用于防止混凝土劣化的水泥涂覆材料制造技术

用于防止混凝土劣化的水泥凝胶增殖材料，它由下成分组成：５～１５％选自六偏磷酸和三聚磷酸或二者的碱金属盐中的至少一种、３０～５０％的硅酸盐水泥、余量为粒径≤０．７ｍｍ的石英砂。使用该材料可以很有效地防止混凝土由于盐害、中性化、冻害和裂纹漏水等原因引起的劣化和对混凝土钢筋的腐蚀。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于防止混凝土劣化的水泥凝胶增殖材料。更具体地说，本专利技术涉及一种对混凝土受到的盐害、中性化、冻害以及由于裂纹漏水而引起的混凝土劣化和钢筋腐蚀等损伤能有效地抑制的水泥凝胶增殖材料。混凝土是一种由水泥、砂子和碎石组成的混合物与水一起搅和后经过凝结而形成的坚固物体。混凝土会由于各种各样的原因而逐渐劣化，这些劣化的原因在过去也已为人们所知，并且人们正在针对这些引起混凝土劣化的原因采取各种不同的对策。这些原因包括盐害、中性化和冻害等。所谓盐害是指由于海水飞溅或飘落到混凝土上并渗透入混凝土躯体中所引起的混凝土化学劣化和使混凝土中的钢筋锈蚀的现象。所谓中性化是指由于碳酸气渗透入混凝土的裂缝或空隙中并与混凝土反应而导致的混凝土劣化，其情况也与盐害的情况一样会造成混凝土中的钢筋腐蚀。另外，所谓冻害是指水分进入混凝土的裂纹或空隙内并在遇冷时结冰膨胀而引起混凝土被胀裂的现象。上述各种损害的结果都会使混凝土产生裂缝，从而以漏水作为契机使混凝土发生各种劣化损伤。作为针对上述水泥劣化原因的相应措施，已知的方法有，改变水泥的组成或种类，但这种方法往往会大大增加成本；或者采取应急的临时性的相应处理，例如涂布或填充某些迅速固化的树脂砂浆等，但是这种方法不是根本解决问题的对策。况且，迄今为止尚未见到能够针对各种劣化原因普遍通用的方法。鉴于上述现有技术的背景，本专利技术的目的是提供一种可以用来针对混凝土的各种劣化进行预防性处理，并且对于混凝土建筑物在启用后发生的进行性劣化和损伤均具有良好的抑制和修复效果，用于防止混凝土劣化的水泥凝胶增殖材料。本专利技术的技术方案如下1、一种用于防止混凝土劣化的水泥凝胶增殖材料，其特征在于，它由下列成分组成5～15重量％选自六偏磷酸或其碱金属盐和三聚磷酸或其碱金属盐中的至少一种、30～50重量％的硅酸盐水泥、余量为粒径≤0.7mm的石英砂。2、如上述第1项所述的水泥凝胶增殖材料，其特征在于，其中所说的碱金属盐是钠盐或钾盐。3、如上述第2项所述的水泥凝胶增殖材料，其特征在于，其中所说的碱金属盐是钠盐。4、如上述第1至第3项的任一项中所述的水泥凝胶增殖材料，其特征在于，它由下列成分组成7重量％选自六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的至少一种、38重量％的硅酸盐水泥、55重量％粒径≤0.7mm的石英砂。上述第一项是本专利技术的必要技术特征，而第2至第4项是进一步限定的和优选的技术特征。下面详细地解释本专利技术。当将本专利技术的水泥凝胶增殖材料涂敷或喷涂于混凝土表面上或者将其混合到生混凝土的砂浆中时，作为其主成分的六偏磷酸或其碱金属盐或者三聚磷酸或其碱金属盐就与水泥中所含的钙离子(Ca2+)和反应性二氧化硅例如硅酸盐中的硅酸根离子(SiO32-)作用，按照如下的反应式(1)、(2)在混凝土组织的裂缝或空隙内生成作为水泥主成分Ca-Si-水合物的水泥凝胶，通过反复地进行这种反应，使水泥凝胶不断增殖，直到把水泥缝隙填满为止，因此阻止了水分、盐分和碳酸气等的渗透，从而可以防止混凝土的劣化。所说的反应可以认为基本上按如下反应式进行。…(1)…(2)式中，L表示六偏磷酸根阴离子或三聚磷酸根阴离子。根据《化工辞典》第三版(王箴主编，化学工业出版社，1993年4月)第109页b栏和第42页b栏中的记载，六偏磷酸钠的化学式为(NaPO3)6，玻璃状固体，是偏磷酸钠NaPO3聚合体的一种，溶于水，不溶于有机溶剂；三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10，白色晶体或结晶粉末，易溶于水。从其化学式看，当L为六偏磷酸根时，n为6；而当L为三聚磷酸根时，n为5。但是在实际情况中，随着其聚合度的不同，n可在一定范围内变化。