水性混凝土密封硬化剂及其制备方法技术

一种建筑材料技术领域的水性混凝土密封硬化剂及其制备方法，其组分及质量百分比为：硅溶胶３０～４０％、催化剂０．２５～３．０％、表面活性剂０．１～０．５％、甲基硅酸钾１～５％以及去离子水５３．０～６６．７５％。本发明专利技术可直接喷涂在混凝土表面进行施工，无污染；具有高耐磨性，大幅度提高混凝土硬度的同时具有高密封特性；具有高拒水、防尘特性，硬化剂中的甲基硅酸钾在混凝土表面和渗透到内部发生水解形成憎水性薄膜，以实现其拒水防尘特性；作用持久且使用越久，混凝土表面呈现出打蜡般的光泽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种建筑工程
的材料及制备方法，具体是一种水性混凝 土密封硬化剂及其制备方法。
技术介绍
混凝土作为一种大宗广泛使用的建筑材料，在现代建筑工程中发挥着巨大的作 用。然而，普通混凝土作为地坪和路面材料在使用过程中由于其固有的一些缺陷和不足，通 常易于起灰、耐磨性差、容易油污等影响其作用效果的现象。为了避免这些现象产生，人们 通过不直接将普通混凝土作为地坪材料进行使用，或者在混凝土表面浇筑一层环氧树脂作 为地坪材料，这样一方面增加了施工成本，其后期的维护成本也较高。因此，近些年来，市场 上出现了一些水泥地面硬化剂。通过在混凝土表面喷涂固化剂，以提高混凝土结构的密实 性和表面硬度达到改善混凝土地坪效果。目前，混凝土地面硬化剂主要有两类一类是以树 脂作为主要化学成分的有机类；另一类是硅酸盐为主要化学成分的无机类。而无机类由于 对环境影响小而且参与水泥水化产物反应备受关注。国内外市场上的无机类的混凝土地面 硬化剂主要有三类产品第一类是以硅酸钠为主要成分的钠基盐类产品，其可以优先提高 混凝土强度和耐磨性，但耐久性差，易于泛碱影响后期地坪效果；第二类是以硅酸钾为主要 成分的钾基盐产品，其性能与钠基盐相比无明显提高；第三类是以硅酸锂为主要成分的锂 基盐产品，从国外引进的产品大多是此类产品，其密封硬化效果较为显著，但由于是进口产 品，其价格比较昂贵。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101618956A，公开日2009. 08. 03,记载了一种双组分的水性地面硬化剂及其制备方法，首先是制备第一组分硅 酸锂溶液并将其涂刷到水泥混凝土表面，待其干燥后，涂刷以有机树脂为主要成分的第二 组分，干燥养护l-3d后便能提高混凝土表面光洁度，减少粉尘产生。该专利技术综合利用了锂 基盐硬化剂和有机树脂硬化剂双重的作用来实现其密实硬化作用，但其施工起来比较麻 烦，且由于涉及到两组分，在运输及储存十分不方便。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种水性混凝土密封硬化剂及其制备 方法，该硬化剂物理形态为无色透明的液体，喷洒到混凝土结构表面，其中的活性成分通过 表面活性剂的作用渗透到混凝土内部并与混凝土内的未水化的水泥颗粒和氢氧化钙晶体 发生化学反应形成结晶体堵塞和封闭混凝土内部毛细孔以提高混凝土强度达到密实硬化 混凝土表面。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种水性混凝土密封硬化剂，其组分及质量百分比为硅溶胶30 40%、催化剂0. 25 3. 0%、表面活性剂0. 1 0. 5%、甲基硅酸钾1 5%以及去离子水 53. 0 66. 75%。所述的硅溶胶为纳米级二氧化硅溶胶，其中SiA质量百分比量含为40%，平均粒 径为laim。所述的催化剂为工业级偏铝酸钾溶液，其质量百分比浓度大于40%。所述的表面活性剂为无泡表面活性剂8550。所述的甲基硅酸钾为质量百分比浓度为40%的水溶液。本专利技术涉及上述水性混凝土密封硬化剂的制备方法，包括以下步骤第一步、称取去离子水置于反应器中，在中速搅拌环境下依次缓慢加入表面活性 剂和催化剂，然后在低速搅拌并自然冷却至室温；所述的中速搅拌是指转速控制为150_200rpm的机械搅拌。所述的低速搅拌是指转速控制为50-60rpm的机械搅拌。