混凝土结构防护方法
【专利摘要】一种混凝土结构防护方法，用于建筑工程的防护处理，尤其适用于地下工程、水利工程、隧道、桥梁、道路、码头、水池的防护，属于建筑工程领域。本发明利用有机材料和碱激发无机聚合物材料的优点，用有机材料填补碱激发无机聚合物材料的毛细孔，从而使得混凝土结构防护层既具有良好的耐久性又具有很好的隔离性能，而且保证了混凝土结构防护层不会产生脱离、起皮、翘曲等问题。
【专利说明】混凝土结构防护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土结构防护方法，用于建筑工程的防护处理，尤其适用于地下工程、水利工程、隧道、桥梁、道路、码头、水池的防护，属于建筑工程领域。
【背景技术】
[0002]目前对混凝土结构的防护方法主要就是涂装涂覆材料，涂覆材料分为两类，一类是有机聚合物涂料，另一类是无机防护涂料，有机聚合物涂料防护性好，弹性充足，但缺点是容易老化，无机防护涂料的缺点是结构松散，容易开裂，涂层中存在大量毛细孔，而且它与混凝土基体的粘结很脆弱，容易剥落。
[0003]土聚水泥是上个世纪70年代末由法国J.Davidovits开发的一类新型的碱激发胶凝材料，它是指由烧粘土(偏高岭土为主)、工业废渣等为主要原料，在碱激发剂的作用下形成的。土聚水泥原料的矿物中的硅铝氧化合物经历了一个由解聚到再聚合的过程，形成了类似地壳中一些天然矿物的结构，是耐久性优良的新型胶凝材料。许多矿物或矿物混合料经过高温煅烧后会具有火山灰活性或潜在水硬性，比如高岭土经过500-900度的煅烧之后具有很好的活性，矿渣、炉渣、粉煤灰等都是经过高温之后的产物，也具有很好的活性，煅烧的硅灰石、钙矾石、石灰石、方解石等都是很好的活性材料。随着研究的深入，激发剂的种类已经不局限于常规的碱，而是出现了碱性碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐等多种材料，激发方式因而出现了复合激发剂，上述材料总称为化学激发胶凝材料，也叫无机聚合物材料，从总体性能来说，碱激发以及以碱激发为主的胶凝材料要明显好于非碱激发胶凝材料，因此通常意义上来说，碱激发以及以碱激发为主的胶凝材料统称为碱激发无机聚合物材料。碱激发无机聚合物材料的显著优点是与混凝土基体的粘结十分牢固而且耐久，因此不会产生脱离、起皮、翘曲等问题。因此碱激发无机聚合物材料用于混凝土结构防护有显著的优点。
[0004]碱激发无机聚合物材料的弱点是其硬化过程中会形成毛细孔，这些毛细孔成了水和空气的渗透通道，为了更进一步提升碱激发无机聚合物材料的防护能力，有必要对这些毛细孔进行封堵。可以用来对毛细孔进行封堵的材料主要是渗透性强的有机材料，本发明就是综合利用有机材料和碱激发无机聚合物材料的优点，取长补短，实现综合性能的提升。
【发明内容】
[0005]本发明利用有机材料和碱激发无机聚合物材料的优点，用有机材料填补碱激发无机聚合物材料的毛细孔，从而使得混凝土结构防护层既具有良好的耐久性又具有很好的隔离性能，而且保证了混凝土结构防护层不会产生脱离、起皮、翘曲等问题。
[0006]本发明通过以下方式来实现:
[0007]—种混凝土结构防护方法，包含碱激发无机聚合物防护层和封闭防护层的施工，其特征是包含如下步骤:
[0008]I)基层检查
[0009]检查基层的基本状况，主要是检查混凝土结构基层的碳化、腐蚀、漏水、起砂、蜂窝、麻面、凹凸、空洞、裂纹、积灰、附着物等情况，为后续施工提供基本依据。
[0010]2)基层处理
[0011]对基层中的缺陷、附着物、碳化层进行处理，具体包含:
[0012]2.1)缺陷修复
[0013]将基层的缺陷进行修复，在缺陷处理完成之后进入下一步，对于没有缺陷的基层，可以直接进入下一步。
[0014]所指的缺陷修复是指钢筋的防锈处理、混凝土碱性恢复处理、蜂窝麻面处理、空洞修补、凹凸表面平整、缺损修补、裂缝注浆等各种处理方式。
[0015]2.2)表面清理
[0016]对基层表面进行清理，在清理完成后进入下一步，对于比较干净的混凝土基层可以直接进入下一步。
[0017]所指的表面清理是指对附着于表面的积灰、附着物、装饰材料、残渣、污痕、起砂层、碳化层等进行清理，清理的方法可以采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等。
[0018]3)碱激发无机聚合物防护层施工
[0019]根据防护要求和现场情况确定碱激发无机聚合物防护层的厚度和层数，逐层涂覆碱激发无机聚合物防护层，直到全部防护层完成。
[0020]碱激发无机聚合物防护层可以是一次涂覆完成，也可以分多层涂覆，逐层施工，对于比较干燥的混凝土基层，可以对其进行湿润，表面湿润的材料可以是以下材料中的任何一种:
[0021]水、水泥基防水剂、渗透结晶型防水材料、稀释的碱激发无机聚合物、水泥浆、界面齐U、硅酸盐、憎水性材料等。
[0022]4)封闭防护层施工
[0023]将封闭防护材料涂覆在碱激发无机聚合物防护层表面，使其渗透在碱激发无机聚合物内。
[0024]所指的封闭防护材料是指渗透性的有机材料。为了提高封闭防护材料的渗透性，可以加入溶剂制成溶剂或乳液，也可以粉碎成更小的颗粒，制成纳米材料。
[0025]5)养护
[0026]碱激发无机聚合物防护层和封闭防护层需要经过一段时间的养护才可以达到强度，养护时间为4小时至25天，养护方式为自然养护和人工养护中的两者之一。
[0027]所指的碱激发无机聚合物是指以碱激发胶凝材料为主要粘结剂的防护材料。
