一種新型混凝土砼碳防護塗料的製作方法
2023-10-10 19:13:49
專利名稱：一種新型混凝土砼碳防護塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及高性能混凝土防護領域，尤其涉及一種新型混凝土砼碳防護塗料。
背景技術：
在水利工程中，混凝土砼牆結構必須是耐久性的(混凝土耐久性是指混凝土在所使用的環境中長期保持性能穩定的能力)。如耐久性能不足，就會造成砼牆結構不同程度的損壞，引起水利設施的安全隱患，修復工作需投入的人力、物力往往是很大的，因此提高混凝土砼牆的耐久性、對延長水利設施建築物的使用年限，節約國家對建築的投資，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。影響混凝土耐久性的因素是多方面的，而其中重要因素之一就是混凝土的碳化。硬化的混凝土，由於水泥在水化過程中生成Ca(OH)2，故顯鹼性，pH值大於12，此時混凝土裡的鋼筋表面會生成一層穩定、緻密、鈍化的保護膜，使鋼筋不生鏽。當不密實的混凝土置 於空氣中或CO2環境中時，由於CO2的侵入，混凝土中的Ca (OH) 2與空氣中的CO2在一定溼度的範圍內發生化學反應，生成CaCO3等物質，其鹼性逐漸降低，甚至消失，這種化學反應稱為混凝土的碳化。混凝土的碳化會引起鋼筋鏽蝕，導致其體積膨脹，使混凝土保護層開裂，直至使混凝土剝落，嚴重的影響了混凝土建築物的耐久性。因此必須採取相應措施，防止混凝土的碳化或降低碳化速度。當環境處於50-70%的溼度時碳化速度最快。(另外凡是能與Ca(OH)2進行中和反應的一切酸性氣體，如S02、SO3> H2S以至於HCl等，均能進行中和反應，使混凝土鹼性降低，使其中鋼筋去鈍化，故混凝土碳化應更廣義的稱為「中性化」)。這個碳化過程是由表及裡、由淺入深，逐漸向混凝土內部擴散。表層的混凝土碳化後，侵入的CO2將繼續沿著混凝土中的空隙通道向混凝土的深處擴展，直至到達混凝土裡鋼筋的表面。碳化作用降低了混凝土的鹼性，對鋼筋的保護膜起破壞作用，當混凝土的PH值< 12時，鋼筋的保護膜就不穩定，當pH值< 11. 5時，鋼筋的鈍化膜就會遭到破壞，引起鋼筋鏽蝕，導致其體積膨脹至約為基體的2-4倍，所產生的膨脹力將使混凝土保護層開裂。開裂的混凝土由於CO2不斷的侵入，碳化更加嚴重，鋼筋鏽蝕更加厲害，直至使混凝土剝落，嚴重的影響了混凝土的耐久性。影響混凝土碳化的因素是由於混凝土的抗滲能力不足和環境條件引起的，抗滲能力取決於混凝土所用的水泥品種、骨料、水灰比以及澆築、振搗和養護質量等；環境條件包括溫度、溼度、和CO2的濃度等。環境條件是客觀存在的，幾乎無法改變。因此防止混凝土的碳化必須從提高混凝土的抗滲性著手，以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗滲能力，降低混凝土的滲透以及採取各種辦法，防止混凝土的碳化或降低混凝土的碳化速度。從材料科學角度來看，水泥作為混凝土中最主要的膠凝材料組分，水泥中的熟料礦物水化時，伴隨著膠凝組分CSH凝膠生成，會產生大量的不利組分Ca (OH)2, Ca (OH) 2含量過高，對混凝土的綜合性能很不利，如混凝土暴露在空氣中，Ca (OH) 2會被CO2碳化，在水中Ca(OH)2會被溶蝕等，導致CSH不穩定甚至分解，對混凝土的耐久性有很大的影響。如果在混凝土中能夠引入一種活性矽質材料與Ca(OH)2反應，生成CSH凝膠填充混凝土中的毛細孔隙，不僅能提高混凝土的抗滲性，消除或減小外部因素對混凝土耐久性的影響；而且可以消除或減小混凝土內部不利組分Ca(OH)2對耐久性的影響。因此從技術角度來看，研製一種對混凝土具有持久防護作用的防碳化塗料是可行的。
發明內容
針對以上所述技術的不足，本發明的發明目的在於提供一種新型混凝土砼碳防護塗料的製備方法。本發明是通過如下技術方案實現的一種新型混凝土砼碳防護塗料，所述的採用水化矽酸鹽作為主劑，並適當加入化學激發促進劑及填料混合而成，其以重量百分比計含有
水60 80%
水化矽酸鹽10~15%
納米漿料2 5%
填料8 20%
潤溼劑適量
消泡劑適量
流平劑適量
流變改性劑適量本發明的作用機理是應用化學滲透原理，使活性SiO2及化學激發劑滲透到混凝土內部，使活性SiO2與Ca(OH)2反應生成CSH凝膠，同時利用化學激發劑促進水泥中熟料礦相的水化，並激發水泥或混凝土中的摻合料如粉煤灰、礦渣的活性，加速火山灰反應，生成低Ca/Si比、穩定的CSH凝膠，填充於混凝土的毛細孔隙中，阻塞毛細管通道，並且減少不利於強度和耐久性的Ca(OH)2含量，使得混凝土的強度、抗滲性和耐久性得到較大的提高。本發明還提出了上述新型混凝土砼碳防護塗料的製備方法，具體步驟如下按前述重量比例稱取各組分，以水化矽酸鹽作主劑，加水稀釋使矽酸鹽固體含量為10 15%;摻入納米漿料、填料、潤溼劑、消泡劑、分散劑，攪拌，時間一般可為I. 5 2小時，用濾布過濾，然後加入流變改性劑和流平劑適量，攪拌均勻，即得所需要的混凝土砼碳防護塗料。所述的水化矽酸鹽為水化矽酸鈉、水化矽酸鉀、水化矽酸鋰中的一種或幾種；所述的納米漿料為納米二氧化鈦、納米二氧化矽、納米氧化鋅、納米海泡石漿中的一種或幾種；所述的填料為高嶺土、重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、滑石粉、雲母粉、矽微粉、沉澱硫酸鋇中的一種或幾種；所述的潤溼劑為PE100、D0W405、CFll中的一種或幾種；所述的消泡劑為正丁醇、聚丙醇、磷酸三丁酯中的一種或幾種；所述的分散劑為聚羧酸鹽、聚丙烯酸鹽、奈磺酸鹽醛縮合物中的一種或幾種；
