本发明属于固化剂,具体涉及一种混凝土密封固化剂及其制备方法。
背景技术:
1、混凝土的硬度主要来源于混凝土中石子、砂子与水泥,而水泥成分中的硅、钙化合物在水的作用下生成的硅酸钙盐水合化合物,是粘结石子、砂子的主要成分。固化后的混凝土的内部存在着诸多的毛细孔,这些毛细孔会容纳水,在固化后的混凝土的表面附近的毛细孔也会是孔洞状,由于日常酸性的大气环境,碱性的混凝土会从表面开始受到酸性水汽的渗透,被严重腐蚀,最终,导致混凝土的地面起尘起砂,大大降低了使用寿命。
2、混凝土密封固化剂是一种渗透力强可永久性密封混凝土的液体材料,它不是一种涂层或覆盖型材料,而是自表面通过渗入到混凝土内部,与水泥中的ca(oh)2发生化学反应,生成硅酸钙盐,减少或者消除没有强度的氢氧化钙,同时在混凝土表面向下的数毫米范围内部填满毛细孔,从而使得混凝土表面层密封成一个坚固的实体,从本质上改变混凝土表面层各方面的强度与耐磨性能,尤其是在混凝土的地坪面受到广泛应用。
3、目前市场上的混凝土密封固化剂,多使用硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂或者是它们复合的碱性水溶液。以硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂为主的水溶液固化剂,可以自表面渗透进入混凝土若干毫米,提高混凝土表面的硬化效果,但其中含有大量的钠、钾、锂,属于强碱性,在反应过程中会在混凝土表面残留未反应完全的结晶物、naoh、koh或者na2co3等,如不使用大量清水冲洗,就会造成混凝土表面泛碱发白现象的发生;同时因为碱金属为亲水性,会发生asr(碱硅酸盐)反应,导致混凝土中集料体积增大,从而造成混凝土表面的膨胀龟裂,影响混凝土的耐久性和使用年限。另外,碱金属硅酸盐,由于碱金属的存在,耐磨性比碱金属少的硅酸盐要差,另外,水溶性的混凝土固化剂反应速度慢,尤其是在冬季天气下,反应速度慢,无法施工。
4、中国专利号cn 106045570 a中报道了一种混凝土密封固化剂及其制备方法,采用了单组份混合的方式制备了混凝土固化剂,虽然在一定程度上降低了混凝土表面的磨损损耗,但由于添加了大量的硅酸钠,后期也无法避免龟裂、泛碱发白现象的发生。另外,硅酸钠体系与氢氧化钙的反应速度较低,尤其在温度较低的冬天,反应速度过慢,混凝土的表面增硬速度缓慢。
5、中国专利号cn 110482996 a中报道了一种混凝土密封固化剂及其制备方法和应用,采用双组分复配体系,它虽然解决了普通固化剂发白的缺点,提高了混凝土的硬度和光泽度,但是仍旧添加有一定量的硅酸钾,无法避免后期产生龟裂的弊端,同时配方中使用了大量的氟硅酸镁,它具有一定的毒性,不利于后期操作和使用,环保性差。
6、相对于上述的碱性水溶液固化剂,还有一类有机硅树脂,它的表面张力要小于碱性水溶液,故而渗透力要优于碱性水溶液固化剂。虽然有机硅树脂可以在混凝土表面形成憎水性保护膜,也可以渗透进入混凝土的表面,能够在一定程度上提高混凝土的防水抗渗性能,但也存在常温下反应速度慢,耐磨性能差,有机硅在混凝土表面的成膜材料易脱落的缺点,在固化速度和固化性能(增硬性)上无法和碱性水溶液的固化剂相比,但它可以作为防水材料,使用在立面的混凝土墙体或者平面的地坪上,但是无法直接作为增硬的混凝土密封固化剂使用在需要耐磨的地坪上。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足,本发明提供了一种混凝土密封固化剂及其制备方法,该密封固化剂为含硅有机合成物,渗透力好,不含钠、钾、锂等碱金属,不会发生asr(碱硅酸盐)反应,不发生龟裂、泛碱发白现象,且该种固化剂在反应过程中同时会生成纳米二氧化硅,该纳米二氧化硅可以快速地与ca(oh)2发生反应,可以进一步降低混凝土的孔隙率,增加密实度,从而提高混凝土的强度、硬度和耐磨性。
2、本发明的技术方案为:
3、本发明涉及一种混凝土密封固化剂的制备方法,包括以下步骤:
4、(1)将一定比例的硅粉、催化剂和邻苯类有机物加入反应容器,持续搅拌;
5、(2)向反应容器通入氮气,同时对反应容器加热进行预处理;
6、(3)向反应容器内通入甲醇,开始反应,反应温度为180-240℃,蒸馏至无液体流出,获得蒸出的液体产物。
7、优选地,步骤(1)中,催化剂与硅粉的质量比为0.05:1至0.2:1。
8、优选地,步骤(1)中,硅粉与邻苯类有机物的质量比为1:3至3:3。
9、优选地,所述催化剂为有机胺盐或铜化合物;
10、有机胺盐催化剂为四甲基胺,甲醇胺、氯化四甲基铵中的至少一种;
11、铜化合物催化剂为氯化亚铜和/或氢氧化铜(ii)。
12、优选地,所述邻苯类有机物为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。
13、优选地,步骤(2)中,氮气通入量为20-30ml/min;预处理的温度为120-140℃,时间为2-3h。
14、优选地,步骤(3)中每分钟甲醇的通入总质量为硅粉质量的2-5%。
15、优选地,还包括步骤(4):将步骤(3)所得的液体产物与一定量的水混合。
16、优选地,液体产物与水的质量比例为9:1至10:1。
17、本发明还涉及一种混凝土密封固化剂,采用上述制备方法制得。
18、本发明的有益效果是:
19、(1)本发明所制得的密封固化剂为si-o-c-h含硅有机合成物,渗透力强,易于后期使用操作,同时该固化剂不含钠、钾、锂等碱金属,不会发生asr(碱硅酸盐)反应,避免混凝土表面龟裂、泛碱发白;
20、(2)本发明所制得的密封固化剂表面张力低,具有较强的渗透力,可以迅速从表面渗透入混凝土的内部,并与混凝土中的ca(oh)2化学成分发生化学反应,从而封堵混凝土结构中的细孔,进一步提高混凝土结构物的强度、硬度和耐磨性;
21、(3)本发明的过程为一步法直接合成,生产工艺简单易操作。
1.一种混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,催化剂与硅粉的质量比为0.05:1至0.2:1。
3.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,硅粉与邻苯类有机物的质量比为1:3至3:3。
4.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,所述催化剂为有机胺盐或铜化合物;
5.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,所述邻苯类有机物为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,氮气通入量为20-30ml/min;预处理的温度为120-140℃,时间为2-3h。
7.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中每分钟甲醇的通入总质量为硅粉质量的2-5%。
8.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,还包括步骤(4):将步骤(3)所得的液体产物与一定量的水混合。
9.根据权利要求1所述的混凝土密封固化剂的制备方法,其特征在于,液体产物与水的质量比例为9:1至10:1。
10.一种混凝土密封固化剂,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。