一种混凝土密封固化剂的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种混凝土密封固化剂，包括：50～70wt％的硅酸盐；10～30wt％的硅烷偶联剂；1～3wt％的纳米二氧化钛；余量的水。本申请提供的混凝土密封固化剂涂装在混凝土结构物表面后，其中的硅酸盐成分可迅速渗入混凝土内部并与游离钙反应，生成不可溶解的非晶态水化硅酸钙，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，提高混凝土结构物的硬度。同时，固化剂中的硅烷偶联剂和纳米二氧化钛通过协同作用可以在混凝结构物表面形成疏水性膜层，增加混凝土结构物表面的疏水性。实验结果表明，混凝土结构物表面涂装了本申请提供的混凝土密封固化剂之后，其表面莫式硬度高于7，吸水率低于0.6％，液滴接触角大于95°。
【专利说明】一种混凝土密封固化剂
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种混凝土密封固化剂。
【背景技术】
[0002] 混凝土是指由胶结料、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料 按适当比例拌制而成的混合料，具有经济、耐久、耐火、高抗压性能等优点，是当代最主要的 土木工程材料之一。
[0003] 由于混凝土硬化过程中，表层和内部结构含有大量相互贯穿的细孔，导致混凝土 结构物在服役过程中，时常因为表面质量不良或密实度不够而难以抵挡环境中腐蚀物质的 侵蚀，造成混凝土结构性能的加速劣化，降低混凝土结构物的耐久性和服役寿命。
[0004] 针对混凝土存在的缺陷，现有技术普遍采用混凝土密封固化剂来对混凝土结构物 进行处理。混凝土密封固化剂是一种多成分的化学试剂，粘度很小，涂装在混凝土结构物表 面后，由于毛细作用可迅速渗入混凝土结构物内部并与其内部的游离钙反应生成不可溶解 的非晶态水化硅酸钙，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，提高其硬度和防水性，但现有 的混凝土密封固化剂对混凝土结构物防水性的改善并不理想。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混凝土密封固化剂，本发明提供的混凝土 密封固化剂涂装在混凝土结构物表面后，能明显提高混凝土结构物的强度和疏水性。
[0006] 本发明提供了一种混凝土密封固化剂，包括：
[0007] 50?70wt %的硅酸盐；
[0008] 10?30wt %的硅烷偶联剂；
[0009] 1?3wt %的纳米二氧化钛；
[0010] 余量的水。
[0011] 优选的，所述纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛。
[0012] 优选的，所述纳米二氧化钛的粒径为5?15nm。
[0013] 优选的，所述娃烧偶联剂为异丁基二乙氧基娃烧。
[0014] 优选的，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或硅酸锂。
[0015] 优选的，所述混凝土密封固化剂还包括1?3wt %的有机硅憎水剂。
[0016] 优选的，所述有机硅憎水剂为聚二甲基硅氧烷。
[0017] 优选的，所述混凝土密封固化剂还包括表面活性剂和/或消泡剂。
[0018] 优选的，所述表面活性剂为高氟代烷基磺酸盐、聚醚硅氧烷或氟碳表面活性剂中 的一种或多种。
[0019] 优选的，所述消泡剂为矿物油消泡剂和/或有机硅消泡剂。
[0020] 与现有技术相比，本发明提供了一种混凝土密封固化剂，包括：50?70wt%的硅 酸盐；10?30wt%的硅烷偶联剂；1?3wt%的纳米二氧化钛；余量的水。本发明提供的混 凝土密封固化剂含有硅酸盐、硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，该固化剂涂装在混凝土结构物 表面后，其中的硅酸盐成分可迅速渗入混凝土内部并与游离钙反应，生成不可溶解的非晶 态水化硅酸钙，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，提高混凝土结构物的硬度。同时，固 化剂中的硅烷偶联剂和纳米二氧化钛通过协同作用可以在混凝结构物表面形成疏水性膜 层，增加混凝土结构物表面的疏水性。实验结果表明，混凝土结构物表面涂装了本发明提 供的混凝土密封固化剂之后，其表面莫式硬度高于7,吸水率低于0. 6%，液滴接触角大于 95。。
