[发明专利]环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于混凝土防护技术领域，具体涉及一种环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是一种应用广泛且具备优良耐久性的建筑材料，但在一般大气环境（二氧化碳、水以及氧气等）和冬季除冰盐环境下，由于二氧化碳以及氯离子的长期侵蚀以及自身性能缺陷（孔隙、微裂缝等）的作用下，会出现混凝土碳化腐蚀、氯离子扩散侵蚀等现象，并直接导致其内部钢筋锈蚀的发生，从而引发混凝土剥落、锈胀裂缝等一系列病害，严重制约混凝土结构的使用耐久性和使用安全性。作为一种防护措施，在混凝土结构表面涂刷防护体系可有效延缓或阻止外界环境的侵蚀，从而极大提高混凝土结构耐久性，延长使用寿命。

混凝土防护体系一般有底渗层和防护层组成，目前已有的底渗层材料主要存在以下缺点：一是渗透性能差，国内同类产品仅能渗入混凝土内部1~3mm，无法渗透至混凝土内部一定深度；二是粘结性能差，与混凝土表面的附着力小于规范要求（规范要求≥1MPa），无法与混凝土基面粘结牢固；三是防碳化效果差，碳化深度普遍大于规范要求（规范要求≤1mm），无法协同表面防护层起到防护效果；四是抗氯离子渗透能力差，抗氯离子透过性普遍大于规范要求（规范要求＜0.5×10^-12m²/s），无法有效阻止氯离子侵入混凝土内部；五是环保性差，国内同类产品中大都含有VOC，污染环境；六是涂刷工序复杂，国内同类产品在使用前，需在混凝土基面涂覆底漆，增加工序，使成本提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种渗透性能优异、与混凝土基面粘结能力强、涂刷工序更加简单的环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料及其制备方法。

本发明所采用的技术手段是：

环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料，其特征在于：

由以下重量份的组分制成：

无机纳米二氧化硅溶液  75-85份；

苯丙乳液  2-3份；

纯丙乳液  2-3份；

γ-氨丙基三乙氧基硅烷  4-6份；

异丁基三乙氧基硅烷  3-5份；

硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠、丙烯酸酯、醋酸乙酯中的一种  2-4份；

门偏磷酸钠  1-2份；

磷酸三丁酯  1-2份。

所述的无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%±2%，pH值为8.5±0.2。

所述的苯丙乳液选取B2010，固含量为48%±2%，pH值为8.0±1.0。

所述的纯丙乳液选取TX201，固含量为50%±2%，pH值为8.5±0.5。

环保型混凝土表面防护用纳米级底渗层材料的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：称取75-85重量份的无机纳米二氧化硅溶液，加热至60℃±5℃，并保温；

步骤二：称取2-3重量份苯丙乳液和2-3重量份纯丙乳液进行混合，搅拌至均匀，加入步骤一的溶液中，恒温以500r/min的速度搅拌30分钟，边搅拌边加入4-6重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-5重量份的异丁基三乙氧基硅烷，将所得溶液温度降至室温；

步骤三：将门偏磷酸钠1-2份和磷酸三丁酯1-2份加入步骤二所得的溶液中，恒温以3000r/min的速度搅拌15分钟；

步骤四：将硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠、丙烯酸酯、醋酸乙酯中的一种2-4份加入步骤三所得的溶液中，恒温以500r/min的速度搅拌15分钟，静置10分钟后，得到底渗层材料。

步骤一中，无机纳米二氧化硅溶液固含量为30%±2%，pH值为8.5±0.2。

步骤二中，苯丙乳液选取B2010，固含量为48%±2%，pH值为8.0±1.0。

步骤二中，纯丙乳液选取TX201，固含量为50%±2%，pH值为8.5±0.5。

   本发明具有以下优点：

（1）本发明的底渗层材料渗透能力强，能渗入至混凝土内部5~8mm，且能够与混凝土材料发生化学反应，其反应生成物可封闭混凝土内部微小孔隙，起到很好的渗透锚固作用，而国内同类产品的渗透渗入仅为1~3mm，不能与混凝土发生化学反应；

（2）本发明的底渗层材料与混凝土基面的附着力约为2.3MPa，满足规范要求值（规范要求≥1.0 MPa），国内同类产品无法满足规范要求，甚至时常发生从混凝土基面起皮、脱落等现象；