但其主要存在形式仍应为上述化学式表示的物质。m为结晶水的数目。在作为有效成分的六偏磷酸或其碱金属盐和三聚磷酸或其碱金属盐中，可以将它们按单一的成分使用，也可以将其一种以上按任何比例的混合物使用。当将本专利技术的水泥凝胶增殖材料涂敷或喷涂于混凝土构件的表面上或者将其混合到生混凝土的砂浆中时，六偏磷酸或其碱金属盐或者三聚磷酸或其碱金属盐就会伴随混凝土结构体内的游离水分一起渗透到混凝土构件内并继续扩散至所有的缝隙中，进而按照上述式(1)进行反应，与混凝土中的钙离子形成钙的配合物。这种钙配合物可溶于水，它在混凝土中扩散，当它扩散至硅酸根离子浓度高的区域时，由于在该区域的钙离子浓度很小，所以钙配合物就会放出钙离子并按照式(2)与硅酸根离子反应，生成作为水泥凝胶(也可称为水泥水合物)主成分的水合硅酸钙(CaSiO3·mH2O)。这种水合硅酸钙不溶于水，它在混凝土的缝隙中沉积并逐渐将该缝隙填满，从而能够阻止通过该缝隙漏水并使水泥构件致密化。这时已经放出了钙离子的配合物中的阴离子再扩散，当它达到钙离子浓度高的区域时又和钙离子反应而生成钙的配合物，这种钙配合物再随着水分扩散，然后反复进行以上的反应(反复增殖)。这样，只要在混凝土结构中存在游离水，它就会与新生成的硅酸钙结合形成不溶于水的水合硅酸钙，也就是水泥凝胶。如此不断地使水泥凝胶增殖，其结果不但能填满混凝土中的空隙，也使混凝土致密化。由于这种水泥凝胶的增殖和致密化作用，使得混凝土结构体的物理强度增大，同时使得混凝土结构体不透水。另外，即使在由于某种原因导致混凝土结构体产生裂缝而让水侵入的情况下，也会由于在裂缝中有水存在而导致水泥凝胶的增殖反应再次开始(反应再活性)，从而能将新产生的缝隙填满并使混凝土致密化，其结果是阻止了水继续侵入混凝土中。与本领域的同类先有技术相比，本专利技术的水泥凝胶增殖材料具有如下的有益效果，即能够很有效地防止混凝土由于盐害、中性化、冻害和裂纹漏水等原因引起的劣化和对混凝土钢筋的腐蚀，而且即使混凝土由于某种原因引起的构件裂纹而导致漏水，也能借助水泥凝胶增殖作用而将裂纹修复，阻止水继续渗漏。而且本专利技术的水泥凝胶增殖材料使用方法简单，生产成本低廉。下面给出实施例中所用实验装置的附图。其中附图说明图1表示透水试验使用的装置；图2是图1中的试验体5的放大详细图。在图1和图2中各符号的定义如下1-贮水槽、2-循环泵、3-开关阀、4-压力计、5-试验体、6烧杯、7-压力调节阀、8-混凝土块、9-环氧树脂层、10-橡皮密封垫、11-钢制壳体、12-钢制盖板。下面举出实施例来进一步解释本专利技术，但本专利技术不受这些实施例的限定。在所有实施例中，“％”皆表示“重量％”。实施例1(涂敷样品的透水试验)在一个圆柱形的混凝土块供试体(图2中的8，尺寸为φ10cm×10cm)的一侧端面上涂敷一层厚1mm的由三聚磷酸钠(7％)、硅酸盐水泥(38％)、粒径≤0.7mm的石英砂(55％)构成的水泥凝胶增殖材料与适量水形成的掺和物，在经过4周加湿养护之后，将其与同时制备的没有涂敷水泥凝胶增殖材料的混凝土块供试体一起按以下步骤和条件进行比较透水试验。使用图1和图2示出的装置。首先按照图2将下盖板12与圆筒形壳体11组装在一起。加入下密封垫10，将供试的混凝土块8按涂敷面朝上地安放在壳体11的中心位置，然后向混凝土块8与壳体11形成的环形空间注入尚未凝固的环氧树脂9，待环氧树脂9凝固后，安放上密封垫10，最后盖好上盖板12，如此便构成了供试体5。对不涂敷的混凝土块也同样地安装。然后将这两个供试体按图1所示方式安装和进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防止混凝土劣化的水泥凝胶增殖材料，其特征在于，它由下列成分组成：５～１５重量％选自六偏磷酸或其碱金属盐和三聚磷酸或其碱金属盐中的至少一种、３０～５０重量％的硅酸盐水泥、余量为粒径≤０．７ｍｍ的石英砂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝庆，谢春英，
申请(专利权)人：周宝庆，谢春英，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]