CN115785710A - 一种混凝土防碳化涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混凝土防碳化涂料及其制备方法和应用，属于混凝土养护技术领域。本发明提供的混凝土防碳化涂料，包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)；所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯‑乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％；所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。本发明提供的混凝土防碳化涂料中主体材料为无机材料，成本较低，而且更环保。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土养护技术领域，尤其涉及一种混凝土防碳化涂料及其制备方法和应用。
背景技术
空气中的二氧化碳渗透至混凝土内，与混凝土内的碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。在混凝土表面涂覆一层防碳化涂料，与之牢固粘结形成高强坚韧耐久的弹性涂膜保护层，可有效阻止环境中二氧化碳、氯化物、氧气和海水、酸雨等腐蚀介质对混凝土结构材料的侵蚀，提高混凝土结构耐久性。
目前市面上常用的防碳化涂料中主体材料为油性环氧树脂或水性环氧树脂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土防碳化涂料及其制备方法和应用，本发明提供的混凝土防碳化涂料中主体材料为无机材料，成本较低，而且更环保。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种混凝土防碳化涂料，包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)；
所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％；
所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。
优选地，所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的固含量为35～44％。
本发明提供了上述技术方案所述混凝土防碳化涂料的制备方法，包括以下步骤：
将乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液与水混合，得到A组分；
将水泥、石英粉、胶粉、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂与蒙脱石粘土岩混合，得到B组分。
本发明提供了上述技术方案所述混凝土防碳化涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的混凝土防碳化涂料在混凝土养护中的应用。
优选地，所述应用包括以下步骤：
将A组分与B组分混合后静置，得到混合物料；
将所述混合物料涂覆于混凝土的表面，在所述混凝土的表面形成防护涂层，之后进行养护。
优选地，所述混合物料的制备原料还包括水，所述水的质量不超过所述A组分质量的10％。
优选地，所述混合的时间为5～7min，所述混合的温度为0～50℃；所述混合在搅拌条件下进行。
优选地，所述静置的时间为3～5min，所述静置的温度为5～40℃。
优选地，所述涂层的厚度为0.7～2mm。
优选地，所述养护的时间至少为7天。
本发明提供了一种混凝土防碳化涂料，包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)；所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％；所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。本发明提供的混凝土防碳化涂料中B组分含有水泥以及石英粉，二者为混凝土材料同源的物质，使用时将A组分与B组分混合后涂覆在混凝土表面，固化后产生的水泥水化物可以更好地贴合混凝土表面，且该水泥水化物是一种既有高分子材料柔性，又有无机材料高耐久性的保护封闭材料，可以很好的防止环境对于混凝土碳化的影响，同时也能够很好的提高混凝土本身的拉伸强度和粘接强度。本发明提供的混凝土防碳化涂料中主体材料(水泥与石英粉)为无机材料，成本较低，而且所述混凝土防碳化涂料为水性涂料，环境友好。
此外，本发明提供的混凝土防碳化涂料为双组分，粉料以及液料分开，制备过程简单，易储存，保质期更长久，避免了市面上单组分混凝土防碳化涂料稳定性差、易沉淀析出的问题。
附图说明
图1为实施例1制备的混凝土防碳化涂料中A组分以及B组分的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种混凝土防碳化涂料，包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)；
所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％；
所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。
