[发明专利]一种混凝土固化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种固化剂及其制备方法和应用，尤其是混凝土固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土由粗的颗粒状集料和水泥水化物组成，在进行混凝土施工的过程中，水泥成分与水发生非常复杂的化学反应，生成坚硬的水合物，把填充其中的集料胶结在一起，形成抗压强度很高的结构体，且具有经济、耐久、耐火、高抗压性能等优点。然而，由于水泥硬化的固有过程，混凝土具有无法避免的缺点，即微观结构里含有大量相互贯通的毛细孔，导致起灰起砂现象的出现，严重影响到企业形象、产品品质、设备使用寿命、员工身心健康和我们的空气环境。针对混凝土所存在的缺陷，现有技术普遍采用相应的混凝土密封固化剂来混凝土进行处理，即通过混凝土密封固化剂来填充混凝土内部所存在的毛细孔结构。

由于目前市面上的无机类混凝土固化剂主要由三类：第一类是以硅酸钠为主要成分的钠基盐类产品，通常是低于4模数的硅酸钠，可以优先提高混凝土强度和耐磨性，但耐久性差，易于泛碱影响后期地坪效果；第二类是以硅酸钾为主要成分的钾基盐产品，通常是用低于模数5的硅酸钾，其性能与钠基盐相比无明显提高；第三类是以硅酸锂为主要成分的锂基盐产品，但是价格昂贵。模数低的硅酸盐不会自固化，遇水会溶解，所以以低模数硅酸盐作为混凝土固化剂，不耐水浸泡。为了使低模数硅酸盐固化，有些施工人员将氟硅酸钠加入其中，但是氟硅酸钠对人体的伤害很大，在环保要求越来越高的今天，一般禁止使用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种混凝土固化剂。本发明的混凝土固化剂通过高模数硅酸钾、渗透剂、表面活性剂、表面改性剂、及水适当的匹配制得，固化剂中的硅酸根离子与混凝土中未反应的游离离子反应生成复合物，如硅酸钙水合物，填充于混凝土内部的毛细孔中，从而实现对混凝土结构物细孔的封堵，达到密封固化的效果，更大幅度地提高混凝土的强度和硬度，防止混凝土起砂。

本发明的第二目的是提供一种混凝土固化剂的制备方法。

本发明的第三目的是提供一种混凝土固化剂的使用方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种混凝土固化剂，按重量百分比计，由下述原料组成：

硅酸钾1％～30％、渗透剂0.01％～0.5％、憎水剂0.5％～1.5％、表面活性剂0.5％～1％、表面改性剂0.3％～1％、余量为水；

所述硅酸钾模数大于5。优选的，所述硅酸钾的模数为5～6.5。考虑到功能性和经济性等各方面的问题，本发明采用硅酸钾为原料，硅酸锂价格昂贵，硅酸钾价格中等，硅酸钠价格便宜，硅酸钠与硅酸钾在提高表面较粗糙、起砂较严重的混凝土地面的强度和耐磨性方面具有优势，但是硅酸钠的耐水性和耐擦洗性不如硅酸钾。模数是可溶性硅酸盐的重要指标，对粘结性有重要的影响，低模数的硅酸钾不会自固化，遇水会溶解。随着模数的增大，硅酸钾溶液的缩合程度增大，反应活性更高，吸收空气中CO₂后固化的速度更快，涂层的表面干燥时间减少。

所述渗透剂为聚氧化乙烯或者有机硅氧烷缩聚物。渗透剂用以促使混凝土密封固化剂向混凝土内部渗透。通过渗透剂，混凝土中的化学成分发生化学反应，在三维空间形成一个网络结构，使混凝土中的各成分固化成一个坚固实体，从而得到一个无尘、致密的整体，永久避免了混凝土灰尘从表面空隙析出。从而有效提高了混凝土的强度、密度与耐磨性。通过渗透剂的分散稳定作用，水性硬化剂中所含的活性离子如硅酸根离子与混凝土中未反应的游离的离子如钙离子反应生成硅酸钙水合物，使混凝土中游离态离子参与反应，大幅度地提高混凝土的强度和硬度。

所述憎水剂为辛基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷水乳液、甲基硅酸盐、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种，多种混合时为任意比。憎水剂具有良好的渗透结晶性，实现“反毛细管效应”，形成优异的憎水层，形成聚合物薄膜而产生封闭效应，从而改善混凝土防尘、拒水能力，有效抑制了水、油和其他腐蚀性物质的侵入。

所述表面活性剂为减水剂或者早强剂，其中，减水剂为木质素磺酸盐、萘磺酸盐或者磺化三聚氰胺甲醛树脂，早强剂为氯盐类、硫酸盐类或者有机胺类。表面活性剂可以通过其在混凝土的活性粉状材料颗粒表面的吸附，防止活性状粉末材料颗粒间的凝聚和结团，使活性粉状材料颗粒充分分散，从而活性能够充分发挥。

所述表面改性剂为聚醋酸乙烯乳液、丁苯乳液、丙苯乳液、丙稀酸乳液或聚二氯乙烯胶乳。表面改性剂能与混凝土发生水化硬化反应，且形成聚合物薄膜而产生封闭效应，从而改善混凝土的耐水渗透性，耐酸碱腐蚀性。