[0028]所指的碱激发胶凝材料是指以碱激发活性物质和碱性材料混合后经过解聚-缩聚反应过程，生成新的无机聚合物网络结构的胶凝材料。
[0029]所指的碱激发活性物质是指具有火山灰活性材料、潜在水硬性材料中的至少一种。
[0030]所指的碱性材料是指碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱金属氧化物、碱、碳酸盐、硫酸盐、氯盐中的至少一种。
[0031]所指的基层是指混凝土结构的外露面。
[0032]本发明的混凝土结构防护方法，在步骤3)的碱激发无机聚合物防护层施工中还可以包含纤维布粘贴工序。
[0033]所指的纤维布的材质可以是聚脂纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维、玻璃纤维、单丝纤维、PVA纤维、碳纤维、矿物纤维、陶瓷纤维、有机聚合物纤维等。纤维布可以在每一层碱激发无机聚合物防护层中粘贴，也可以只选择部分粘贴，优选的纤维布的网孔为0.3到8晕米。粘贴纤维布可以有效提闻涂层的整体性，防止开裂，从而进一步提闻防护能力。纤维布可以直接用碱激发无机聚合物粘贴，粘帖之后与碱激发无机聚合物防护层融为一体，不必再用另外的材料。
[0034]本发明的混凝土结构防护方法，所指的碱激发活性物质可以是偏高岭土、高岭土、矿渣、炉渣、粉煤灰、高炉水渣、钢渣、煤矸石、硅灰石、煅烧矿物、煅烧粘王、磷渣、赤泥、工业尾矿中的至少一种。
[0035]本发明的混凝土结构防护方法，所指的碱性材料可以是硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钠、氧化钾、氧化锂、氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的至少一种。
[0036]本发明的混凝土结构防护方法，所指的碱激发无机聚合物还可以包含填料。
[0037]本发明的混凝土结构防护方法，所指的填料可以是至少包含金属颗粒、无机颗粒、金属氧化物、金属氢氧化物、矿粉、石材粉末、石英、工业废渣颗粒、粗骨料、水泥、硅灰、纳米粉末、稻壳灰、淤泥沉淀物、珍珠岩、铸石粉、沸石、空心陶瓷微珠、滑石粉、硅微粉、纤维、纤维布、纤维粉末、片状填料、云母、膨胀剂、有机聚合物填料、憎水性材料、乳液、树脂单体、甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、纳米憎水剂、聚乙烯醇憎水剂、高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸钙、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂、蜡质材料、油脂、水溶性树脂、乳胶粉、颜料中的一种。
[0038]本发明的混凝土结构防护方法，所指的碱激发无机聚合物还可以包含助剂，所指的助剂至少是流平剂、成膜助剂、增稠剂、缓凝剂、速凝剂、保水剂、增塑剂、减水剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、引气剂、发泡剂、偶联剂、促硬剂中的一种。
[0039]本发明的混凝土结构防护方法，所指的封闭防护材料可以是涂料、憎水剂、乳液、树脂单体、甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、纳米憎水剂、聚乙烯醇憎水剂、高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸钙、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂、蜡质材料、油脂、水溶性树脂、乳胶粉中的至少一种。
[0040]本发明的混凝土结构防护方法主要用于建筑工程的防护处理，尤其适用于地下工程、水利工程、隧道、桥梁、道路、码头、水池的防护，经过封闭防护材料处理的碱激发无机聚合物防护层具有更好的耐久性和防护性能。
【具体实施方式】
[0041]实施例1
[0042]本实施例的碱激发无机聚合物的配合比如下:
[0043]偏高岭土 2kg 娃酸钾溶液2.5kg 碳酸韩0.2kg 硫酸钡0.02kg 氢氧化钠0.0lkg 钛白粉0.02kg 矿渣0.5kg
[0044]封闭防护材料:聚硅氧烷憎水剂
[0045]具体施工步骤如下:
[0046]I)基层检查
[0047]检查基层的基本状况，并进行记录。
[0048]2)基层处理
[0049]对基层中的缺陷、附着物、碳化层进行处理，具体包含:
[0050]2.1)缺陷修复
[0051]将基层中的缺陷进行修复，填补空洞，对裂缝进行注浆。
[0052]2.2)表面清理
[0053]对基层表面进行清理，用钢丝刷清理混凝土基层，刷掉浮尘和松散的碳化层。
[0054]3)碱激发无机聚合物防护层施工
[0055]本实施例确定的碱激发无机聚合物防护层厚度为2毫米，分2层涂刷，在第一层涂刷之前用清水湿润基层，待表干之后开始涂刷，在第一层完工3天之后进行第二层施工。
[0056]6)封闭防护层施工
[0057]在前一步施工完成3天之后，碱激发无机聚合物防护层已经基本干透，接下来进行封闭防护层施工，聚硅氧烷憎水剂具有很好的渗透性，用喷雾机喷洒聚硅氧烷憎水剂，使其渗透在碱激发无机聚合物防护层内。
[0058]7)养护
[0059]在全部施工完成后，自然养护10天，整个防护层全部硬化，可以投入使用或进行其他装饰施工。
