[發明專利]一種混凝土密封固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011595113.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112679228B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王慶剛;侯鴻斌;郭健;陳驍
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C04B41/65
• 分類號: C04B41/65;C01B33/18;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發明涉及一種混凝土密封固化劑及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。本發明解決現有混凝土密封固化劑易泛白及強度提升有限的技術問題。本發明以超高比表面積樹突狀納米硅顆粒等為原料，通過一步混合法制得了混凝土密封固化劑。本發明的固化劑以超高比表面積樹突狀納米硅顆粒為原料，能有效滲透到混凝土中，使其更易與游離的活性鈣離子發生水化反應，形成硅酸鈣水合物同時與混凝土內部的碳酸鹽離子及析出的Ca(OH)subgt;2/subgt;發生取代反應，高孔隙體積的結構優勢能夠將除了活性納米硅顆粒以外的組分儲存在其中，使其更均勻和致密的滲透，形成致密堅固具有憎水效果的防護層，從而大幅提高混凝土的堅固、耐磨、泛堿等性能。

技術領域

本發明涉及一種混凝土密封固化劑及其制備方法，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

現代建筑對混凝土材料的要求越來越高，混凝土除需要具有一定的安全強度承受荷載外還應具有一定的耐久性，以此來適應環境和一些特殊建筑的需求。尤其是混凝土地面隨著運行年限的增加，發生在其表面的老化病害問題日益突出，為了提高混凝土地面強度和結構耐久性，混凝土的表面防護和處理技術便顯得尤為重要。

現有技術中以無機鹽為代表的地面滲透固化技術，通過極佳的滲透性滲入混凝土縫隙中，與水泥的水化產物Ca(OH)₂反應生成MgF₂、CaF₂及C-S-H等永久凝膠，填充縫隙，能夠有效提升混凝土的密實度、強度、硬度以及耐磨性等，成為地面材料尤其是耐磨地坪表面處理的優選技術手段。

在此原理的基礎上，人們最先開發了第一代氟硅酸鎂型混凝土密封固化劑，但得到的固化劑有毒，且時效性差；第二代硅酸鈉和硅酸鉀密封固化劑，因產生了金屬鹽殘留物，殘留的礦物鹽在混凝土表面形成很硬難于去掉的白斑，且固化強度低；第三代硅酸鋰密封固化劑，雖滲透性增強，但其不能有效徹底解決混凝土內部的碳酸鹽離子及Ca(OH)₂的析出，效果提升不明顯；第四代硅溶膠密封固化劑，雖能輸送活性二氧化硅解決泛堿問題，但較低的比表面積使其反應活性位點較少，因此滲透性及強度均不高。

因此，基于現有混凝土密封固化劑易泛白及強度提升有限等問題，提供一種性能更優的混凝土密封固化劑及其制備方法是十分必要的。

發明內容

本發明為了解決現有混凝土密封固化劑易泛白及強度提升有限的技術問題，提供一種混凝土密封固化劑及其制備方法。

本發明的技術方案：

一種混凝土密封固化劑，該固化劑包括如下質量百分比的原料：納米硅顆粒10～50％，憎水劑1～8％，絡合劑0.2～1％，催化劑0.2～0.4％，表面活性劑0.03～0.05％，潤濕劑0.02～0.1％，余量為去離子水，所述的納米硅顆粒是純度為99％以上，平均粒徑為70～130nm，比表面積為400～600m²·g^-1的超高比表面積樹突狀納米硅顆粒。

進一步地，固化劑包括如下質量百分比的原料：納米硅顆粒20～40％，憎水劑2～6％，絡合劑0.4～1％，催化劑0.2～0.4％，表面活性劑0.03～0.05％，潤濕劑0.04～0.08％，余量為去離子水。

進一步地，超高比表面積樹突狀納米硅顆粒的具體制備過程如下：首先，以硅烷為硅原料，以去離子水為溶劑，以膠束為模板，在胺類礦化劑的催化下，在室溫至80℃條件下攪拌反應，制備得到半成品；然后，通過旋轉蒸發的方法對納米硅顆粒溶液進行濃縮，得到穩定的納米硅顆粒分散液，干燥，獲得超高比表面積樹突狀納米硅顆粒。

更進一步地，硅烷包括但不限于正硅酸乙酯、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或乙基聚硅酸酯。

更進一步地，膠束包括但不限于為十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基甲苯磺酸銨。