【具体实施方式】
[0021] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0022] 本发明提供了一种混凝土密封固化剂，包括：
[0023] 50?70wt %的硅酸盐；
[0024] 10?30wt %的硅烷偶联剂；
[0025] 1?3wt %的纳米二氧化钛；
[0026] 余量的水。
[0027] 本发明提供的混凝土密封固化剂包括50?70wt%的硅酸盐；10?30wt%的硅烷 偶联剂；1?3wt%的纳米二氧化钛和余量的水。
[0028] 其中，所述硅酸盐是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物。所述硅酸盐优选为 硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或硅酸锂，更优选为硅酸锂。所述硅酸盐在混凝土密封固化剂的含 量为50?70wt%，优选为60wt%。所述硅酸盐可以与混凝土内部的游离钙反应，生成不可 溶解的非晶态水化硅酸钙，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，提高混凝土结构物的硬 度。
[0029] 所述硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合 物。所述娃烧偶联剂优选为异丁基二乙氧基娃烧。所述异丁基二乙氧基娃烧的纯度优选 为98%以上，密度优选为0. 88g/mL。所述硅烷偶联剂在混凝土密封固化剂的含量为10? 30wt%，优选为20wt%。所述纳米二氧化钛优选为锐钛型纳米二氧化钛。所述纳米二氧化 钛的粒径优选为5?15nm。所述纳米二氧化钛在混凝土密封固化剂的含量为1?3wt%， 优选为2wt%。所述硅烷偶联剂和纳米二氧化钛通过协同作用可以在混凝结构物表面形成 疏水性膜层，增加混凝土结构物表面的疏水性。
[0030] 在本发明中，所述混凝土密封固化剂优选还包括1?3wt%的有机硅憎水剂。所述 有机硅憎水剂优选为聚二甲基硅氧烷。所述有机硅憎水剂可以与空气中的co 2反应，在混 凝结构物表面形成高分子网状的硅树脂膜，进一步提高混凝土结构物表面的疏水性。
[0031] 在本发明中，所述混凝土密封固化剂优选还包括表面活性剂和/或消泡剂，更优 选还包括表面活性剂和消泡剂。所述表面活性剂优选为高氟代烷基磺酸盐、聚醚硅氧烷或 氟碳表面活性剂中的一种或多种，更优选为聚醚硅氧烷和/或氟碳表面活性剂。所述表面 活性剂在混凝土密封固化剂的含量优选为0.01?lwt%。所述表面活性剂可以吸附在硅酸 盐、硅烷偶联剂和纳米二氧化钛的颗粒表面，防止颗粒间的凝聚和结团，使硅酸盐、硅烷偶 联剂和纳米二氧化钛的颗粒在水中充分分散，充分发挥各自的活性。所述消泡剂优选为矿 物油消泡剂和/或有机硅消泡剂。所述消泡剂在混凝土密封固化剂的含量优选为0. 01? lwt % 〇
[0032] 在本发明中，直接将上述各组分按比例混合均匀即可得到混凝土密封固化剂。所 述混合的方式优选为搅拌；所述混合的温度优选为室温；所述混合的时间优选为lh以上， 更优选为2?4h。
[0033] 本发明提供的混凝土密封固化剂含有硅酸盐、硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，该固 化剂涂装在混凝土结构物表面后，其中的硅酸盐成分可迅速渗入混凝土内部并与游离钙反 应，生成不可溶解的非晶态水化硅酸钙，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，提高混凝土 结构物的硬度。同时，固化剂中的硅烷偶联剂和纳米二氧化钛通过协同作用可以在混凝结 构物表面形成疏水性膜层，增加混凝土结构物表面的疏水性。实验结果表明，混凝土结构 物表面涂装了本发明提供的混凝土密封固化剂之后，其表面莫式硬度高于7,吸水率低于 0.6%，液滴接触角大于95°。
[0034] 为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
[0035] 实施例1
