[发明专利]一种混凝土密封固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种混凝土密封固化剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明解决现有混凝土密封固化剂易泛白及强度提升有限的技术问题。本发明以超高比表面积树突状纳米硅颗粒等为原料，通过一步混合法制得了混凝土密封固化剂。本发明的固化剂以超高比表面积树突状纳米硅颗粒为原料，能有效渗透到混凝土中，使其更易与游离的活性钙离子发生水化反应，形成硅酸钙水合物同时与混凝土内部的碳酸盐离子及析出的Ca(OH)subgt;2/subgt;发生取代反应，高孔隙体积的结构优势能够将除了活性纳米硅颗粒以外的组分储存在其中，使其更均匀和致密的渗透，形成致密坚固具有憎水效果的防护层，从而大幅提高混凝土的坚固、耐磨、泛碱等性能。

技术领域

本发明涉及一种混凝土密封固化剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

现代建筑对混凝土材料的要求越来越高，混凝土除需要具有一定的安全强度承受荷载外还应具有一定的耐久性，以此来适应环境和一些特殊建筑的需求。尤其是混凝土地面随着运行年限的增加，发生在其表面的老化病害问题日益突出，为了提高混凝土地面强度和结构耐久性，混凝土的表面防护和处理技术便显得尤为重要。

现有技术中以无机盐为代表的地面渗透固化技术，通过极佳的渗透性渗入混凝土缝隙中，与水泥的水化产物Ca(OH)₂反应生成MgF₂、CaF₂及C-S-H等永久凝胶，填充缝隙，能够有效提升混凝土的密实度、强度、硬度以及耐磨性等，成为地面材料尤其是耐磨地坪表面处理的优选技术手段。

在此原理的基础上，人们最先开发了第一代氟硅酸镁型混凝土密封固化剂，但得到的固化剂有毒，且时效性差；第二代硅酸钠和硅酸钾密封固化剂，因产生了金属盐残留物，残留的矿物盐在混凝土表面形成很硬难于去掉的白斑，且固化强度低；第三代硅酸锂密封固化剂，虽渗透性增强，但其不能有效彻底解决混凝土内部的碳酸盐离子及Ca(OH)₂的析出，效果提升不明显；第四代硅溶胶密封固化剂，虽能输送活性二氧化硅解决泛碱问题，但较低的比表面积使其反应活性位点较少，因此渗透性及强度均不高。

因此，基于现有混凝土密封固化剂易泛白及强度提升有限等问题，提供一种性能更优的混凝土密封固化剂及其制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有混凝土密封固化剂易泛白及强度提升有限的技术问题，提供一种混凝土密封固化剂及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种混凝土密封固化剂，该固化剂包括如下质量百分比的原料：纳米硅颗粒10～50％，憎水剂1～8％，络合剂0.2～1％，催化剂0.2～0.4％，表面活性剂0.03～0.05％，润湿剂0.02～0.1％，余量为去离子水，所述的纳米硅颗粒是纯度为99％以上，平均粒径为70～130nm，比表面积为400～600m²·g^-1的超高比表面积树突状纳米硅颗粒。

进一步地，固化剂包括如下质量百分比的原料：纳米硅颗粒20～40％，憎水剂2～6％，络合剂0.4～1％，催化剂0.2～0.4％，表面活性剂0.03～0.05％，润湿剂0.04～0.08％，余量为去离子水。

进一步地，超高比表面积树突状纳米硅颗粒的具体制备过程如下：首先，以硅烷为硅原料，以去离子水为溶剂，以胶束为模板，在胺类矿化剂的催化下，在室温至80℃条件下搅拌反应，制备得到半成品；然后，通过旋转蒸发的方法对纳米硅颗粒溶液进行浓缩，得到稳定的纳米硅颗粒分散液，干燥，获得超高比表面积树突状纳米硅颗粒。

更进一步地，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。

更进一步地，胶束包括但不限于为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基甲苯磺酸铵。