专利名称：混凝土抗硫酸盐复合涂料的制作方法
技术领域：
本发明所涉及建筑涂料，是一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，阻止外界含硫酸盐溶液渗透到混凝土内部与水泥水化产物发生化学反应，提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
背景技术：
我国是混凝土生产和应用大国，据2003年统计，大陆混凝土生产总量达12亿立方米，占世界总量的40％。称为人工石的混凝土与天然石材有着不同的化学和矿物组成，因而更易受到外界环境的腐蚀，国际国内，由于腐蚀造成混凝土破坏，造成灾难性的事故和重大经济损失事故累见不鲜。
腐蚀是材料与外界环境发生物理、化学反应，发生结构变化和新物质的生成，而引起材料性能下降或完全丧失使用价值的过程。对于水泥混凝土而言，在自然环境中的腐蚀来自几个方面腐蚀性气体和气溶胶；腐蚀性水包括生产和生活用水；酸、碱、盐溶液及污染的土地。
被国际广泛采用的ACI(美国混凝土协会)规程对于硫酸盐溶液和土壤中硫酸盐的含量对混凝土的侵蚀作以下规定可以忽视的侵蚀土壤中硫酸盐含量0.1％，水溶液中低于150×10-6mg/L；中等侵蚀土壤中硫酸盐含量0.1～0.2％，水溶液中低于150～1500×10-6mg/L；严重侵蚀土壤中硫酸盐含量0.2～2％，水溶液中低于1500～10000×10-6mg/L，非常严重侵蚀土壤中硫酸盐含量22％，水溶液中超过10000×10-6mg/L。
盐渍土在我国分布广泛，西北地区的青海、新疆、内蒙、甘肃、宁夏等为盐渍土集中省份，东北地区、黄河流域、长江流域也有盐渍土的零散分布。据西北地区地质报告表述，西部地区以硫酸盐和氯盐为主，其含量超过ACI所规定严重侵蚀含量，对混凝土耐久性和安全性的构成很大威胁。
硫酸盐对混凝土腐蚀机理如下，混凝土中的水泥无机胶凝材料通过水化反应，生成的C3A，Ca(OH)2极易与硫酸盐发生化学反应，生成膨胀性物质，其化学反应如下
反应所生成的钙矾石体积膨胀至原体积的2.27倍，所生成的石膏体积也较原来增加1.24倍。上述矿物存在于混凝土材料的构架中，产生膨胀压力，这种压力超过混凝土的粘结强度，就会使混凝土表面开裂和软化，裂缝导致外界的硫酸盐溶液进一步向混凝土内部渗透，加速混凝土的损毁。许多学者的实验证明，在硫酸盐侵蚀的初期，结晶体充实于混凝土的孔隙中，增加了密实度，早期的强度会有所增加，但其最终结果却是使强度不断下降，最终导致破坏。对于钢筋混凝土硫酸盐破坏，将使混凝土内部的钢筋失去保护屏障，Cl-，H2O、O2迅速抵达钢筋表面，进行电化学反应，导致钢筋快速腐蚀。
为了解决上述问题，目前混凝土抗硫酸盐采取的方法主要有1.提高自身的密实性土，提高混凝土的抗渗性和耐久性。
2.采取外防护法。在已成型的混凝土表面涂刷抗硫酸盐的外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部。
采取外防护法是比较常用的一种方法，但目前已有的一些涂料效果均不够理想，需要有一种效果良好的，在已成型的混凝土表面涂刷的抗硫酸盐混凝土复合涂料以避免和减小外界硫酸盐对混凝土耐久性和安全性的威胁。
发明内容
本发明的目的是提供一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部的抗硫酸盐混凝土复合涂料，以解决现有技术中存在的上述问题，用本发明的这种抗硫酸盐混凝土复合涂料形成的涂层应具有优良的抗硫酸盐性能，其特点是在硫酸盐介质中有良好的力学性能保持率，经过近1056小时浸泡重量变化率不超过5％，涂层外观良好，材料来源方便，环保和施工性能良好。
本发明的另一个目的是提供一种上述抗硫酸盐混凝土复合涂料的制备方法。
发明人经过多次试验终于研究出一种有机—无机胶凝材料复合涂料，不含溶剂的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料由以下组分(重量份)组成A组分BASF公司苯丙乳液 100份NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅 0.5份B组分抗硫酸盐水泥42.5 70～90份SIO210～30份CaCO310～30份滑石粉10份硅灰粉10份木质素磺酸钙 0.1份本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料，其最佳组分(重量份)组成为
