有机-无机复合型混凝土养护剂、制备方法和混凝土养护方法 - Google Patents

有机-无机复合型混凝土养护剂、制备方法和混凝土养护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机‑无机复合型混凝土养护剂及其制备和使用方法，本发明的养护剂包括以下组分：碱金属硅酸盐、水性高分子乳液、聚丙烯酰胺、三乙醇胺、分散剂和水。本发明提供的有机‑无机复合型混凝土养护剂能够有效阻止混凝土水分蒸发，增强混凝土的抗压强度，对混凝土的养护效果好，提高混凝土工程的耐久性，保证混凝土工程的质量。

Description

有机-无机复合型混凝土养护剂、制备方法和混凝土养护方法
技术领域
本发明涉及混凝土养护剂技术领域，具体涉及一种有机-无机复合型混凝土养护剂、制备方法和混凝土养护方法。
背景技术
混凝土的养护会影响到混凝土的强度、抗裂强度等性能，若混凝土施工后养护不及时，其内部的水分会通过毛细孔蒸发到外界，导致胶凝材料水化不充分，水化产物减少，导致混凝土各个性能下降，所以高性能混凝土对养护条件要求也越来越高。
在工程中常常采用洒水、覆盖一层薄膜或者是蒸汽养护的方式来阻止混凝土中的水分被蒸发，这种方式既费时又费力且这些个养护方式达不到预期的效果。混凝土养护剂能够有效地对混凝土进行养护并且操作方便，因此得到越来越多的应用。
但是混凝土养护剂种类繁多，养护效果参差不齐，目前市场上大多数混凝土养护剂性能要求仅为合格品要求，即有效保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90，很难达到混凝土养护剂一级品的使用要求即有效保水率(％)≥90；抗压强度比(％)7d≥95，28d≥95，如果养护剂不能起到良好的养护作用，将直接影响混凝土工程的耐久性。
因此，需要研究一种养护效果良好的混凝土养护剂。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种有机-无机复合型混凝土养护剂，本发明的混凝土养护剂各项组分协同作用，能够有效提高混凝土的保水性和抗压强度。本发明还提供了所述混凝土养护剂的制备方法和一种混凝土养护方法。
本发明第一方面提供了一种有机-无机复合型混凝土养护剂，包括以下组分：碱金属硅酸盐、水性高分子乳液、聚丙烯酰胺、三乙醇胺、分散剂和水。
根据本发明的一些实施方式，所述养护剂包括以下重量份组分：碱金属硅酸盐50-100份、水性高分子乳液50-100份、聚丙烯酰胺2-5份、三乙醇胺5-10份、分散剂15-20份、水500-700份。
根据本发明的一些实施方式，所述养护剂包括以下重量份组分：碱金属硅酸盐75-100份、水性高分子乳液50-70份、聚丙烯酰胺2-5份、三乙醇胺8-10份、分散剂15-20份、水500-700份。
根据本发明的一些实施方式，包括以下重量份组分：碱金属硅酸盐90-100份、水性高分子乳液65-70份、聚丙烯酰胺2-5份、三乙醇胺9-10份、分散剂15-20份、水500-700份。
根据本发明的一些实施方式，所述水性高分子乳液包括环氧树脂乳液、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、苯丙乳液、丁腈乳胶中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述水性高分子乳液为苯丙乳液。
根据本发明的一些实施方式，所述水性高分子乳液的浓度为46-50重量％。
根据本发明的一些实施方式，所述水性高分子乳液的浓度为48重量％。
根据本发明的一些实施方式，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠。
根据本发明的一些实施方式，所述分散剂选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇和烷基苯磺酸盐中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述分散剂为聚乙二醇。
根据本发明的一些实施方式，所述聚乙二醇的数均分子量为180-220。
根据本发明的一些实施方式，所述聚乙二醇的数均分子量为200。
根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为900000-1100000。
根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为1000000。
本发明的第二方面提供了第一方面所述的养护剂的制备方法，将碱金属硅酸盐、水性高分子乳液、聚丙烯酰胺、三乙醇胺、分散剂和水混合，得到有机-无机复合型混凝土养护剂。
本发明的第三方面提供了一种混凝土养护方法，包括将第一方面所述的养护剂喷涂在混凝土表面。
根据本发明的一些实施方式，所述养护剂的使用量为0.18-0.22kg/m2。
根据本发明的一些实施方式，所述养护剂的使用量为0.2kg/m2。
与现有技术相比，本发明包括以下有益效果：
(1)本发明提供的有机-无机复合型混凝土养护剂，具有保水性能好，抗压强度高的优点，水性高分子乳液、硅酸盐和聚丙烯酰胺协同作用，有效防止了水泥水化过程水分流失。