本发明提供的混凝土防碳化涂料包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)，优选为1:2。
在本发明中，所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％。在本发明中，所述A组分中乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的质量分数具体可以为27％、28％、29％或30％；所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(VAE乳液)的固含量优选为35～45％，更优选为40％，所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液中溶剂优选为水。在本发明的实施例中，所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液具体购自中国石化，型号为BJ-707。在本发明中，所述A组分中的水优选为去离子水。本发明采用水对乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液稀释得到A组分，有利于使其具有更好的渗透性。本发明以乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液为A组分的基体材料，实际使用过程中形成的防护涂层，具有密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好；还具有良好的耐腐蚀性，能够耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀；同时还具有抗菌作用，且无味。
在本发明中，所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。本发明中B组分含有水泥以及石英粉，二者为与混凝土材料同源的物质，具有较高强度，且具有耐老化作用；胶粉具有较高粘接强度，还具有耐腐蚀、耐老化以及耐酸碱作用；羟丙基甲基纤维素具有保水作用，有利于提高施工性；聚羧酸减水剂具有提高施工性作用；蒙脱石粘土岩具有提高施工性以及光滑性作用；各组分含量限定在上述范围内，能够有效的结合，各组分充分发挥相应作用，防止环境对于混凝土碳化的影响。下面进行详细说明。
在本发明中，按质量份数计，所述B组分包括水泥400～500份，优选为420～460份，进一步优选为440～450份。在本发明中，所述水泥优选为普通硅酸盐水泥。在本发明的实施例中，所述水泥具体购自冀东水泥厂，型号为PO425普通硅酸盐水泥。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明中所述B组分包括石英粉500～600份，优选为520～560份，更优选为530～540份。在本发明中，所述石英粉的粒度优选为200～300目。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明中所述B组分包括胶粉14～17份，优选为15～17份。在本发明中，所述胶粉优选为纯丙烯酸胶粉；所述胶粉的粒度优选为300～400目。在本发明的实施例中，所述胶粉具体购自瓦克公司。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明中所述B组分包括羟丙基甲基纤维素2～4份，优选为2.2～2.5份，更优选为2.3～2.4份。在本发明的实施例中，所述羟丙基甲基纤维素具体购自陶氏化学公司。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明中所述B组分包括聚羧酸减水剂1～2份，优选为1.3～1.7份，更优选为1.5～1.6份。在本发明的实施例中，所述聚羧酸减水剂具体购自兆佳公司。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明中所述B组分包括蒙脱石粘土岩1.9～2.5份，优选为2～2.4份，更优选为2.1～2.2份。在本发明中，所述蒙脱石粘土岩的粒度优选为200～300目。
在本发明中，所述混凝土防碳化涂料中优选还包括颜料，以满足产品不同颜色需求。在本发明中，所述颜料优选包括液态颜料或固态颜料；所述固态颜料优选包括铁红或铁黑。在本发明中，当所述颜料为液态颜料，优选添加至所述A组分中；当所述颜料为固态颜料，优选添加至所述B组分中。本发明优选采用上述方式添加颜料，有利于减少施工过程中色差的问题。
本发明提供了上述技术方案所述混凝土防碳化涂料的制备方法，包括以下步骤：
将乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液与水混合，得到A组分；
将水泥、石英粉、胶粉、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂与蒙脱石粘土岩混合，得到B组分。
本发明对所述A组分以及B组分中各制备原料混合时的具体方式没有特殊限定，能够实现均匀混合即可。
本发明提供了上述技术方案所述混凝土防碳化涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的混凝土防碳化涂料在混凝土养护中的应用。在本发明中，所述混凝土防碳化涂料的适用范围广，如适用于水利水电、港口、隧道、桥梁、冷却塔、渡槽、水闸、大坝、桥梁、蓄水池、污水处理池、混凝土电杆及其它工业与民用建筑等钢筋混凝土结构的防碳化、防渗、防水、防腐等，能够提高钢筋混凝土结构的使用寿命。在本发明中，所述应用优选包括以下步骤：