A组分BASF公司苯丙乳液 100份NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份B组分抗硫酸盐水泥42.5 80份SIO2200目 20份CaCO3500目10份滑石粉1250目 10份硅灰粉800目10份木质素磺酸钙 0.1份制备本发明所述一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部的混凝土抗硫酸盐复合涂料的方法，其特征在于本抗硫酸盐混凝土复合涂料分为A、B两组分，分别进行加工贮存用时现配，该方法包括由以下步骤组成(a)A组分BASF公司苯丙乳液100份+NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份，高速搅拌混合均匀，称量包装；(b)B组分抗硫酸盐水泥42.5 70～90份、SIO220～30份、CaCO320～30份、滑石粉10份、硅灰粉10份、木质素磺酸钙0.1份在双螺杆干粉混合机内充分混合，过筛，称量包装；(c)施工使用时，按A∶B＝1∶1.2比例，称出A、B组分，开启搅拌枪，转速达到500～600r/min，将B料缓慢加入A中，直至A、B组分混合均匀，成为胶浆状即为本发明的在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
施工使用时，按A∶B＝1∶1.2比例，在无油渍、无疏松、无明水混凝土表面，采用滚、刷方式施工；通常经2～3次涂刷后涂层可达1.2mm厚度，两次涂刷间隔，视前一涂表干(5～6小时)即可；气温低于5℃不能施工。
试验证明混凝土抗硫酸盐复合涂料所形成的涂层有很好抗硫酸盐性能，其特点是在硫酸盐介质中有良好的力学性能保持率，经过近1056小时浸泡重量变化率不超过5％，涂层外观良好，材料来源方便，环保和施工性能良好。
具体实施例方式
下面通过实施例和对比试验例进一步说明本发明。
实施例1.
在常温常压下，分别进行加工A、B两组分，按以下步骤进行A组分BASF公司苯丙乳液100Kg加NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5Kg，高速搅拌混合均匀，称量包装待用；B组分抗硫酸盐水泥42.580Kg、SIO2200目20Kg、CaCO3500目10Kg、滑石粉1250目10Kg、硅灰粉800目10Kg、木质素磺酸钙0.1Kg在双螺杆干粉混合机内充分混合，过筛，称量包装待用；按A∶B＝1∶1.2比例，称出A、B组分，开启搅拌枪，转速达到500～600r/min，将B料缓慢加入A中，直至A、B组分混合均匀，成为胶浆状即为本发明的在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
实施例2.
在常温常压下，分别进行加工A、B两组分，按以下步骤进行A组分BASF公司苯丙乳液100Kg加NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5Kg，高速搅拌混合均匀，称量待用；
B组分抗硫酸盐水泥42.5 90Kg、SIO2200目10Kg、CaCO3500目30Kg、滑石粉1250目10Kg、硅灰粉10Kg、木质素磺酸钙0.1Kg在双螺杆干粉混合机内(充分)混合均匀，过筛，称量待用；以下按实施例1步骤进行即得本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
实施例3.
在常温常压下，分别进行加工A、B两组分，按以下步骤进行A组分BASF公司苯丙乳液100Kg加NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5Kg，高速搅拌混合均匀，称量待用；B组分抗硫酸盐水泥42.570Kg、SIO2200目30Kg、CaCO3500目20Kg、滑石粉1250目10Kg、硅灰粉10Kg、木质素磺酸钙0.1Kg在双螺杆干粉混合机内充分混合，过筛，称量待用；以下按实施例1步骤进行即得本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
对比试验例1.
