水泥混凝土构件表面防护剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水泥混凝土构件表面防护剂及其制备方法，其包括如下重量份的组分：异辛基三乙氧基硅烷3~5份、笼型倍半硅氧烷1~1.2份、硅烷吸附剂0.3~1份、盐酸阻聚剂25~35份、质量浓度为20~22%的氢氧化钠8~13份、水50~55份和硅烷偶联剂3~5份；在硅烷吸附剂的作用下，异辛基三乙氧基硅烷会大量附着在笼型倍半硅氧烷中，防护剂渗透入混凝土孔隙内部，混凝土中的硅、钙在水的作用下生成硅酸钙化合物，硅酸钙化合物在混凝土中起主要强度作用，而笼型倍半硅氧烷可进一步提高与其他组分的吸附性能，还可起到骨架支撑作用，进一步提高混凝土构件的抗渗性、强度和硬度。

Surface Protective Agent for Cement Concrete Components and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
水泥混凝土构件表面防护剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土防护的
，尤其是涉及一种水泥混凝土构件表面防护剂及其制备方法。
技术介绍
水泥混凝土材料是一种多相、多孔隙物质，混凝土的各种耐久性能如干湿循环破坏、碳化破坏、氯离子侵蚀、硫酸盐破坏、冻融破坏等几乎都与渗透性有关，因为混凝土的渗透性控制着液体（或气体）渗入的速率，而有害的液体或气体深入混凝土内部后，将与混凝土的组成成分发生一系列的物理、化学或力学作用。水分作为侵蚀离子的运载工具，它还可以把由于化学侵蚀的产物及时运出混凝土体外，再补充进去侵蚀性离子，使得引起恶性循环；水本身也起着非同小可的作用，由于混凝土的饱水，当混凝土受冻后，水结冰会导致混凝土冻裂；水又是混凝土碱集料反应的必要条件之一，因此，提高混凝土的抗渗性是提高其耐久性的重要措施之一。目前，对混凝土最常用的防护措施是对混凝土进行表面处理，如在混凝土表面涂有机硅乳液或水性环氧，在混凝土表面形成憎水层或防护膜。普遍的一种防护方法是采用一甲基三氯硅烷0.5~2.5份加入浓度为18%~22%的盐酸溶液0.2~0.6份，充分混合制得甲基硅酸，去除盐酸溶液，加入氢氧化钠溶液0.1~1.5份制得原液，根据使用需求，将原液稀释制得防护剂。但是，该种防护剂在使用过程中，修复后的混凝土强度不及原有混凝土强度，造成使用局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水泥混凝土构件表面防护剂，防护后的混凝土强度较高，强度与混凝土的本体强度相当，拓宽了使用领域。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种水泥混凝土构件表面防护剂，包括如下重量份的组分：异辛基三乙氧基硅烷3~5份、笼型倍半硅氧烷1~1.2份、硅烷吸附剂0.3~1份、盐酸阻聚剂25~35份、质量浓度为20~22%的氢氧化钠8~13份、水50~55份和硅烷偶联剂3~5份。通过采用上述技术方案，在硅烷吸附剂的作用下，异辛基三乙氧基硅烷会大量附着在笼型倍半硅氧烷中，该防护剂渗透入混凝土孔隙内部，混凝土中的硅、钙在水的作用下生成硅酸钙化合物，硅酸钙化合物在混凝土中起主要强度作用，而笼型倍半硅氧烷起到骨架支撑作用，可进一步提高混凝土的强度和硬度，而且，在混凝土初凝后仍进行着水合反应，这种反应在自然状态下无法完全进行，总有大量游离的，笼型倍半硅氧烷为笼型有利于组分附着，防护剂中的活性硅酸根离子与混凝土中未反应的游离钙离子，生成硅酸钙水合物，使混凝土中的钙离子进一步参与反应，再进一步提高混凝土的强度和硬度与抗渗性。本专利技术进一步设置为：所述笼型倍半硅氧烷的相对分子质量为2500~3000。通过采用上述技术方案，笼型倍半硅氧烷的相对分子质量限定在2500~3000范围内，分子间相互作用力较大，可保证笼型倍半硅氧烷的骨架结构有比较大的吸附力，从而进一步太高与其他组分的吸附性能。本专利技术进一步设置为，所述硅烷吸附剂包括如下重量份的组分：煅烧高岭土10~15份、陶土5~10份、重金石粉3~5份、聚硼硅氧烷10~12份、硅藻土料浆15~20份和氯化镁5~10份。通过采用上述技术方案，煅烧高岭土的活性点较多，粒径细小均匀，与未煅烧高岭土相比，硬度不变，拉伸强度提高；陶土具有较高的粘结力，可塑性和烧结性能均良好；重金石粉可以增加涂层厚度、强度及耐久性，还可提高混凝土的早期强度；聚硼硅氧烷作为粘结剂使用，可供煅烧高岭土、陶土与重金石粉均匀分散；硅藻土料浆具有优良的伸缩性、较高的冲击强度、拉伸强度以及抗撕裂强度，且体质轻软，细度高；而且硅藻土料浆吸附性能强，pH值中性无毒，混合均匀性好，还能明显提高产品的防腐性和强度，沉降体积达95%，并可提高产品的耐热、耐磨、保温、抗老化等化学方面性能，还具有增容、增稠、高附着力的优点；氯化镁是性能优异的混凝剂；采用上述配方制备形成的硅烷吸附剂具有良好的吸附性能，同时还兼具有高强、耐久和防腐性。本专利技术进一步设置为：所述硅藻土料浆包括如下重量份的组分：硅藻土20~25份、甲基丙烯酸甲酯40~45份、可再分散性乳胶粉10~15份、钛酸酯偶联剂3~5份、KH-5501~3份和异丙苯过氧化氢0.1~0.3份。