一種混凝土密封固化劑的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N混凝土密封固化劑，包括：50～70wt％的硅酸鹽；10～30wt％的硅烷偶聯(lián)劑；1～3wt％的納米二氧化鈦；余量的水。本申請?zhí)峁┑幕炷撩芊夤袒瘎┩垦b在混凝土結(jié)構(gòu)物表面后，其中的硅酸鹽成分可迅速滲入混凝土內(nèi)部并與游離鈣反應(yīng)，生成不可溶解的非晶態(tài)水化硅酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)孔的封堵，提高混凝土結(jié)構(gòu)物的硬度。同時(shí)，固化劑中的硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦通過協(xié)同作用可以在混凝結(jié)構(gòu)物表面形成疏水性膜層，增加混凝土結(jié)構(gòu)物表面的疏水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土結(jié)構(gòu)物表面涂裝了本申請?zhí)峁┑幕炷撩芊夤袒瘎┲螅浔砻婺接捕雀哂?，吸水率低于0.6％，液滴接觸角大于95°。
【專利說明】一種混凝土密封固化劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種混凝土密封固化劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是指由膠結(jié)料、顆粒狀集料、水以及需要加入的化學(xué)外加劑和礦物摻合料 按適當(dāng)比例拌制而成的混合料，具有經(jīng)濟(jì)、耐久、耐火、高抗壓性能等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代最主要的 土木工程材料之一。
[0003] 由于混凝土硬化過程中，表層和內(nèi)部結(jié)構(gòu)含有大量相互貫穿的細(xì)孔，導(dǎo)致混凝土 結(jié)構(gòu)物在服役過程中，時(shí)常因?yàn)楸砻尜|(zhì)量不良或密實(shí)度不夠而難以抵擋環(huán)境中腐蝕物質(zhì)的 侵蝕，造成混凝土結(jié)構(gòu)性能的加速劣化，降低混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性和服役壽命。
[0004] 針對混凝土存在的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)普遍采用混凝土密封固化劑來對混凝土結(jié)構(gòu)物 進(jìn)行處理?；炷撩芊夤袒瘎┦且环N多成分的化學(xué)試劑，粘度很小，涂裝在混凝土結(jié)構(gòu)物表 面后，由于毛細(xì)作用可迅速滲入混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部并與其內(nèi)部的游離鈣反應(yīng)生成不可溶解 的非晶態(tài)水化硅酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)孔的封堵，提高其硬度和防水性，但現(xiàn)有 的混凝土密封固化劑對混凝土結(jié)構(gòu)物防水性的改善并不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土密封固化劑，本發(fā)明提供的混凝土 密封固化劑涂裝在混凝土結(jié)構(gòu)物表面后，能明顯提高混凝土結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度和疏水性。
[0006] 本發(fā)明提供了一種混凝土密封固化劑，包括：
[0007] 50?70wt %的硅酸鹽；
[0008] 10?30wt %的硅烷偶聯(lián)劑；
[0009] 1?3wt %的納米二氧化鈦；
[0010] 余量的水。
[0011] 優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦為銳鈦型納米二氧化鈦。
[0012] 優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦的粒徑為5?15nm。
[0013] 優(yōu)選的，所述娃燒偶聯(lián)劑為異丁基二乙氧基娃燒。
[0014] 優(yōu)選的，所述硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鋰。
[0015] 優(yōu)選的，所述混凝土密封固化劑還包括1?3wt %的有機(jī)硅憎水劑。
[0016] 優(yōu)選的，所述有機(jī)硅憎水劑為聚二甲基硅氧烷。
[0017] 優(yōu)選的，所述混凝土密封固化劑還包括表面活性劑和/或消泡劑。
[0018] 優(yōu)選的，所述表面活性劑為高氟代烷基磺酸鹽、聚醚硅氧烷或氟碳表面活性劑中 的一種或多種。
