专利名称：混凝土质地改质材料及其制造方法
技术领域：
本发明是关于混凝土质地改质材料及其制造方法，如建筑物的结构体、框架或者桥梁、隧道、以及预制混凝土、升降口等混凝土二次产品等混凝土的改质材料及其制造方法。
背景技术：
混凝土由于其压缩强度大，能够支撑很重的负荷，制成任意造型，耐火性、耐热性、耐久性等性能优良，价格比较低廉等原因，被广泛应用于土木、建筑物等各种领域中。但是，混凝土在制造成型后，在养护过程中所含有的水分会蒸发掉，由于干燥收缩而产生裂纹并且，由于钢筋的腐蚀和碱性骨材反应，也会产生裂纹。因此，就会存在很多由直径大的细孔和直径小的细孔构成的连续细孔。在混凝土建筑物中，这种连续细孔连从一块混凝士的面到另一面连续存在也就是如图2所示，由于在混凝土2中产生的连续细孔3互相连接，酸性雨、氯等物质通过这种连续细孔3，慢慢地渗入至混凝土2中，造成混凝土2的变质，并且损伤内部的钢筋，导致外观不佳、碳化、冻结溶解、盐害、碱性骨材反应等，从而导致耐久性降低。
因此，人们试图对混凝土采取防水处理，以及让有效的质地改造材料深深地渗入混凝土2中。对混凝土自体质地进行改造的先例，如日本专利第2937309号。该专利是把以硅酸钠为主要成分的无机浸透性防水材料涂抹或者注入至需防水部位和需修补部位，干燥后洒水反复数次，使防水材料渗透入混凝士内从而形成浸透防水保护层。在该先例中，硅酸钠和混凝土中的钙反应，即所谓的凝胶化，由这种凝胶状物质构成的浸透防水保护层就可以防止酸性雨的侵入了。但是，在该先例中质地改造材料的主要成分是硅酸钠单体，它和混凝上中的钙反应速度很快，在短时间内就会发尘凝胶化，结果导致(如图3所示)质地改造材料1’只能渗透至混凝土2的裂纹3很浅的位置(约45mm)，所以质地改造材料1’作用很小。而且，在施工过程中，为了使无机渗透性防水材料更深地渗透性，需干燥和洒水，这要等待5-7个小时的时间，而且还需要多次反复，所以操作复杂，需要很长时间。综上所述，由于质地改造材料的主要成分是硅酸钠，属于碱性金属的一种，容易发生凝胶化，即使长时间反复干燥和洒水，也不能使防水材料浸透更深。
本发明的目的就是为了解决改善已有技术的缺点，本发明从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种物质混合于水中，制成混凝土质地改质材料，提供调整反应速度的混凝土质地改质材料及其制造方法，降低和混凝土中的钙反应速度，延迟凝胶化，以获得更佳的混凝土质地改质效果。
发明内容
本发明的混凝土质地改质材料从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种物质按照摩尔比1∶1的比例混合，在混合液中添加氢氧化钠。所述混凝土质地改质材料的制造方法为分别从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种的物质按照摩尔比1∶1的比例混合，再向该混合液中添加氢氧化钠，搅拌一定时间后，过滤制成。
本发明的优点是由于通过调节硅酸钠和硅酸钾混合液中氢氧化钠的添加量就可以调节凝胶化的速度，所以根据混凝土劣化的情况，采用调制合适、所期望的混凝土质地改质材料，将其渗透至混凝土的裂缝中，以防止空气进入混凝土而造成混凝土的变质，而且还可以中和酸雨，防止混凝土劣化。而且，由于混凝土质地改质材料在细孔内发尘凝胶化，堵塞了细孔，所以可以抑制水分进入混凝土内，同时利用混合碱作用，还能够防止碱性骨材反应、盐害、冻结溶解等。混合碱作用的特点如下所述1.即使盐从外部进入，也不能释放出游离氯。
2.把大气中的NOx、SOx等污染物质吸入凝胶中。
3.酸性大的物质被吸入凝胶中，不会对混凝土中的钙造成不良影响。
图1(a)、(b)、(c)是本发明的质地改质]材料渗透情况的示意图；图2是混凝土连续细孔情况图；
图3是已有质地改造材料渗透至混凝土中的情况图。
图中1为质地改造材料、2为混凝土、3连续细孔。
具体实施例方式下面结合实施例进一步说明本发明首先，分别取一定量的硅酸钠和硅酸钾，按照摩尔比1∶1的比例混合，制成浓缩液然后加水稀释，接着把氢氧化钠添加至该硅酸钠和硅酸钾混合液中，搅拌约1小时。然后，用3μm的过滤器过滤，制成混凝土质地改质材料。这种混凝土改质材料是含有钠和钾2种元素的碱性硅酸盐混合水溶液。把这种混凝土改质材料涂抹于混凝土表面，敷在细孔表面予以保护，如果在混凝土中有连续细孔3，如图1(a)所示，由于毛细管现象，该改质材料就会渗透深至混凝土的连续细孔(空隙)中(约200mm)，在细孔内部发生凝胶化，填埋细孔。也就是说，过去的专利第2937309号是把硅酸钠作为主要成分，由于会造成过早凝胶化，所以不能渗透至混凝土连续细孔的深部，防止混凝土变质的作用也就不充分。