所述的流變改性劑為R301、ASE60、D105中的一種或幾種；所述的流平劑為Rohm Hass 2020、Tego460中的一種或幾種。本發明的特點I、本發明為滲透型混凝土砼碳防護塗料，防護塗料滲透至混凝土內部形成永久性防護塗料，可使混凝土的防碳化能力大大提高；2、經本防護塗料處理後，可提高混凝土的抗化學腐蝕性和混凝土的強度，改善混凝土的抗凍及抗鹽凍性能，增加混凝土表層的密度，提高混凝土的耐磨性；3、本防護塗料使用方便，可在混凝土表面進行噴塗、刷塗及輥塗施工。本發明防護塗料的使用方法如下 I、施工前，將混凝土表面用水充分溼潤；2、在混凝土表面噴塗或刷塗本防護塗料，塗抹須均勻、全面；3、待表面幹後，噴塗第二遍，使混凝土被本防護塗料飽和。
具體實施例方式下面進一步說明本發明是如何實現的實施例I混凝土砼碳防護塗料配方如下(按重量份數計):
水化矽酸鈉10
納米二氧化鈦漿料 5 沉澱硫酸鋇5
滑石粉5
PE1000.2
正丁醇0.1
50400.3 R3010.2
2020 0.2 水74按前所述的方法製備。經該塗料處理後，混凝土(C30)性能如下抗滲壓力>3. OMPa抗壓強度提高30% (與未經處理的混凝土比)28天碳化深度減少30% (與未經處理的混凝土比)實施例2混凝土砼碳防護塗料配方如下(按重量份數計):水化矽酸鉀15
納米二氧化矽漿料5
納米氧化鋅漿料2
沉澱硫酸鋇5
DOW4050.2
正丁醇0.1
SY5400.3H1050.2
20200.2
水77按前所述方法製備。經該塗料處理後，混凝土(C30)性能如下抗滲壓力>3. OMPa ；抗壓強度提高20% (與未經處理的混凝土比)；28天碳化深度減少25% (與未經處理的混凝土比)。
權利要求
1.一種新型混凝土砼碳防護塗料，採用水化矽酸鹽作為主劑，並適當加入化學激發促進劑及填料混合而成，其特徵在於所述的混凝土砼碳防護塗料的製備方法是以重量百分比計含有水60 80%水化矽酸鹽10~15%納米漿料2 5%填料8~20%潤溼劑適量消泡劑適量流平劑適量流變改性劑適量 按重量比例稱取各組分，以水化矽酸鹽作主劑，加水稀釋使矽酸鹽固體含量為10 15% ;摻入納米漿料、填料、潤溼劑、消泡劑、分散劑，攪拌，時間一般可為I. 5 2小時，用濾布過濾，然後加入流變改性劑和流平劑適量，攪拌均勻，即得所需要的混凝土砼碳防護塗料。
2.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的水化矽酸鹽為水化矽酸鈉、水化矽酸鉀、水化矽酸鋰中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的納米漿料為納米二氧化鈦、納米二氧化矽、納米氧化鋅、納米海泡石漿中的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的填料為高嶺土、重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、滑石粉、雲母粉、矽微粉、沉澱硫酸鋇中的一種或幾種。
5.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的潤溼劑為PE100、D0W405、CF11中的一種或幾種。
6.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的消泡劑為正丁醇、聚丙醇、磷酸三丁酯中的一種或幾種。
7.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的分散劑為聚羧酸鹽、聚丙烯酸鹽、奈磺酸鹽醛縮合物中的一種或幾種。
8.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的流變改性劑為R301、ASE60、D105中的一種或幾種。
9.根據權利要求I所述的一種新型混凝土砼碳防護塗料，其特徵在於所述的流平劑為 Rohm Hass 2020、Tego460 中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種新型混凝土砼碳防護塗料，採用水化矽酸鹽作為主劑，並適當加入化學激發促進劑及填料混合而成，其以重量百分比計含有水60～80%，水化矽酸鹽10～15%，納米漿料2～5%，填料8～20%，潤溼劑適量，消泡劑適量，流平劑適量，流變改性劑適量。按照重量比例稱取各組分，以水化矽酸鹽作主劑，加水稀釋使矽酸鹽固體含量為10～15％；摻入納米漿料、填料、潤溼劑、消泡劑、分散劑，攪拌，時間一般可為1.5～2小時，用濾布過濾，然後加入流變改性劑和流平劑適量，攪拌均勻，即得所需要的混凝土砼碳防護塗料。本發明可提高混凝土的抗化學腐蝕性和混凝土的強度，改善混凝土的抗凍及抗鹽凍性能，增加混凝土表層的密度，提高混凝土的耐磨性等優點。
文檔編號C04B28/24GK102786280SQ201110125359
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者秦明 申請人:秦明