一种混凝土用表面增强剂及其制备方法与流程

本发明属于混凝土建筑材料，涉及一种混凝土用表面增强剂及其制备方法。

背景技术：

1、在使用混凝土建设的实际施工中，由于水泥种类、外加剂种类、骨料级配以及其他技术配比等的差异，都会对最终的混凝土成型强度有着巨大的影响。这不仅会造成材料的大量浪费，严重的还会导致安全事故的发生，因此需要采用表面处理剂对成型后的混凝土进行表面处理。而混凝土用表面增强剂可以有效的改善因材料、施工等缺陷导致的混凝土表面起砂、起尘、表面硬度低以及微裂缝等问题。

2、混凝土用表面增强剂的使用可以显著提升建筑的表面强度和使用年限.其主要作用原理是：在混凝土表面喷涂表面增强剂后，增强剂中的活性成分会借助水为载体沿着混凝土内部的毛细孔道渗透到混凝土深处，并与混凝土内部的未反应的氢氧化钙等物质进行反应，形成凝胶或者结晶体，封堵住毛细孔道，并弥补内部的微观缺陷，使得混凝土更加密实，增加了混凝土的强度。而目前市面上表面增强剂品类和质量参差不齐，例如有些高分子材料的的表面增强剂很难与混凝土基体形成良好的附着，而且高分子材料有老化和降解的缺陷，随着时间的推进会慢慢丧失增强效果；而有些无机表面增强剂渗透能力弱，而且生成的产物无法为混凝土提供持久的强度。因此现有的很多表面增强剂难以达到理想使用效果。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种混凝土用表面增强剂，使用该增强剂可以改善混凝土的工作性能和状态，显著提升混凝土的强度和耐久性。

2、本发明采用了以下技术方案来实现上述目的：

3、一种混凝土用表面增强剂，包括以下重量比的原料：硅酸盐10～30％、碳酸钠1-6％、改性二氧化硅1～5％、氟硅酸盐0.5～1.5％、表面活性剂2～10％、多功能分散助剂0.1～1％、消泡剂0.1～0.5％、余量为水。

4、优选的，所述的混凝土用表面增强剂包括以下重量比的原料：硅酸盐18～25％、碳酸钠1-5％、改性二氧化硅1.5～3％、氟硅酸盐0.8～1.3％、表面活性剂2～6％、多功能分散助剂0.2～0.6％、消泡剂0.15～0.45％、余量为水。

5、进一步优选的，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠和阴离子聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合；所述的多功能分散助剂为amp-95、kh-550、lt-6620和eco-2300中的一种或几种的组合；所述的消泡剂为聚醚型消泡剂、乳化硅油和聚醚改性硅油中的一种或几种的组合；所述的纳米二氧化硅为经过改性的亲水性纳米二氧化硅。

6、进一步的，本发明提供改性二氧化硅的制备方法，具体为：

7、第一步，将去离子水、无水乙醇、粉体纳米二氧化硅按比例混合，在45-55℃温度下搅拌5-10min；调节混合溶液ph至4-6，再向混合溶液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌3-5h，得分散液，备用；

8、第二步，向第一步所得分散液中加入氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌30min，再加入丙烯酸、聚乙烯醇，搅拌30min；加入聚氧乙烯十六烷基醇，加热至沸腾，反应2h；反应完成后，冷却至50-60℃，加入聚乙二醇，搅拌至溶解，干燥，即得改性二氧化硅。

9、进一步的，上述改性二氧化硅制备方法第一步中，去离子水与无水乙醇的质量比为1:(20-30)；去离子水与粉体纳米二氧化硅的质量比为1:(5-10)；去离子水与正硅酸丁酯的质量比为1:(3-6)。

10、上述改性二氧化硅制备方法第二步中，氨丙基三乙氧基硅烷与分散液的质量比为(3-8)：1；丙烯酸与分散液的质量比为(1-3):1；聚乙烯醇与分散液的质量比为(3-5):1；聚氧乙烯十六烷基醇与分散液的质量比为(0.1-0.5):1；聚乙二醇与分散液的质量比为(0.5-2):1。

11、需要说明的是，本发明中所使用的多功能分散助剂amp-95、kh-550、lt-6620和eco-2300，均为现有市售产品的通用商品名，可直接按照商品名对应购买。

