一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂制造技术

一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，属于建筑材料领域，特别涉及利用正硅酸乙酯改性的纳米TiO2对表层硬化混凝土进行防护的方法。本发明专利技术的混凝土防护剂的原料为正硅酸乙酯、硅烷偶联剂、纳米TiO2和水，各组分的比例为：10～50％：0～10％：3～15％：25～87％。利用防护剂原料中正硅酸乙酯渗入硬化混凝土表层孔隙并原位水解生成纳米SiO2的性质，后者在混凝土表层孔隙的碱环境条件下发生火山灰反应，进而密实防护混凝土表层。纳米TiO2经偶联剂与正硅酸乙酯复合后，可有效附着于硬化混凝土表层，进而赋予混凝土表层以自清洁功能，同时纳米TiO2颗粒物理堵孔作用亦可提高表层混凝土的密实度。本发明专利技术防护剂具有原料组分少、施工方便等特点，可广泛应用于硬化混凝土表层的防护及美观化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，属于建筑材料领域，特别涉及利用正硅酸乙酯改性的纳米TiO2对表层硬化混凝土进行防护的方法。本专利技术的混凝土防护剂的原料为正硅酸乙酯、硅烷偶联剂、纳米TiO2和水，各组分的比例为：10～50％：0～10％：3～15％：25～87％。利用防护剂原料中正硅酸乙酯渗入硬化混凝土表层孔隙并原位水解生成纳米SiO2的性质，后者在混凝土表层孔隙的碱环境条件下发生火山灰反应，进而密实防护混凝土表层。纳米TiO2经偶联剂与正硅酸乙酯复合后，可有效附着于硬化混凝土表层，进而赋予混凝土表层以自清洁功能，同时纳米TiO2颗粒物理堵孔作用亦可提高表层混凝土的密实度。本专利技术防护剂具有原料组分少、施工方便等特点，可广泛应用于硬化混凝土表层的防护及美观化。【专利说明】一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂
本专利技术属于建筑材料
，特别涉及利用正硅酸乙酯改性的纳米TiO2对表层硬化混凝土进行防护的方法。
技术介绍
混凝土结构在环境中受水、气、温差、应力等因素作用，表层材料性能劣化是其导致结构使用寿命降低的原因，而受环境污染物吸附作用，结构外观质量降低亦影响其结构美感的重要原因。表层混凝土质量的好坏直接影响着整体结构抗劣化能力的大小，通过提高表层混凝土质量来提高整体结构性能是人们长期关注的研究方向。此外，表层混凝土洁净度亦是影响结构外观美度的主要因素。采用外置防护层的方法来提高表层混凝土质量是常用的技术措施，而在混凝土表层涂刷具有清洁作用的功能材料层亦是普遍采用的手段。混凝土防护层主要分为有机防护层和无机防护层。有机防护层主要借助有机成膜剂在混凝土表面形成连续薄膜，阻碍有害介质，主要是水、气介质渗入混凝土内部。而根据表层防护机理，有机防护层分为硅烷类防护剂和成膜乳液防护剂，前者主要通过在表层混凝土孔隙形成薄膜，改变孔隙亲水性，使水分难以渗入孔隙而不影响混凝土内外气体交换，后者则通过在混凝土表层形成连续薄膜，阻断混凝土与环境的所有物质交换。这类防护剂最主要的问题是有机组分的耐候性差；无机防护层主要是用无机材料在混凝土表面形成密封层，如结晶型防护层，其主要功能组分为碱金属硅酸盐，虽然能有效密实混凝土结构，但反应生成的碱金属离子对混凝土碱集料反应、金属盐析晶等问题显然是不利的。对于表层自清洁功能，通常人们采用具有光催化效果的纳米TiO2来实现。现有相关专利技术专利如下: 申请号为CN200910214021.2的“一种混凝土的复合防护方法与混凝土深层密封剂”专利，公开的该防护材料由纳米TiO2、纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米娃、蒸懼水和微量活性催化剂等组成。该专利所涉及材料组分多，且`主要是利用纳米颗粒填充堵孔作用来密实孔结构，且这些防护组分与混凝土基体的粘接不牢是影响其密封效果的主要缺陷。又如申请号为CN201310222115.0的“一种用于混凝土防护的环保型水性纳米涂装材料及其制备方法”专利，公开的环保型水性纳米涂装材料的成分包括有机硅烷偶联剂15%~65% ;纳米二氧化硅0.5%~10% ;纳米二氧化钛0.5%~5% ;有机硅低聚物0.4%~4% ;乳化剂0.3%~3% ;杀菌抗藻剂0.1%~0.6% ;调节剂0.01%~0.1% ;余量为去离子水。