水泥基渗透硬化剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥基渗透硬化剂，其主要制备工艺为：将300?320份18°Bé的氟硅酸与15?25份氧化镁反应2.5?3小时，过滤，滤液放入反应釜中，加入15?18份氢氧化铝，70℃反应2.5?3小时，加入12?18份碳酸锂，加温至100℃反应1?1.5小时，所得反应液抽入高位槽中，过滤、蒸发、浓缩、结晶，进行液固分离，所得固体干燥，得白色晶体，加入烷基苯磺酸钠，搅拌混匀,即得水泥基渗透硬化剂。本发明所述水泥基渗透硬化剂，具有品质性能优良、生产成本低、生产设备简单等优点，既解决了磷肥厂的环保问题，又将该废气资源化利用，具有极好的社会效益和经济效益。
【专利说明】
水泥基渗透硬化剂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种硬化剂，尤其涉及一种水泥基渗透硬化剂。
【背景技术】
[0002] 水泥基材的表面硬化处理有多种方法，较早的方法是将高标号的水泥浆涂在普通 水泥基村的表面，形成一个硬化薄层;20世纪90年代后出现了在水泥基材料面层涂撒硬化 剂的方法，这种硬化剂由高标号水泥和硬度较高骨料(如金刚砂、石英砂、金属粉)组成，经 过平整压实，抹光等工序，硬化后在水泥基层表面形成一层坚硬、耐磨、致密的面层，这种方 法因为成本低，得到了广泛的应用，但该方法的使用必须与混凝土施工同步进行，需要有专 业的设备和施工人员，施工费时费力；之后又出现了渗透型的液体硬化剂，主要是硅酸盐 (钠、钾、锂）的水溶液，这种硬化剂能通过混凝土表面的毛细孔渗透到内部，并与水泥发生 化学反应，形成结晶体，可以填充封堵混凝土内部的孔隙，达到密封、硬化和防尘的效果，增 强了混凝土表面的抗冲击性能，延长了使用寿命，且具有施工步骤简单、无毒、安全、环保、 不燃等优点，但这类硬化剂最大的缺点就是价格昂贵及运输不方便，极大地阻碍了推广应 用。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，克服以上所述缺陷，提供一种生产工艺简单、使用 方法简便、运输方便、价格便宜、品质优良的水泥基渗透硬化剂。
[0004] 为了解决以上所述技术问题，本发明所述水泥基渗透硬化剂以氟硅酸、氧化镁、氢 氧化铝和碳酸锂为原料制备而成，所述原料均为重量份，制备工艺如下： (1) 将300-320份18° Β?的氟硅酸加入反应釜中，边搅拌边加入15-25份含量95%的氧化 镁，常温常压反应2.5-3小时，放出反应液，过滤，所得滤液再放入反应釜中； (2) 往步骤（1)所得滤液中加入15-18份国标级氢氧化铝，边搅拌边加温至70°C，反应 2.5-3小时，加入12-18份国标级碳酸锂，加温至100°C反应1-1.5小时； (3) 浓缩结晶:将步骤(2)所得反应液抽入高位槽中，趁热过滤，滤液流入反应釜中加热 蒸发浓缩，当液体浓缩比重为1.35-1.36时，放入结晶锅内，搅拌、冷却至常温，此时有结晶 体析出，将晶、液混合物投入离心机进行液固分离，所得固体送入气流干燥器于65-70°C条 件下干燥，得白色晶体，加入所得白色晶体重量的2%烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，得成品， 即水泥基渗透硬化剂。
[0005] 作为优选，本发明所述氟硅酸、氧化镁、氢氧化铝和碳酸锂的重量份分别为310份、 20份、16份和15份。
[0006] 进一步，本发明所述步骤(3)，所述反应液抽入高位槽中，趁热过滤时用涤纶袋或 涤纶布过滤。