[0019] 優(yōu)選的，所述消泡劑為礦物油消泡劑和/或有機(jī)硅消泡劑。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種混凝土密封固化劑，包括：50?70wt%的硅 酸鹽；10?30wt%的硅烷偶聯(lián)劑；1?3wt%的納米二氧化鈦；余量的水。本發(fā)明提供的混 凝土密封固化劑含有硅酸鹽、硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦，該固化劑涂裝在混凝土結(jié)構(gòu)物 表面后，其中的硅酸鹽成分可迅速滲入混凝土內(nèi)部并與游離鈣反應(yīng)，生成不可溶解的非晶 態(tài)水化硅酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)孔的封堵，提高混凝土結(jié)構(gòu)物的硬度。同時(shí)，固 化劑中的硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦通過協(xié)同作用可以在混凝結(jié)構(gòu)物表面形成疏水性膜 層，增加混凝土結(jié)構(gòu)物表面的疏水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土結(jié)構(gòu)物表面涂裝了本發(fā)明提 供的混凝土密封固化劑之后，其表面莫式硬度高于7,吸水率低于0. 6%，液滴接觸角大于 95。。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0022] 本發(fā)明提供了一種混凝土密封固化劑，包括：
[0023] 50?70wt %的硅酸鹽；
[0024] 10?30wt %的硅烷偶聯(lián)劑；
[0025] 1?3wt %的納米二氧化鈦；
[0026] 余量的水。
[0027] 本發(fā)明提供的混凝土密封固化劑包括50?70wt%的硅酸鹽；10?30wt%的硅烷 偶聯(lián)劑；1?3wt%的納米二氧化鈦和余量的水。
[0028] 其中，所述硅酸鹽是硅、氧與其它化學(xué)元素結(jié)合而成的化合物。所述硅酸鹽優(yōu)選為 硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鋰，更優(yōu)選為硅酸鋰。所述硅酸鹽在混凝土密封固化劑的含 量為50?70wt%，優(yōu)選為60wt%。所述硅酸鹽可以與混凝土內(nèi)部的游離鈣反應(yīng)，生成不可 溶解的非晶態(tài)水化硅酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)孔的封堵，提高混凝土結(jié)構(gòu)物的硬 度。
[0029] 所述硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)硅化合 物。所述娃燒偶聯(lián)劑優(yōu)選為異丁基二乙氧基娃燒。所述異丁基二乙氧基娃燒的純度優(yōu)選 為98%以上，密度優(yōu)選為0. 88g/mL。所述硅烷偶聯(lián)劑在混凝土密封固化劑的含量為10? 30wt%，優(yōu)選為20wt%。所述納米二氧化鈦優(yōu)選為銳鈦型納米二氧化鈦。所述納米二氧化 鈦的粒徑優(yōu)選為5?15nm。所述納米二氧化鈦在混凝土密封固化劑的含量為1?3wt%， 優(yōu)選為2wt%。所述硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦通過協(xié)同作用可以在混凝結(jié)構(gòu)物表面形成 疏水性膜層，增加混凝土結(jié)構(gòu)物表面的疏水性。
[0030] 在本發(fā)明中，所述混凝土密封固化劑優(yōu)選還包括1?3wt%的有機(jī)硅憎水劑。所述 有機(jī)硅憎水劑優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷。所述有機(jī)硅憎水劑可以與空氣中的co 2反應(yīng)，在混 凝結(jié)構(gòu)物表面形成高分子網(wǎng)狀的硅樹脂膜，進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)物表面的疏水性。
[0031] 在本發(fā)明中，所述混凝土密封固化劑優(yōu)選還包括表面活性劑和/或消泡劑，更優(yōu) 選還包括表面活性劑和消泡劑。所述表面活性劑優(yōu)選為高氟代烷基磺酸鹽、聚醚硅氧烷或 氟碳表面活性劑中的一種或多種，更優(yōu)選為聚醚硅氧烷和/或氟碳表面活性劑。所述表面 活性劑在混凝土密封固化劑的含量優(yōu)選為0.01?lwt%。所述表面活性劑可以吸附在硅酸 鹽、硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦的顆粒表面，防止顆粒間的凝聚和結(jié)團(tuán)，使硅酸鹽、硅烷偶 聯(lián)劑和納米二氧化鈦的顆粒在水中充分分散，充分發(fā)揮各自的活性。所述消泡劑優(yōu)選為礦 物油消泡劑和/或有機(jī)硅消泡劑。所述消泡劑在混凝土密封固化劑的含量優(yōu)選為0. 01? lwt % 〇
[0032] 在本發(fā)明中，直接將上述各組分按比例混合均勻即可得到混凝土密封固化劑。所 述混合的方式優(yōu)選為攪拌；所述混合的溫度優(yōu)選為室溫；所述混合的時(shí)間優(yōu)選為lh以上， 更優(yōu)選為2?4h。