对此，本发明中含有钠和钾2种碱性元素，添加氢氧化纳后制成粘度小的碱性硅酸盐混合水溶液，在这种水溶液中碱性离子(Na+离子、K+离子)反而不能延长硅酸阴离子链，从而延迟了凝胶化，也延长了凝胶化所需要的时间如图1(b)所示，硅酸碱作为质地改质材料可以渗透至深部。也就是说，本发明的硅酸碱混合水溶液可以溶解混凝土中的Ca(OH)2，生成碱性硅酸钙。钙离子和硅酸阴离子链结合，形成硅酸钙链，再互相结合发尘凝胶化。此时，相反地，如果任何时候都不能凝胶化，那么就不会发挥防止水等物质侵入的作用，所以在本发明中把硅酸钠和硅酸钾按照摩尔比1∶1的比例混合，利用按此比例混合的混合碱性作用，缓慢地凝胶化，通过连续细孔深深地渗透至混凝土内部。
使用时，把上述这种质地改造材料喷涂、涂抹至混凝土上，不但涂覆至混凝土表面，还能深深地渗透至混凝土200mm处，然后发尘凝胶化、固化。而且其渗透的深度可以通过调节氢氧化钠的添加量而调整。
连续细孔3内凝胶化的质地改造材料如图1(c)所示，即使干燥、凝胶化后，可以根据空气中的水分和雨水会重新出现大面积凝胶，如图1(b)所示，发挥防水作用。而且，于酸性雨而言，碱性成分可以中和酸性成分，使之无害化，吸收二氧化碳，抑制白化，吸收盐分，使之无害，从而防止混凝土建筑物的变质，显著提高耐久性。同时，由于凝胶可以吸收二氧化碳，空气中的二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙，从而防止混凝士碳化。
另外，通过渗透至产生裂纹的混凝土中，可以防止裂纹的扩大。还能防止碱性骨材反应，即指碱和混凝土骨材的硅成分反应而分解骨材，降低混凝土强度的反应。只有水分进入混凝土中生成碱性水溶液，才能发生碱性骨材反应。本发明的质地改质材料可以吸收混凝士中凝胶化的氢氧化钠，使之稳定，从而保护了氢氧化钙，不会生成碱性水溶液，因此不会和骨材发生反应。
在施工过程中，先清扫、处理混凝土表面，以便让质地改质材料更容易渗透。例如，用刷子涂抹、或者喷涂、或者用塑料容器低压注入。为了促进和混凝士中的钙的反应，洒水能使施工效果更好。
权利要求
1.一种混凝土质地改质材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土质地改质材料为从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种物质按照摩尔比1∶1的比例混合，在该混合液中添加氢氧化钠。
2.一种混凝土质地改质材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土质地改质材料的制造方法为分别从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种以上的物质按照摩尔比1∶1的比例混合，再向该混合液中添加氢氧化钠，搅拌一定时间后，过滤制成。
3.一种混凝土质地改质材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土质地改质材料的制造方法为分别从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种以上的物质按照摩尔比1∶1的比例混合制成浓缩液然后加水稀释后再向该混合液中添加氢氧化钠，搅拌一定时间后，过滤制成。
全文摘要
一种混凝土质地改质材料及其制造方法，从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种物质混合，在该混合液中添加氢氧化钠。所述混凝土质地改质材料的制造方法为分别从硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中至少选择2种物质按照摩尔比1∶1的比例混合，再向该混合液中添加氢氧化钠，搅拌一定时间后过滤制成。本发明的优点是通过调节混合液中氢氧化钠的添加量就可以调节凝胶化的速度，根据混凝土劣化的情况将其渗透至混凝土的裂缝中并发生凝胶化，以防止空气进入混凝土而造成混凝土的变质，还可中和酸雨，防止混凝土劣化。同时利用混合碱作用，防止碱性骨材反应、盐害、冻结溶解等。
文档编号C04B22/08GK1590338SQ200410035189
公开日2005年3月9日 申请日期2004年4月27日 优先权日2003年4月28日
发明者富田豊, 相马尚文, 朱珦珦 申请人:富田豊, 相马尚文, 朱珦珦