(2)本发明提供的混凝土养护剂，水性高分子乳液复配成液膜型混凝土养护剂，能够减少混凝土早期水化的水分损失，具有良好的成膜性能和渗透性能；喷涂到混凝土表面时，可以形成连续的无色不透水的高效养护薄膜，它能够渗透到混凝土毛细孔内，密封毛细孔，阻止水分蒸发和水泥混凝土表面泌水现象的发生，起到良好的保水、保湿效果，促进水泥彻底水化。
(3)本发明提供的混凝土养护剂，硅酸盐与水泥水化生成的氢氧化钙生成硅酸钙和强氧化物，强氧化物可活化沙子的表面膜，硅酸钙为不溶物，能封闭混凝土表面的各种孔隙，并形成一层坚实的薄膜，阻止水泥混凝土中的自由水过早的蒸发，从而促进水泥充分的水化，达到自养的目的。
(4)本发明提供的混凝土养护剂，三乙醇胺起到催化的作用，能够有效提高水泥凝结硬化和早期强度。
(5)本发明提供的混凝土养护剂，分散剂能够减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
本发明的测试方法以及测试中所用材料如下：
(1)混凝土保水率的测定方法参照《GB/T50081—2019普通混凝土力学性能试验方法标准》进行；
(2)混凝土抗压强度的测定方法参照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》中的附录A进行；
(3)本发明试验所用的水泥、砂、石、水、外加剂等材料及混凝土的配合比应符合GB8076要求，用水量以混凝土塌落度控制在40±10mm为准；
(4)水泥采用金隅水泥P.O42.5；减水剂采用山西佳维新材料股份有限公司的503A型聚羧酸减水剂，减水剂掺量为水泥用量的0.4％。
在本发明中，苯丙乳液液购自济南兴隆达化工有限公司，型号为XLD-820，质量浓度为48％。
聚丙烯酰胺购自山东辰达化工有限公司，分子量为1000000，含量为98重量％；
三乙醇胺购自济南泽盛化工有限公司公司，CAS号为102-71-6；
聚乙二醇200购自济南普莱华化工有限公司公司，EINECS号200-849-9，分子量为200。
实施例1
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并进行养护效果测试。
混凝土用养护剂的原料组分包括：硅酸钠90g；苯丙乳液65g；聚丙烯酰胺5g；三乙醇胺10g；聚乙二醇200 15g；水550g。
将几种原材料充分混合于水中搅拌溶解，制备得到的养护剂均匀喷涂在混凝土表面，使用量为0.2kg/m2。
经测试，实施例1得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为95％，7d的抗压强度比为97.5％，28d的抗压强度比为96％，符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的一等品性能要求保水率(％)≥90；抗压强度比(％)7d≥95，28d≥95的使用要求。
实施例2
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并进行养护效果测试。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于硅酸钠的含量为75g，其他组分重量不变。
经测试，实施例2得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为88％，7d的抗压强度比为92.5％，28d的抗压强度比为91％，符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥90；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的要求。
实施例3
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于苯丙乳液的含量为50g，其他组分重量不变。
经测试，实施例3得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为85％，7d的抗压强度比为91.5％，28d的抗压强度比为90％，符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的要求。
实施例4
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于聚丙烯酰胺的含量为2g，其他组分重量不变。
经测试，实施例4得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为89％，7d的抗压强度比为93％，28d的抗压强度比为90％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的要求。
实施例5
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于三乙醇胺为7g，聚乙二醇200为10g，其他组分重量不变。
经测试，实施例5得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为85％，7d的抗压强度比为86％，28d的抗压强度比为85％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的要求，无法达到合格品的使用要求。
实施例6