[0007] 本发明所述水泥基渗透硬化剂以磷肥生产过程中所产生的不可外排的有害废 气一一氟硅酸，为主要原料，加以氧化镁、氢氧化铝和碳酸锂制备而成。所述水泥基渗透硬 化剂渗透到水泥制品中，与水泥水化产物发生化学反应，在水泥制品内形成一个致密的中 间层(渗透层），该中间层可防止水泥制品的内部水分蒸发以及外部水分或有害物质向内部 渗透，解决了由此带来的水泥表面常出现的反砂、白色斑点或有害物质侵蚀。本发明所述水 泥基渗透硬化剂的作用机理:所述硬化剂通过混凝土表面的毛细孔渗透到混凝土内部，与 水化产物(钙矾石等）发生化学反应，生成类似水泥石的坚硬结晶，同时激发水泥石中没有 完全水化的水泥颗粒进一步水化，使混凝土固化成一个坚固的实体，并阻塞混凝土内部大 部分毛细孔，大大增加了混凝土的强度和密实度，改善表层的各项物理性能，达到抗渗耐 磨、增加强度、耐酸碱腐蚀等目的，通过有效的施工工艺，表面可达到光亮、无尘、易清洗、类 似大理石般的整体效果，处理过的地面耐磨度可提高30%，表面硬度提高达50%以上，硬化效 果明显增强，本发明所述硬化剂的使用寿命与混凝土同周期，长达50年以上。
[0008] 本发明所述水泥基渗透硬化剂，广泛适用于水泥耐磨地面，混凝土地面，水泥砌 块，砂浆，水磨石地面，新、旧粗糙或光滑的水泥地面，如车库、车间、厂房、学校、超市等有荷 载的地面，机场跑道、码头、水泥公路地面的耐磨增强抗渗及混凝土地面的翻砂等。
[0009] 本发明分别对310份18°Β?(波美度)氟硅酸用量时，氧化镁、氢氧化铝、碳酸锂和烷 基苯磺酸钠的不同用量对水泥基渗透硬化剂生产的影响做了实验研究，结果见表1 一 4: 表1:氧化镁用量对生产步骤(1)反应液的影响
从表1可以看出，当氧化镁用量在15份至20份时反应所产生的附产物及杂质最低，当氧 化镁用量不断增加时，反应物的副产物及杂质大量增多，不利于反应液过滤，影响下一步反 应，综合考虑充分反应的因素，氧化镁的用量以20份为最佳。
[0010]表2:氢氧化铝用量对生产步骤(2)反应液的影响
从表2可以看出，当氢氧化铝用量大于16份时，没有反应完全的氢氧化铝沉淀逐渐增 加，造成材料浪费、产品水不溶物增加，因此，综合考虑充分反应的因素，氢氧化铝的用量以 16份为最佳。
[0011] 表3:碳酸锂用量对溶解度的影响
从表3可以看出，当碳酸锂用量增加到一定量时，出现水不溶物沉淀并不断增加，当碳 酸锂用量增加至15份时，水不溶物沉淀增加并产生大量的二氧化碳气泡，因此，综合考虑充 分反应的因素，碳酸锂的用量以15份为最佳。
[0012] 表4:烷基苯磺酸钠用量对水泥基渗透硬化剂渗透力的影响
从表4可以得出结论，不加烷基苯磺酸钠的水泥剂渗基硬化剂渗透深度为5mm，随着烷 基苯磺酸钠用量的增加，渗透深度也逐渐增加，当用量增加到2时，其渗透深度可达10mm，随 着烷基苯磺酸钠用量的继续增加，水泥基液体硬化剂溶解后有大量的泡沫产生，渗透深度 也没有明显增加，因此，本发明水泥基硬化剂烷基苯磺酸钠的用量以2%为最佳。
[0013] 通过以上实验得出结论，以磷肥厂的氟废气一氟硅酸为主要原料，添加适当比例 的氧化镁、氢氧化铝、碳酸锂和烷基苯磺酸钠生产水泥基渗透硬化剂，具有品质性能优良， 生产成本低、生产设备简单，既解决了磷肥厂的环保问题，又将该废气资源化利用，具有极 好的社会效益和经济效益。
[0014] 本发明的有益效果:本发明所述水泥基渗透硬化剂，利用磷肥厂生产磷肥所产生 的不可外排废气一一氟硅酸为主要原料制备而成，具有原料来源广泛、生产成本低等优点； 成品为粉剂，方便运输储存，使用时加水稀释即可;生产设备简单，产品性能优良，用于地 面，表层各项物理性能改善明显，达到抗渗耐磨、增加强度、耐酸碱腐蚀等目的，通过有效的 施工工艺，表面可达到光亮、无尘、易清洗、类似大理石般的整体效果，处理过的地面耐磨度 和表面硬度均明显提高，硬化效果明显增强，使用寿命长;本发明既解决了磷肥厂的环保问 题，又将该废气资源化利用，方便推广应用，具有极好的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明所述水泥基渗透硬化剂的生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0017] 本发明所述水泥基渗透硬化剂，以氟硅酸、氧化镁、氢氧化铝和碳酸锂为原料制备 而成，所述原料均为重量份，制备工艺如下： (1) 将300-320份18° Β?