将A组分与B组分混合后静置，得到混合物料；
将所述混合物料涂覆于混凝土的表面，在所述混凝土的表面形成防护涂层，之后进行养护。
本发明将A组分与B组分混合后静置，得到混合物料。在本发明中，制备所述混合物料时所用A组分与B组分的质量比，与所述混凝土防碳化涂料中A组分与B组分的质量比一致。在本发明中，所述混合物料的制备原料优选还包括水，所述水优选为纯净水；所述水的质量优选不超过所述A组分质量的10％，更优选为3～8％；当所述混合物料的制备原料还包括水时，优选将A组分、B组分与水混合后静置，得到混合物料；加水主要是为了调节物料的可施工性和渗透性，如果现场搅拌，物料过于黏稠可以添加水并控制在上述范围内来增加施工性。
在本发明中，所述混合的时间优选5～7min，具体以各组分混合均匀为基准；所述混合的温度优选为0～50℃，更优选在室温(25℃)条件下进行；所述混合优选在搅拌条件下进行。在本发明中，所述静置的时间优选3～5min；所述静置的温度优选为5～40℃，更优选为在室温(25℃)条件下进行；所述静置过程中A组分以及B组分能够充分的进行反应形成水泥水化物的互传网络结构。
得到混合物料后，本发明将所述混合物料涂覆于混凝土的表面，在所述混凝土的表面形成防护涂层，之后进行养护。在本发明中，所述涂覆前优选还包括基面处理，具体的，针对混凝土基面而言，所述混凝土基面应坚硬、平整、粗糙、干净且润湿，基面凸凹不平之处，优选先用角磨机打磨平整；基面浮尘、浮浆、油污等优选采用钢丝刷除掉，疏松、空鼓部位应予凿除；较大缺陷采用聚合物砂浆修补找平；涂覆所述混合物料之前，优选将所述混凝土基面进行喷水清洗和湿润处理，稍晾一段时间后无潮湿感时再涂覆所述混合物料。针对粘结碳纤维布后混凝土基面而言，按正常工序粘结碳纤维布后，优选在最后一道面胶涂刷后在其表面均匀点粘一层干净石英砂(所述石英砂的目数优选为40～70目，点粘所述石英砂时应薄且均匀)，并用辊筒碾平，待表面干透后再涂覆所述混合物料，通过点粘石英砂，能够增加表面粗糙度，方便后续涂覆所述混合物料；对粘贴碳布与混凝土基面过渡区域(即混凝土基面上碳纤维布与碳纤维布之间的缝隙，一般为10cm左右)，优选采用聚合物腻子找平，平缓过渡。针对粘钢表面(在混凝土基面上粘钢)而言，按正常工序粘钢施工结束后，优选清除钢表面的油脂、污垢及铁锈等附着物，然后涂刷2道环氧铁红防锈涂料，当环氧铁红防锈涂料未干时在其表面均匀点粘一层干净石英砂(所述石英砂的目数优选为40～70目，点粘所述石英砂时应薄且均匀)，并用辊筒碾平，待表面干透后再涂覆所述混合物料。在本发明中，如果待涂覆混合物料的基面凹凸不平、纹路较深，或对表面装饰功能要求高时，优选采用柔性耐水腻子找平，然后再涂覆所述混合物料，以达到更好的美观效果。
在本发明中，在混凝土的表面涂覆所述混合物料时，所述涂覆的方式优选为刷涂，所述涂覆优选分多道刷涂完成；经涂覆后在所述混凝土的表面形成防护涂层的厚度优选为0.7～2mm，更优选为1～1.4mm，进一步优选为1.2～1.3mm；每平方米混凝土表面使用所述混合物料的质量优选为0.34～0.40kg；具体的，当混凝土的表面未批刮腻子层时，优选涂刷4～5道，所述防护涂层的厚度优选为1～1.2mm；当混凝土的表面有腻子层时，优选涂刷2～3道，所述防护涂层的厚度优选为0.75mm。在本发明中，当刷涂多道时，后道刷涂必须待前道涂层表干不粘手后方可进行(即使在夏季快干季节，间隔时间优选也不低于1.5h)；当前道刷涂施工完毕后，优选检查涂层是否厚薄均匀，严禁漏涂，合格后方可进行后道刷涂施工；所述刷涂所用工具优选为毛刷或绒毛辊筒，采用所述绒毛辊筒时优选来回多辊几次，以使所述混合物料与基层之间不留气泡，粘结牢固；每道涂刷宜交替改变涂层的涂刷方向，在使用过程中所述混合物料如有沉淀应注意随时搅拌均匀。
在本发明中，所述养护的时间优选至少为7天，更优选为7～10天。在本发明中，采用刷涂多道方式涂覆所述混合物料时，最后一道刷涂施工完毕12h内不宜淋雨；若涂层要接触流水，则需自然干燥养护至少7天；密闭潮湿环境施工时，优选加强通风排湿。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所用部分原料来源以及指标参数如下：
乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液购自中国石化，型号为BJ-707；固含量为40％，溶剂为水；
水泥具体购自冀东水泥厂，型号为PO425普通硅酸盐水泥；
石英粉的粒度为200～300目；
胶粉具体购自瓦克公司，具体为纯丙烯酸胶粉，粒度为300～400目；
聚羧酸减水剂购自兆佳公司；
蒙脱石粘土岩的粒度为200～300目。
实施例1
本实施例中混凝土防碳化涂料的配方如下：
按质量百分含量计，A组分：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27％，去离子水73％；
按质量份数计，B组分：水泥440份，石英粉560份，胶粉15份，羟丙基甲基纤维素2.4份，聚羧酸减水剂1.6份，蒙脱石粘土岩2.2份；
将所述A组分中各原料以及B组分中各原料分别混合均匀，然后将所得A组分以及B组分按照质量比为1：2的比例在室温条件下搅拌混合5min，之后静置3min，得到混凝土防碳化涂料。
采用绒毛辊筒按照4道涂刷方式，将所述混凝土防碳化涂料刷涂于混凝土表面，形成厚度为1～1.4mm的涂层，其中每平方米混凝土表面使用0.34kg所述混凝土防碳化涂料；刷涂完成后养护7天。