制备有机-无机复合型混凝土养护剂并养护混凝土。
混凝土用养护剂的原料组分包括：硅酸钠70g；丙烯酸乳液40g；聚丙烯酰胺5g；三乙醇胺3g；聚乙二醇10g；水550g。
制备方法和使用方法与实施例1相同。
经测试，实施例6得到的混凝土用养护剂的检测结果保水率为85％，7d的抗压强度比为81.5％，28d的抗压强度比为77％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的要求，无法达到合格品的使用要求。
对比例1
制备混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于原料组分中不加入硅酸钠，其他组分重量不变。
经测试，对比例1得到的混凝土养护剂检测结果为保水率为70％，7d的抗压强度比为73％，28d的抗压强度比为69％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的使用要求。
对比例2
制备混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于原料组分中不加入丙烯酸乳液，其他组分重量不变。
经测试，对比例2得到的混凝土用养护剂检测结果为保水率为68％，7d的抗压强度比为73％，28d的抗压强度比为66.5％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求保水率(％)≥75；抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的使用要求。
对比例3
制备混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于原料组分中不加入聚丙烯酰胺和聚乙二醇200，其他组分重量不变。
经测试，对比例3得到的混凝土用养护剂检测结果为保水率为83％，7d的抗压强度比为83％，28d的抗压强度比为81％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的使用要求。
对比例4
制备混凝土养护剂并养护混凝土。
制备方法和使用方法与实施例1相同，区别仅在于原料组分中不加入三乙醇胺，其他组分重量不变。
经测试，对比例4得到的混凝土用养护剂检测结果为保水率为88％，7d的抗压强度比为78％，28d的抗压强度比为78％，不符合JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》规定的合格品性能要求抗压强度比(％)7d≥90，28d≥90的使用要求。
综上所述，本发明提供的有机-无机复合型混凝土养护剂，保水性好，抗压强度高。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有机-无机复合型混凝土养护剂，其特征在于，其原料包括：碱金属硅酸盐、水性高分子乳液、聚丙烯酰胺、三乙醇胺、分散剂和水。
2.根据权利要求1所述的养护剂，其特征在于，包括以下重量份组分：碱金属硅酸盐50-100份、水性高分子乳液50-100份、聚丙烯酰胺2-5份、三乙醇胺5-10份、分散剂15-20份、水500-700份。
3.根据权利要求1或2所述的养护剂，其特征在于，包括以下重量份组分：碱金属硅酸盐75-90份、水性高分子乳液50-65份、聚丙烯酰胺2-5份、三乙醇胺8-10份、分散剂15-20份、水500-700份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的养护剂，其特征在于，所述水性高分子乳液选自环氧树脂乳液、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、苯丙乳液、丁腈乳胶中的一种或多种，优选为苯丙乳液。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的养护剂，其特征在于，所述水性高分子乳液的浓度为46-50重量％，优选为48重量％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的养护剂，其特征在于，所述碱金属硅酸盐为硅酸钠。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的养护剂，其特征在于，所述分散剂选自三聚磷酸钠、焦磷酸钠、聚乙二醇和烷基苯磺酸盐中的一种或多种；
优选地，所述分散剂为聚乙二醇200。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的养护剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的数均分子量为900000-1100000，优选为1000000。
9.权利要求1-8中任一项所述的养护剂的制备方法，其特征在于，将碱金属硅酸盐、水性高分子乳液、聚丙烯酰胺、三乙醇胺、分散剂和水混合，得到有机-无机复合型混凝土养护剂。
10.混凝土养护方法，包括将权利要求1-8中任一项所述的养护剂喷涂在混凝土表面；
优选地，所述养护剂的使用量为0.18-0.22kg/m2，更优选为0.2kg/m2。
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