12、本发明还提供上述混凝土用增强剂的制备方法，包括以下步骤：

13、s1，将改性二氧化硅、多功能分散助剂和表面活性剂加入搅拌器中，搅拌1.5-2小时，形成均相溶液ⅰ。

14、s2，向s1所得均相溶液中依次加入氟硅酸盐和碳酸钠，搅拌0.5-1小时至均相溶液ⅱ。

15、s3，在搅拌状态下，向s2所得的均相溶液中加入硅酸盐溶液，完全加入后再搅拌1-1.5小时至均匀；之后加入消泡剂搅拌20-30分钟，过滤，即得混凝土表面增强剂。

16、本发明具有以下有益效果：

17、1.本发明中经过改性的二氧化硅，其表面富集大量的亲水基团，具有更好的亲水性，以改性后的二氧化硅和硅酸盐作为主要增强成分，可以以水为载体，深入渗透到混凝土内部，与混凝土内部未反应的氢氧化钙等物质进行反应，生成含硅沉淀和凝胶，封堵毛细孔，提高混凝土密实度。

18、2.本发明以氟硅酸盐和碳酸钠为次要增强成分，可以在混凝土内部结晶，形成较为坚实的晶体结构，更好的封堵住混凝土的微观缺陷和孔隙，塑造更加密实的混凝土结构。

19、3.本发明中各组分之间存在协同作用，可以提高其抗硫酸盐侵蚀能力和耐磨性，从而提高其耐久性。

20、4.该混凝土用表面增强剂具备较好的增强效果，具有较强的渗透性，可渗透到混凝土20-30mm深度；混凝土5d回弹提高35％以上，7天回弹提高30％以上；可以显著提高混凝土的抗碳化、抗硫酸盐侵蚀能力以及耐磨性能。

技术特征：

1.一种混凝土用表面增强剂，包括以下重量比的原料：硅酸盐10～30％、碳酸钠1-6％、改性二氧化硅1～5％、氟硅酸盐0.5～1.5％、表面活性剂2～10％、多功能分散助剂0.1～1％、消泡剂0.1～0.5％、余量为水；

2.如权利要求1所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的改性二氧化硅制备方法第一步中，去离子水与无水乙醇的质量比为1:(20-30)；去离子水与粉体纳米二氧化硅的质量比为1:(5-10)；去离子水与正硅酸丁酯的质量比为1:(3-6)。

3.如权利要求1所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的改性二氧化硅制备方法第二步中，氨丙基三乙氧基硅烷与分散液的质量比为(3-8):1；丙烯酸与分散液的质量比为(1-3):1；聚乙烯醇与分散液的质量比为(3-5):1；聚氧乙烯十六烷基醇与分散液的质量比为(0.1-0.5):1；聚乙二醇与分散液的质量比为(0.5-2):1。

4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，包括以下重量比的原料：硅酸盐18～25％、碳酸钠1-5％、改性二氧化硅1.5～3％、氟硅酸盐0.8～1.3％、表面活性剂2～6％、多功能分散助剂0.2～0.6％、消泡剂0.15～0.45％、余量为水。

5.如权利要求4所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠和阴离子聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。

6.如权利要求4所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的多功能分散助剂为amp-95、kh-550、lt-6620和eco-2300中的一种或几种的组合。

7.如权利要求4所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的消泡剂为醇类聚醚、乳化硅油和聚醚改性硅油中的一种或几种的组合。

8.如权利要求1-3任一项权利要求所述的混凝土用表面增强剂，其特征在于，所述的混凝土用表面增强剂的制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种混凝土用表面增强剂及其制备方法，属于混凝土建筑材料技术领域。本发明所述混凝土用表面增强剂，包括以下重量比的原料：硅酸盐10～30％、碳酸钠1‑6％、改性二氧化硅1～5％、氟硅酸盐0.5～1.5％、表面活性剂2～10％、多功能分散助剂0.1～1％、消泡剂0.1～0.5％、余量为水。本发明所提供的混凝土用表面增强剂具备较好的增强效果，具有较强的渗透性，可渗透到混凝土20‑30mm深度；混凝土5d回弹提高35％以上，7天回弹提高30％以上；可以显著提高混凝土的抗碳化、抗硫酸盐侵蚀能力以及耐磨性能。

技术研发人员：李鸿鑫,张成强,陈维英
受保护的技术使用者：日照弗尔曼新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16