[0060]上述施工可以用来处理高架桥混凝土的防护，因而明显提高桥梁的耐久性。
[0061]上述实施例仅为本发明较佳实施例而已，并非以此局限本发明，因此，凡与本发明特征近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应仍属本发明的专利申请保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种混凝土结构防护方法，包含碱激发无机聚合物防护层和封闭防护层的施工，其特征是包含如下步骤: 1)基层检查 检查基层的基本状况； 2)基层处理 对基层中的缺陷、附着物、碳化层进行处理，具体包含: 2.1)缺陷修复 将基层的缺陷进行修复，在缺陷处理完成之后进入下一步，对于没有缺陷的基层，可以直接进入下一步； 2.2)表面清理 对基层表面进行清理，在清理完成后进入下一步，对于比较干净的混凝土基层可以直接进入下一步； 3)碱激发无机聚合物防护层施工 根据防护要求和现场情况确定碱激发无机聚合物防护层的厚度和层数，逐层涂覆碱激发无机聚合物防护层，直到全部防护层完成； 4)封闭防护层施工 将封闭防护材料涂覆在碱激发无机聚合物防护层表面，使其渗透在碱激发无机聚合物内； 所指的封闭防护材料是指渗透性的有机材料； 5)养护 碱激发无机聚合物防护层和封闭防护层需要经过一段时间的养护才可以达到强度，养护时间为4小时至25天，养护方式为自然养护和人工养护中的两者之一； 所指的碱激发无机聚合物是指以碱激发胶凝材料为主要粘结剂的防护材料； 所指的碱激发胶凝材料是指以碱激发活性物质和碱性材料混合后经过解聚-缩聚反应过程，生成新的无机聚合物网络结构的胶凝材料； 所指的碱激发活性物质是指具有火山灰活性材料、潜在水硬性材料中的至少一种；所指的碱性材料是指碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱金属氧化物、碱、碳酸盐、硫酸盐、氯盐中的至少一种； 所指的基层是指混凝土结构的外露面。
2.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是在步骤3)的碱激发无机聚合物防护层施工中还包含纤维布粘贴工序。
3.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的碱激发活性物质是偏高岭土、高岭土、矿渣、炉渣、粉煤灰、高炉水渣、钢渣、煤矸石、硅灰石、煅烧矿物、煅烧粘土、磷渣、赤泥、工业尾矿中的至少一种。
4.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的碱性材料是硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钠、氧化钾、氧化锂、氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的至少一种。
5.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的碱激发无机聚合物还包含填料。
6.按照权利要求5所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的填料至少包含金属颗粒、无机颗粒、金属氧化物、金属氢氧化物、矿粉、石材粉末、石英、工业废渣颗粒、粗骨料、水泥、硅灰、纳米粉末、稻壳灰、淤泥沉淀物、珍珠岩、铸石粉、沸石、空心陶瓷微珠、滑石粉、硅微粉、纤维、纤维布、纤维粉末、片状填料、云母、膨胀剂、有机聚合物填料、憎水性材料、乳液、树脂单体、甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、纳米憎水剂、聚乙烯醇憎水剂、高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸钙、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂、蜡质材料、油脂、水溶性树脂、乳胶粉、颜料中的一种。
7.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的碱激发无机聚合物还包含助剂，所指的助剂至少是流平剂、成膜助剂、增稠剂、缓凝剂、速凝剂、保水剂、增塑剂、减水剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、引气剂、发泡剂、偶联剂、促硬剂中的一种。
8.按照权利要求1所述的混凝土结构防护方法，其特征是所指的封闭防护材料是涂料、憎水剂、乳液、树脂单体、甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、纳米憎水剂、聚乙烯醇憎水剂、高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸钙、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂、蜡质材料、油脂、水溶性树月旨、乳胶粉中的至少一种。
【文档编号】C04B28/06GK104343122SQ201310327111
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】吕孟龙 申请人:吕孟龙