[0036] 一种混凝土密封固化剂，它由以下组分组成：硅酸锂50wt %、异丁基三乙氧基硅 烧30wt%、聚二甲基娃氧烧lwt%、锐钛型纳米二氧化钛（粒径5?lSnmUwt%、氟碳表面 活性剂（FSJ，美国杜邦）0. Olwt%、有机硅消泡剂（2-3168,美国道康宁）0. Olwt%和余量的 水。
[0037] 将上述组分混合，在室温下搅拌3h，得到均质乳白色液体，即为混凝土密封固化 剂。
[0038] 将上述制得的混凝土密封固化剂喷洒至混凝土表面，半小时后打磨抛光，打磨抛 光后，混凝土表面形成的硬化层厚度可达3?5_。对该混凝土表面进行测试，结果表明，该 混凝土表面的亮度为40?50度，莫式硬度为7,吸水率为0. 45 %，水滴接触角为103°。
[0039] 实施例2
[0040] 一种混凝土密封固化剂，它由以下组分组成：硅酸锂60wt%、异丁基三乙氧基硅 烧20wt%、聚二甲基娃氧烧2wt%、锐钛型纳米二氧化钛（粒径5?lSnmUwt%、氟碳表面 活性剂（FSJ，美国杜邦）0. Olwt%、有机硅消泡剂（2-3168,美国道康宁）0. Olwt%和余量的 水。
[0041] 将上述组分混合，在室温下搅拌3h，得到均质乳白色液体，即为混凝土密封固化 剂。
[0042] 将上述制得的混凝土密封固化剂喷洒至混凝土表面，半小时后打磨抛光，打磨抛 光后，混凝土表面形成的硬化层厚度可达2?3_。对该混凝土表面进行测试，结果表明，该 混凝土表面的亮度为60度以上，莫式硬度为8,吸水率为0. 52%，水滴接触角为99°
[0043] 实施例3
[0044] 一种混凝土密封固化剂，它由以下组分组成硅酸锂70wt%、异丁基三乙氧基硅烷 25wt%、聚二甲基娃氧烧2wt%、锐钛型纳米二氧化钛（粒径5?lSnmUwt%、氟碳表面活 性剂（FSJ，美国杜邦）0. Olwt%、有机硅消泡剂（2-3168,美国道康宁）0. Olwt%和余量的 水。
[0045] 将上述组分混合，在室温下搅拌3h，得到均质乳白色液体，即为混凝土密封固化 剂。
[0046] 将上述制得的混凝土密封固化剂喷洒至混凝土表面，半小时后打磨抛光，打磨抛 光后，混凝土表面形成的硬化层厚度可达3?4_。对该混凝土表面进行测试，结果表明，该 混凝土表面的亮度为50度以上，莫式硬度为7,吸水率为0. 58%，水滴接触角为98°。
[0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种混凝土密封固化剂，包括： 50?70wt%的娃酸盐； 10?30wt%的硅烷偶联剂； 1?3wt %的纳米二氧化钛； 余量的水。
2. 根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛为锐钛 型纳米二氧化钛。
3. 根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径 为5?15nm〇
4. 根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为异丁基 三乙氧基硅烷。
5. 根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸 钾或硅酸锂。
6. 根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，还包括1?3wt %的有机硅 憎水剂。
7. 根据权利要求6所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述有机硅憎水剂为聚二 甲基娃氧烧。
8. 根据权利要求1?7任一项所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，还包括表面活性 剂和/或消泡剂。
9. 根据权利要求8所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述表面活性剂为高氟代 烷基磺酸盐、聚醚硅氧烷或氟碳表面活性剂中的一种或多种。
10. 根据权利要求8所述的混凝土密封固化剂，其特征在于，所述消泡剂为矿物油消泡 剂和/或有机硅消泡剂。
【文档编号】C04B41/50GK104150954SQ201410442902
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】陈志强, 胡德龙 申请人:上海坤美环境科技有限公司