该专利公布的材料组分有8种之多，且有机组分的存在使得涂装材料耐久性不足。又如申请号为CN201210000305.3的“一种氮掺杂二氧化钛的泡沫混凝土及其制备方法”专利，公开的泡沫混凝土是由下列原料按一定重量配比制成:普通硅酸盐水泥，粉煤灰，泡沫，减水剂，自来水和氮掺杂二氧化钛。该专利所公布的材料仅针对泡沫混凝土，广泛性和适用性不高。纳米SiO2 —般是指粒径为几纳米到IOOnm间的无定型纳米颗粒,而其前驱体是制备纳米SiO2的硅源，常见的如正硅酸乙酯或其它硅源，在一定条件下通过水解等化学反应生成纳米颗粒，而水解后产生的有机醇则易于挥发。作为一种火山灰反应活性极高的材料，纳米SiO2快速吸收混凝土中水泥水化反应生成的Ca(OH)2,生成水化凝胶是其用于水泥混凝土的重要基础。利用纳米SiO2突出的火山灰反应活性，众多研究结果显示其具有显著密实水泥混凝土结构的作用，已经成为水泥基材料改性的重要方法之一，但将其作为生产水泥混凝土的原料组分掺入时，较大掺量时带来的材料成本和分散难度的增加也不利于其规模化应用。仅在表层涂刷纳米SiO2，表层水化量直接影响密实效果。利用前驱体原位水解生成的纳米SiO2具有更高活性，且前驱体更易在表层渗透，利于密实效果的提高。锐钛矿型或金红石型纳米TiO2颗粒均具有光催化效果，可有效减少混凝土结构表层污染物附着量。由于其光催化作用仅在表层混凝土发挥，内掺于混凝土中显然不合适，而涂刷在表层混凝土上其附着力的提高将决定其作用效果的时限。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用正硅酸乙酯作用于硬化混凝土表层，原位水解产物与水泥水化产物Ca(OH)2发生火山灰反应生成水化凝胶来密实表层混凝土结构，并利用偶联剂将正硅酸乙酯与纳米TiO2链接，提高TiO2在表层混凝土的吸附能力，达到提升混凝土表层密实度，并赋予混凝土自清洁功能的效果。本专利技术具有防护剂组分少、施工方便、材料使用量少、自清洁效果保持时间长等特点。实现本专利技术目的的技术方案是:一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其防护材料组分及其质量百分比为:【权利要求】1.一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其特征在于其原料的组分及其质量百分数为: 2.按照权利要求1所述的一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其特征在于其原料的组分及其质量百分数为: 3.按照权利要求1所述的一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其特征在于其原料的组分及其 质量百分数为: 4.按照权利要求1所述的一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其特征在于其原料的组分及其质量百分数为: 【文档编号】C04B41/45GK103804021SQ201310721655【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日 【专利技术者】程新, 侯鹏坤, 张蕊 申请人:济南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自清洁功能的原位反应型混凝土防护剂，其特征在于其原料的组分及其质量百分数为：正硅酸乙酯：??????????????????10～50％硅烷偶联剂：??????????????????0～10％纳米TiO2：????????????????????3～15％水：??????????????????????????25～87％?。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程新，侯鹏坤，张蕊，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：