第二步、另外称取与第一步相同质量的去离子水置于反应器中，在中速搅拌环境 下缓慢加入硅溶胶后与第一步所得混合液混合并进行低速搅拌；第三步、另外称取与第一步相同质量的去离子水置于反应器中，在中速搅拌环境 下先一次性加入甲基硅酸钾，然后再缓慢加入第二步所得混合液后低速搅拌并静置，最后 密封制成所述水性混凝土密封硬化剂。本专利技术混凝土表面硬化剂的主要成分是纳米级硅溶胶，它在表面活性剂作用下， 通过混凝土内的微细孔隙渗透到混凝土的内部，在催化剂作用下与混凝土中的水化产物 氢氧化钙及未水化的水泥发生反应，生成交联结构的凝胶，使混凝土表面更加密实，硬度提 高，耐磨性增加；同时硬化剂中的甲基硅酸钾为一种憎水性的有机硅，其硬化后在混凝土表 面形成一层憎水膜以达到防尘、拒水的作用，有效地抑制了水、油和其它腐蚀性物质侵入。 通过硬化剂处理后的混凝土，达到了内部结构密实，具有防尘、耐磨、硬化、拒水等多项功 能，可广泛适用与各类新旧混凝土地坪处理。本专利技术具有以下优点与技术特色为水性材料，施工简便，可直接喷涂在混凝土表 面进行施工，无污染；具有高耐磨性，经本专利技术硬化剂处理后，混凝土硬度大大增加；具有 高密封特性，通过硬化剂中的活性成分渗透到混凝土内部与水泥中的水化产物反应将混凝 土密封成一个真正意义上的坚固实体；具有高拒水、防尘特性，硬化剂中的甲基硅酸钾在混 凝土表面和渗透到内部发生水解形成憎水性薄膜，以实现其拒水防尘特性；作用持久且使 用越久，混凝土表面呈现出打蜡般的光泽。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。实施例1本实施例的组成和重量百分比是硅溶胶(SiO2浓度为40% ) :30%，偏铝酸钾(浓 度为45%) :0· 25%，无泡表面活性剂8550 :0.25%，甲基硅酸钾(浓度为40%) :2.5%;去 离子水67. 0%。以配制IOOkg样品进行试配。第一步、称取22. 3kg的去离子水置于反应器中，中速搅拌，缓慢加入0. 25kg的无 泡表面活性剂8550，搅拌5分钟，缓慢加入0. 25kg的偏铝酸钾，搅拌10分钟，低速搅拌15分钟，盖上反应器盖子，让其慢慢冷却至室温。形成溶液1。第二步、称取22. 3kg的去离子水置于反应器中，中速搅拌，缓慢加入30kg的硅溶 胶，中速搅拌15分钟，缓慢加入溶液1低速搅拌10分钟，形成溶液2。第三步、称取22. 4kg的去离子水置于反应器中，中速搅拌，先缓慢加入2. 5kg的甲 基硅酸钾溶液；然后缓慢加入混合料2并低速搅拌10分钟，然后静置1个小时进行密封形 成样品。将所制备的硬化剂分2次涂刷到已养护3d的混凝土表面，每遍保持表面一直处于 湿润状态一小时，再养护14d后，测试其各项性能。耐磨性检测较相同配比混凝土其磨损 损耗降低了 60% ；抗压强度较相同配比混凝土提高了 30% ；表面硬度较相同配比混凝土 其莫氏硬度提高了 2个等级；抗渗性较相同配比混凝土抗渗压力提高了 1. 5倍。涂刷后混 凝土表面有光泽，无掉灰现象。实施例2本实施例的组成和重量百分比是硅溶胶(SW2浓度为40% ) :40%，偏铝酸钾(浓 度为45%) :3.0%，无泡表面活性剂8550 :0· 1%，甲基硅酸钾(浓度为40%) :1.0%;去离 子水55. 9%。以配制IOOkg样品进行试配。第一步、称取18. 6kg的去离子水置于反应器中，中速搅拌，缓慢加入0. Ikg的无泡 表面活性剂8550，搅拌5分钟，缓慢加入3. Okg的偏铝酸钾，搅拌10分钟，低速搅拌15分 钟，盖上反应器盖子，让其慢慢冷却至室温。形成溶液1。第二步、称取18. 6kg的去离子水置于反应器中，中速搅拌，缓慢加入40kg的硅溶 胶，中速搅拌15分钟，缓慢加入溶液1低速搅拌10分钟，形成溶液2。第三步、称取18. 7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性混凝土密封硬化剂，其特征在于，其组分及质量百分比为：硅溶胶３０～４０％、催化剂０．２５～３．０％、表面活性剂０．１～０．５％、甲基硅酸钾１～５％以及去离子水５３．０～６６．７５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]