下面通过对比试验例来进一步说明本发明的用于在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，避免外界硫酸盐渗透于混凝土内部的混凝土抗硫酸盐复合涂料所形成的涂层的性能。试验方法参照《聚合物水泥防水涂料》(JC/T894-2001)，《聚合物乳液防水涂料》(JC/T864-2000)、《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》GB2420-81标准的有关要求进行，选择市面5种涂料A、B、C、D、E(可以理解的是在对比试验例中仅使用了代号而未具体指明具体产品)与本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料在相同条件下，进行对比试验分为(1)快速循环试验将成膜后的试件分别浸泡于浓度分别为5％、10％，15％的Na2SO4溶液中17小时，放入75℃烘箱中7小时为一个循环，按照3周、6周、9周测定循环后的涂膜拉伸强度和延伸率；
(2)5％、10％、15％Na2SO4溶液中浸泡，测定涂层重量变化；(3)5％、10％、15％Na2SO4溶液中浸泡，分别于2周、5周9周测试力学性能。经一周浸泡后市面涂料A、C、D、E外观变化见表-1。
表-1
经2周浸泡后涂料B(水性防腐涂料)与上表涂料外观相同，测试后力学性能衰减严重，有些已被腐蚀的不能进行力学测试。
本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料(F)所形成的涂层经3周、6周、9周循环后力学性能见表-2。
表-2
由上述数据表明浸泡后力学性能衰减不大本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料(F)所形成的涂层经2周、5周、9周浸泡后力学性能见表-3。
表-3
本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料(F)所形成的涂层经浸泡后重量变化率(％)见表-4。
表-4
上述试验证明本发明的混凝土抗硫酸盐复合涂料所形成的涂层具有抗以硫酸盐为主的盐渍土溶液的腐蚀，在10～15年内应具有保护功能；具有一定拉伸强度和延伸率，初步设定为6＝1.2Mpa，ε＝150％；具有与混凝土较好的粘接强度，用“8”字或方块试件测试法，其粘接强度应为1.2Mpa；强度保留率应为80％；有桥接裂缝能力，桥接宽度0.5MM；硫酸盐溶液7天浸泡后增、失重应不大于10％；好的耐盐雾、湿热性，经过近650小时浸泡重量变化率不超过5％，涂层外观良好，材料来源方便，环保和施工性能良好，满足混凝土抗硫酸盐复合涂料应满足应具备的要求。
权利要求
1.一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，阻止外界含硫酸盐溶液渗透到混凝土内部与水泥水化产物发生化学反应，提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料，由以下组分(重量份)组成A组分BASF公司苯丙乳液 100份NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份B组分抗硫酸盐水泥42.5 70～90份SIO210～30份CaCO310～30份滑石粉 10份硅灰粉 10份木质素磺酸钙 0.1份
2.按照权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐复合涂料，其最佳组分(重量份)组成为A组分BASF公司苯丙乳液 100份NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份B组分抗硫酸盐水泥42.5 80份SIO2200目 20份CaCO3500目10份滑石粉1250目 10份硅灰粉800目10份木质素磺酸钙 0.1份
3.制备权利要求1所述一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，阻止外界含硫酸盐溶液渗透到混凝土内部与水泥水化产物发生化学反应，提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料的方法，其特征在于该混凝土抗硫酸盐复合涂料分为A、B两组分，分别进行加工贮存用时现配，该方法包括由以下步骤组成(a)A组分BASF公司苯丙乳液100份+NOPCO公司活性剂聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份，高速搅拌混合均匀，称量包装；(b)B组分抗硫酸盐水泥42.5 70～90份、SIO210～30份、CaCO310～30份、滑石粉10份、硅灰粉10份、木质素磺酸钙0.1份在双螺杆干粉混合机内充分混合，过筛，称量包装；(c)施工使用时，按A∶B＝1∶1.2比例，称出A、B组分，开启搅拌枪，转速达到500～600r/min，将B料缓慢加入A中，直至A、B组分混合均匀，成为胶浆状即为本发明的在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，阻止外界含硫酸盐溶液渗透到混凝土内部与水泥水化产物发生化学反应，提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料。
全文摘要
一种在已成型的混凝土表面涂刷外保护涂层，提高混凝土结构的安全性和耐久性的混凝土抗硫酸盐复合涂料由以下组分(重量份)组成A组分BASF公司 苯丙乳液100份，NOPCO公司活性剂聚 二甲基硅氧烷、气相二氧化硅0.5份；B组分抗硫酸盐水泥42.5 70～90份、SiO
文档编号C04B41/48GK1847332SQ200510025040
公开日2006年10月18日 申请日期2005年4月13日 优先权日2005年4月13日
发明者钟世云, 刘义兴, 陈嘉林 申请人:上海惠邦特种涂料有限公司