[0033] 本發(fā)明提供的混凝土密封固化劑含有硅酸鹽、硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦，該固 化劑涂裝在混凝土結(jié)構(gòu)物表面后，其中的硅酸鹽成分可迅速滲入混凝土內(nèi)部并與游離鈣反 應(yīng)，生成不可溶解的非晶態(tài)水化硅酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細(xì)孔的封堵，提高混凝土 結(jié)構(gòu)物的硬度。同時(shí)，固化劑中的硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化鈦通過協(xié)同作用可以在混凝結(jié) 構(gòu)物表面形成疏水性膜層，增加混凝土結(jié)構(gòu)物表面的疏水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土結(jié)構(gòu) 物表面涂裝了本發(fā)明提供的混凝土密封固化劑之后，其表面莫式硬度高于7,吸水率低于 0.6%，液滴接觸角大于95°。
[0034] 為更清楚起見，下面通過以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 一種混凝土密封固化劑，它由以下組分組成：硅酸鋰50wt %、異丁基三乙氧基硅 燒30wt%、聚二甲基娃氧燒lwt%、銳鈦型納米二氧化鈦（粒徑5?lSnmUwt%、氟碳表面 活性劑（FSJ，美國杜邦）0. Olwt%、有機(jī)硅消泡劑（2-3168,美國道康寧）0. Olwt%和余量的 水。
[0037] 將上述組分混合，在室溫下攪拌3h，得到均質(zhì)乳白色液體，即為混凝土密封固化 劑。
[0038] 將上述制得的混凝土密封固化劑噴灑至混凝土表面，半小時(shí)后打磨拋光，打磨拋 光后，混凝土表面形成的硬化層厚度可達(dá)3?5_。對該混凝土表面進(jìn)行測試，結(jié)果表明，該 混凝土表面的亮度為40?50度，莫式硬度為7,吸水率為0. 45 %，水滴接觸角為103°。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 一種混凝土密封固化劑，它由以下組分組成：硅酸鋰60wt%、異丁基三乙氧基硅 燒20wt%、聚二甲基娃氧燒2wt%、銳鈦型納米二氧化鈦（粒徑5?lSnmUwt%、氟碳表面 活性劑（FSJ，美國杜邦）0. Olwt%、有機(jī)硅消泡劑（2-3168,美國道康寧）0. Olwt%和余量的 水。
[0041] 將上述組分混合，在室溫下攪拌3h，得到均質(zhì)乳白色液體，即為混凝土密封固化 劑。
[0042] 將上述制得的混凝土密封固化劑噴灑至混凝土表面，半小時(shí)后打磨拋光，打磨拋 光后，混凝土表面形成的硬化層厚度可達(dá)2?3_。對該混凝土表面進(jìn)行測試，結(jié)果表明，該 混凝土表面的亮度為60度以上，莫式硬度為8,吸水率為0. 52%，水滴接觸角為99°
[0043] 實(shí)施例3
[0044] 一種混凝土密封固化劑，它由以下組分組成硅酸鋰70wt%、異丁基三乙氧基硅烷 25wt%、聚二甲基娃氧燒2wt%、銳鈦型納米二氧化鈦（粒徑5?lSnmUwt%、氟碳表面活 性劑（FSJ，美國杜邦）0. Olwt%、有機(jī)硅消泡劑（2-3168,美國道康寧）0. Olwt%和余量的 水。
[0045] 將上述組分混合，在室溫下攪拌3h，得到均質(zhì)乳白色液體，即為混凝土密封固化 劑。
[0046] 將上述制得的混凝土密封固化劑噴灑至混凝土表面，半小時(shí)后打磨拋光，打磨拋 光后，混凝土表面形成的硬化層厚度可達(dá)3?4_。對該混凝土表面進(jìn)行測試，結(jié)果表明，該 混凝土表面的亮度為50度以上，莫式硬度為7,吸水率為0. 58%，水滴接觸角為98°。
[0047] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種混凝土密封固化劑，包括： 50?70wt%的娃酸鹽； 10?30wt%的硅烷偶聯(lián)劑； 1?3wt %的納米二氧化鈦； 余量的水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述納米二氧化鈦為銳鈦 型納米二氧化鈦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述納米二氧化鈦的粒徑 為5?15nm〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為異丁基 三乙氧基硅烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述硅酸鹽為硅酸鈉、硅酸 鉀或硅酸鋰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，還包括1?3wt %的有機(jī)硅 憎水劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述有機(jī)硅憎水劑為聚二 甲基娃氧燒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，還包括表面活性 劑和/或消泡劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述表面活性劑為高氟代 烷基磺酸鹽、聚醚硅氧烷或氟碳表面活性劑中的一種或多種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的混凝土密封固化劑，其特征在于，所述消泡劑為礦物油消泡 劑和/或有機(jī)硅消泡劑。
【文檔編號(hào)】C04B41/50GK104150954SQ201410442902
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】陳志強(qiáng), 胡德龍 申請人:上海坤美環(huán)境科技有限公司