[发明专利]一种混凝土养护剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土养护剂，可用于公路、机场跑道、桥梁路面等水平结构的建筑工程，特别适用于高温下的混凝土道路养护，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

养护是获得高质量混凝土的重要环节，它不仅影响混凝土强度的发展，而且影响着混凝土的耐久性，特别是表面层混凝土的性能。目前工程中采用的养护方法主要以喷雾洒水养护、潮湿覆盖物养护、塑料膜养护等传统养护手段为主，费时费力且污染环境。受施工人员素质、作业水平及施工组织的影响，现浇混凝土普遍存在养护不到位的现象，尤其是在炎热的夏季，混凝土表面失水过快，同时受混凝土收缩、应力约束作用形成的早期裂缝较为普遍，给工程重量带来较大隐患。

近年来，养护逐渐受到人们重视，市场上相继出现许多价格和性能差异较大的养护剂产品。目前，国内市面上的各类成膜养护剂主要分无机和有机两大类，根据工程和地域气候特点均有其应用市场，但因性能各有优略，不能很好地满足现代复杂的建筑结构需求，限制了大范围的推广应用。无机类养护剂是国内最早被应用的养护产品，靠渗入混凝土表层并参与水化反应封堵表层孔隙实现养护效果，因其成本低廉而受工程青睐，但其保水率仅20％～30％，在30℃以上的干旱地区不能有效的阻止混凝土表层水分的蒸发，浓度高时应用还会出现表层鱼网状龟裂或表面疏松现象。另外，无机类养护剂因其渗透反应的特点，就其是否为薄膜类养护剂尚存在争议，美国ASTMC309中也明确指出硅酸盐类养护剂不适用于薄膜类养护剂标准；有机类养护剂靠其成膜组分粘附在混凝土表层上形成致密隔水薄膜来实现养护，因成膜效果好，其保水率较无机类产品大幅提高，是目前最受欢迎的养护产品，但大多存在配制工艺复杂、成本高、喷洒时间控制严格、且大多含有毒易挥发有机组分等问题。另外，有机膜层性能上也存在许多有待提高的缺陷，如遇水膜层易溶胀，耐磨性差，表层抗裂性不够等。

广西大学罗必圣等人研制的“水玻璃基混凝土养护与增强剂的制备方法”(专利申请号：201210174740.8)，其3d、7d混凝土抗压强度明显提高，28d、90d强度与标准养护下的试样相当，混凝土表层的耐磨性得到提高，但3d有效保水率仅为20％～35％；潘卫等人研制的“一种水泥混凝土养护剂”(专利号：CN1059896)，以水玻璃为基体，利用氯化镁的吸湿性作无机吸水剂补充混凝土表面散失的水分，但溶液带入的氯离子会加速钢筋的锈蚀；辽宁省建筑科学研究院赵海南等人研制的“改性乳化石蜡混凝土养护剂”(专利号：CN101298373)，利用石蜡的憎水和封闭能力和聚合物乳液配制养护剂，提高了石蜡乳液的成膜能力、与混凝土表面的粘接和吸附能力，有效保水率达到90％以上，但合成工艺复杂，原料成本高，另外喷洒时需严格控制在表面刚停止泌水时进行，过早或过迟都影响养护的效果，不利于施工。

目前，有机类养护剂多以苯丙乳液为主。上海三瑞化学有限公司傅乐峰等人研制的“水基液膜型混凝土养护剂”(专利号：CN1171831)和潍坊市大元实业有限公司季元升等人研制的“一种混凝土养护剂”(专利号：CN101219867)，均是通过苯丙乳液配制而成，利用有机溶剂挥发而形成高分子薄膜，由于苯丙高分子的疏水性差，其保水性能并不理想，而且膜层呈柔性且易磨损；江苏博特新材料有限公司李磊等人研制的“一种混凝土养护剂的制备方法”(专利申请号：201010532946.4)，虽通过引入超疏水基团有机氟不饱和单体提高了苯丙高分子疏水性，保水率可达到95％以上，但原料繁多、合成时间长、工艺复杂，成本也较高，在表层抗裂性方面也并未体现。四川华蓥建工集团有限公司匡全明等人研制的“多功能水泥混凝土减缩抗裂养护剂”(专利号：CN101565284)，利用减缩剂减缩机理和有机高分子养护剂成膜机理，将两类助剂混合，起到了较好的抗裂、减缩和增强的养护效果，但减缩剂价格高昂，其配制成本也高。

JC901-2002《水泥混凝土养护剂》中要求养护剂应具有较高的保水率、抗压强度比、膜层耐侯性，对于工程来说，更加关注的是养护效果，即养护至一定龄期的抗裂减缩性。因为喷涂养护剂后的试件，相比同条件下的养护，仅能提高混凝土抗压强度2～8MPa，容易因试块强度离散、操作不当和系统误差等原因造成养护效果被掩盖，而一定的抗裂性能或减缩性能是养护效果最直接的体现。养护剂的抗裂减缩性能与产品的保水性能、膜层与表层混凝土的亲合力及膜层的致密度和硬度密切相关。虽然混凝土的开裂机理和减缩机理不同，但如果膜层保水率较好，就能起到一定的降低收缩和防开裂作用，对强度发展无疑是有利的。因此，养护剂需要在抗裂减缩性能方面进行深入研究和提高，但具备这项性能的养护剂很少。