图1为实施例1制备的混凝土防碳化涂料中A组分以及B组分的实物图，右侧为A组分的实物图，左侧为B组分的实物图。
实施例2
本实施例中混凝土防碳化涂料的配方如下：
按质量百分含量计，A组分：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液30％，去离子水70％；
按质量份数计，B组分：水泥450份，石英粉540份，胶粉18份，羟丙基甲基纤维素2.3份，聚羧酸减水剂1.5份，蒙脱石粘土岩2份。
将所述A组分中各原料以及B组分中各原料分别混合均匀，然后将所得A组分以及B组分按照质量比为1：2的比例在室温条件下搅拌混合5min，之后静置3min，得到混凝土防碳化涂料。
采用绒毛辊筒按照5道涂刷方式，将所述混凝土防碳化涂料刷涂于混凝土表面，形成厚度为1.1mm的涂层，其中每平方米混凝土表面使用0.34kg所述混凝土防碳化涂料；刷涂完成后养护7天。
实施例3
本实施例中混凝土防碳化涂料的配方如下：
按质量百分含量计，A组分：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液36％，去离子水64％；
按质量份数计，B组分：水泥460份，石英粉530份，胶粉17份，羟丙基甲基纤维素2.5份，聚羧酸减水剂1.7份，蒙脱石粘土岩2.4份；
将所述A组分中各原料以及B组分中各原料分别混合均匀，然后将所得A组分以及B组分按照质量比为1：2的比例在室温条件下搅拌混合5min，之后静置3min，得到混凝土防碳化涂料。
采用绒毛辊筒按照5道涂刷方式，将所述混凝土防碳化涂料刷涂于混凝土表面，形成厚度为1.3mm的涂层，其中每平方米混凝土表面使用0.40kg所述混凝土防碳化涂料；刷涂完成后养护7天。
按照实施例1～3的方法，在混凝土表面刷涂所述混凝土防碳化涂料后，标养28天，然后进行性能测试，具体如表1所示。
表1实施例1～3制备的混凝土防碳化涂料的性能测试结果
由表1可知，本发明提供的混凝土防碳化涂料具有良好的粘结强度与粘结能力，可适用于多种建筑材料表面。此外，本发明提供的混凝土防碳化涂料在固化后可形成封闭涂层，具有抗紫外线照射、耐磨损特性，且具有良好的防水和密封性能，能够防止外界雨水对结构的侵蚀，同时具有良好的抗有害气体如二氧化碳、氧气、盐雾等的渗透性能，防止混凝土碳化，又耐轻度化学腐蚀，阻止氯离子及酸、碱、盐物质渗入混凝土内部，防止钢筋锈蚀，正常使用条件下使用寿命可以达20年以上。本发明提供的混凝土防碳化涂料固化后形成的涂层还具有优良的的柔韧性，既可封闭微细裂缝的进一步扩展，又可抵抗由于混凝土基体膨胀、收缩而引起的新的开裂的产生，阻止水分进入混凝土内部。本发明提供的混凝土防碳化涂料为水性涂料，无毒、无味且无污染；根据需要可以提供多种颜色，其中深灰、灰白、米黄和浅蓝为标准色。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混凝土防碳化涂料，包括独立分装的A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为1：(1.8～2.2)；
所述A组分按质量分数计包括：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液27～30％，水70～73％；
所述B组分按质量份数计包括：水泥400～500份，石英粉500～600份，胶粉14～17份，羟丙基甲基纤维素2～4份，聚羧酸减水剂1～2份，蒙脱石粘土岩1.9～2.5份。
2.根据权利要求1所述的混凝土防碳化涂料，其特征在于，所述乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的固含量为35～44％。
3.权利要求1或2所述混凝土防碳化涂料的制备方法，包括以下步骤：
将乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液与水混合，得到A组分；
将水泥、石英粉、胶粉、羟丙基甲基纤维素、聚羧酸减水剂与蒙脱石粘土岩混合，得到B组分。
4.权利要求1或2所述混凝土防碳化涂料或权利要求3所述制备方法制备得到的混凝土防碳化涂料在混凝土养护中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
将A组分与B组分混合后静置，得到混合物料；
将所述混合物料涂覆于混凝土的表面，在所述混凝土的表面形成防护涂层，之后进行养护。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述混合物料的制备原料还包括水，所述水的质量不超过所述A组分质量的10％。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述混合的时间为5～7min，所述混合的温度为0～50℃；所述混合在搅拌条件下进行。
8.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述静置的时间为3～5min，所述静置的温度为5～40℃。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述涂层的厚度为0.7～2mm。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述养护的时间至少为7天。
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