通过采用上述技术方案，甲基丙烯酸甲酯发生自交联反应，硅藻土接枝在甲基丙烯酸甲酯的支链结构上，可再分散性乳胶粉分散在自交联体系中，具有优良的伸缩性、较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、体质轻软、细度高的优点，加入到硅烷吸附剂体系中，使得硅藻土料浆表面光滑、重量轻、强度好，减少因温度变化而引起的伸缩变形，还具有增容、增稠、高附着力的优点。本专利技术进一步设置为：所述硅藻土料浆的粘度为200~1000厘泊。通过采用上述技术方案，粘度为200~1000厘泊的硅藻土料浆，既可保证硅藻土料浆的流动性，还可保证其他组分在硅藻土料浆中的均匀分散，发挥有益的增稠、增强作用。本专利技术进一步设置为：所述硅烷吸附剂的制备方法包括如下步骤：（1）将聚硼硅氧烷投入高混机中，调节温度至175~185℃，待聚硼硅氧烷完全熔融；（2）将煅烧高岭土、陶土和重金石粉均匀分散在聚硼硅氧烷中，得到共混物；（3）将共混物高温煅烧，粉碎至微米级多孔结构；（4）将微米级多孔结构加入硅藻土料浆中，待均匀搅拌；（5）加入氯化镁，搅拌均匀。通过采用上述技术方案，在制备硅烷吸附剂时，预先制备具有高强、高分散的微米级粉末，微米级粉末是由煅烧高岭土、陶土和重金石粉均匀分散在熔融态的聚硼硅氧烷中，再高温煅烧粉碎形成微米级多孔结构，将微米级多孔结构均匀分散在硅藻土料浆中，加入增稠剂氯化镁，可制备吸附性强、高附着性的硅烷吸附剂。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种水泥混凝土构件表面防护剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将异辛基三乙氧基硅烷、笼型倍半硅氧烷、硅烷吸附剂均匀混合2~3h，得到改性单体；（2）向改性单体中加入硅烷偶联剂和水，均匀混合，得到预成型体；（3）向预成型体中加入盐酸阻聚剂，反应6~8h；加热去除盐酸溶液，再加入质量浓度为20~22%的氢氧化钠，即得防护剂，备用；（4）将防护剂喷涂或刷涂在水泥混凝土构件表面破损处。通过采用上述技术方案，将异辛基三乙氧基硅烷分散在笼型倍半硅氧烷的笼型骨架上，均匀搅拌形成预成型体，再与盐酸阻聚剂以及氢氧化钠进行反应，生成具有一定渗透密闭性的并可形成表面薄膜状的不溶性的防水高分子化合物，具有防水、防渗、防锈、抗老化的优点，并且通过该种方式制备的防护剂具有高强、高硬度的优点。本专利技术进一步设置为：所述步骤（1）中混合温度控制在60~80℃。通过采用上述技术方案，在对异辛基三乙氧基硅烷进行改性时，反应温度提高至60~80℃，可提高异辛基三乙氧基硅烷与笼型倍半硅氧烷的复合，从而使得复合效果更加牢固。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：1.高强度、高硬度：利用笼型倍半硅氧烷对单体异辛基三乙氧基硅烷进行改性，并且加入硅烷吸附剂，微米级多孔结构具有优异的吸附性能，可提高异辛基三乙氧基硅烷在笼型倍半硅氧烷上的附着力，从而有利于提高防护剂的强度与硬度；2.优异的防水、防渗性：涂覆防护剂后，在水泥混凝土构件表面及有限深度内部形成致密度高的高分子有机交联物及表面薄膜，具有防水性、防渗性、防腐蚀性；3.硅烷吸附剂的粘度适中，可保证良好的喷涂性。具体实施方式以下结合实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：异辛基三乙氧基硅烷3~5份、笼型倍半硅氧烷1~1.2份、硅烷吸附剂 0.3~1份、盐酸阻聚剂25~35份、质量浓度为20~22%的氢氧化钠8~13份、水 50~55份和硅烷偶联剂 3~5份。

【技术特征摘要】
1.一种水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：异辛基三乙氧基硅烷3~5份、笼型倍半硅氧烷1~1.2份、硅烷吸附剂0.3~1份、盐酸阻聚剂25~35份、质量浓度为20~22%的氢氧化钠8~13份、水50~55份和硅烷偶联剂3~5份。2.根据权利要求1所述的水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于：所述笼型倍半硅氧烷的相对分子质量为2500~3000。3.根据权利要求1所述的水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于，所述硅烷吸附剂包括如下重量份的组分：煅烧高岭土10~15份、陶土5~10份、重金石粉3~5份、聚硼硅氧烷10~12份、硅藻土料浆15~20份和氯化镁5~10份。4.根据权利要求3所述的水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于，所述硅藻土料浆包括如下重量份的组分：硅藻土20~25份、甲基丙烯酸甲酯40~45份、可再分散性乳胶粉10~15份、钛酸酯偶联剂3~5份、KH-5501~3份和异丙苯过氧化氢0.1~0.3份。5.根据权利要求4所述的水泥混凝土构件表面防护剂，其特征在于：所述硅藻土料浆的粘度为200...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璠，叶水生，张小瑞，钱海涛，仲浩然，
申请(专利权)人：东南大学，南京路佳交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32