的氟硅酸加入反应釜中，边搅拌边加入15-25份含量95%的氧化 镁，常温常压反应2.5-3小时，放出反应液，过滤，所得滤液再放入反应釜中； (2) 往步骤（1)所得滤液中加入15-18份国标级氢氧化铝，边搅拌边加温至70°C，反应 2.5-3小时，加入12-18份国标级碳酸锂，加温至100°C反应1-1.5小时； (3) 浓缩结晶:将步骤(2)所得反应液抽入高位槽中，趁热过滤，滤液流入反应釜中加热 蒸发浓缩，当液体浓缩比重为1.35-1.36时，放入结晶锅内，搅拌、冷却至常温，此时有结晶 体析出，将晶、液混合物投入离心机进行液固分离，所得固体送入气流干燥器于65-70°C条 件下干燥，得白色晶体，加入所得白色晶体重量的2%烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，得成品， 即水泥基渗透硬化剂。
[0018] 作为优选，本发明所述氟硅酸、氧化镁、氢氧化铝和碳酸锂的重量份分别为310份、 20份、16份和15份。
[0019] 进一步，本发明所述步骤(3)，所述反应液抽入高位槽中，趁热过滤时用涤纟仑袋或 涤纶布过滤。
[0020] 实施例一： (1)氟硅酸采用磷肥生产过程中产生不可外排的废气，通过回收系统收集净化，将收集 处理的氟硅酸废气浓缩至18°Β?，取310份氟硅酸加入反应釜中，开动反应釜搅拌器，边搅拌 边缓慢加入20份含量95%的氧化镁，常温常压反应2.5-3小时，放出反应液，通过压滤机过 滤，重新打入反应爸中； (2) 开动反应釜搅拌器，往应釜中加入16份国标级氢氧化铝，缓慢加温至70°C，反应 2.5-3小时，加入15份国标级碳酸锂，加温至100°C反应1-1.5小时； (3) 浓缩结晶：将反应液用栗抽入高位槽中，趁热用涤纶袋过滤掉少量的杂质，滤液再 流入反应釜中加热蒸发浓缩，当液体浓缩比重为1.35-1.36时，放入结晶锅内，且不断搅拌、 冷却，料液慢慢地析出结晶体，将晶液混合物投入离心机进行液固分离，液体作为母液回收 再利用，所得固体送入气流干燥器于65-70°C条件下进行干燥，将干燥后的白色晶体送入干 粉混料机中，加入白色晶体重量的2%烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，化验合格后计量包装， 即为水泥基硬化成品。
[0021] 本发明所述水泥基渗透硬化剂，制备所得成品为粉剂，方便运输及搬运，在施工现 场用水稀释即可使用。使用时，以Ikg所述水泥基渗透硬化剂加入4kg清水溶解即可。
[0022] 以上仅为本发明的一种实施方式，只要使用了以上所述技术方案，均应落入本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种水泥基渗透硬化剂，其特征在于，所述水泥基渗透硬化剂以氟硅酸、氧化镁、氢 氧化铝和碳酸锂为原料制备而成，所述原料均为重量份，制备工艺如下： (1) 将300-320份18°Β?的氟硅酸加入反应釜中，边搅拌边加入15-25份含量95%的氧化 镁，常温常压反应2.5-3小时，放出反应液，过滤，所得滤液再放入反应釜中； (2) 往步骤（1)所得滤液中加入15-18份国标级氢氧化铝，边搅拌边加温至70°C，反应 2.5-3小时，加入12-18份国标级碳酸锂，加温至100°C反应1-1.5小时； (3) 浓缩结晶:将步骤(2)所得反应液抽入高位槽中，趁热过滤，滤液流入反应釜中加热 蒸发浓缩，当液体浓缩比重至1.35-1.36时，放入结晶锅内，搅拌、冷却至常温，此时有结晶 体析出，将晶、液混合物投入离心机进行液固分离，所得固体送入气流干燥器于65-70°C条 件下干燥，得白色晶体，加入所得白色晶体重量的2%烷基苯磺酸钠，搅拌混合均匀，得成品， 即水泥基渗透硬化剂。2. 根据权利要求1所述水泥基渗透硬化剂，其特征在于，所述氟硅酸、氧化镁、氢氧化铝 和碳酸锂的重量份分别为310份、20份、16份和15份。3. 根据权利要求1或2所述水泥基渗透硬化剂，其特征在于，所述步骤(3)，所述反应液 抽入高位槽中，趁热过滤时用涤纶袋或涤纶布过滤。
【文档编号】C04B41/50GK106007797SQ201610368712
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】王庄, 陈家荣
【申请人】云南凯威特新材料股份有限公司