一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂及其应用

技术领域

本发明涉及属于交通工程建筑材料技术领域，具体涉及一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂及其应用。

背景技术

透水混凝土系采用水泥、水、透水砼增强剂(胶结材料)掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的，并具有一定空隙率的混合材料。将其制成混凝土路面、护坡及其制品时，能取得排水、抗滑、吸音、降噪、渗水效果，可改善地表生态循环，利于行车交通安全，保护生活环境，解决由于大规模现代化城市建设带来的负面影响。工程实践证明，透水性混凝土是一种新型多功能铺装材料。透水水泥混凝土是指空隙率为15-25％的混凝土，也称作无砂混凝土。随着人类对改善生态环境、保护家园越来越重视，透水水泥混凝土也正在获得越来越多的应用。透水水泥混凝土特别适合用于城市公园、居民小区、工业园区、体育场、学校、医院、停车场等等的地面和路面。

大空隙透水水泥混凝土材料的多孔结构在赋予其优良生态功能性(透水、水净化、降温等)的同时也带来了养护方面的缺陷。此类材料一般为骨架-空隙型混合料，内部为具有丰富的连通孔隙，造成其拌和、运输、成型和养护期间的水分散失严重。尤其是，工程上28天养护期间失水严重，影响大空隙材料力学强度的生产和发展，耐久性也随之变差，这极大地阻碍了其推广及应用。

目前，除了规范的标准养护方法外，喷涂各类外用养护剂也是提高透水水泥混凝土材料性能的主要养护途径。后者不仅能极大地缓解养护期间的水分散失，还能通过各种外加剂保持透水水泥混凝土材料的力学性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂及其应用，通过热致变色涂层膜提醒养护人员及时洒水养护，缓解大空隙水泥混凝土养护期间水泥水化反应放热过程中混凝土内部温度过高导致水分蒸发严重的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂，该养护喷剂包括以下重量份原材料：有机无机复合型乳液20-35份，成膜剂3-25份，热致变色材料3-5份，消泡剂0-2份，去离子水33-73份。

进一步地，所述的热致变色材料具有10-40℃的变色范围。

灵敏反应，我国大部分地区户外温度下大空隙水泥混凝土水化反应释放的热量，防止路面成型后水泥水化反应前期集中放热期、高温天气下混凝土水分蒸发过快以提醒及时洒水养护。

进一步地，所述的热致变色材料为深圳市幻彩变色科技公司提供的热发色型可逆感温变色微胶囊。

进一步地，所述的消泡剂为广州市斯涂源化工有限公司提供的BYK-1724消泡剂。

进一步地，所述的成膜剂为苏州捷谦宏建材有限公司的成膜剂。是一种新型水性高分子材料，当水分蒸发到一定程度，能迅速形成一层无色、不透水的薄膜。

进一步地，所述的有机无机复合型乳液由以下步骤制得：

(1)将SiO

(2)用酒精溶液稀释硅烷偶联剂后，在常温条件下水解8-12分钟，制得偶联剂溶液；

(3)将偶联剂溶液和无机基材均匀混合，得到有机无机复合型乳液。

进一步地，所述的SiO

进一步地，所述的酒精溶液质量浓度为65-75％，酒精溶液与硅烷偶联剂的质量比为100:(0.5-2)。

进一步地，所述的偶联剂溶液和无机基材的质量比为(8-12):1。

一种如上所述热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂的应用，该养护喷剂用于混凝土材料的养护。

与现有技术相比，本发明基于热致变色材料的温控范围及其成膜特性，通过一系列物化反应，增强了养护剂的成膜性能，提高其保水及热致变色性能。通过涂层膜的热致变色反应过程，提醒养护人员及时洒水养护，缓解大空隙水泥混凝土养护期间水泥水化反应放热过程中混凝土内部温度过高导致水分蒸发严重的问题，最终达到提高服役大空隙水泥混凝土的力学性能和耐久性能。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂，该养护喷剂包括以下重量份原材料：有机无机复合型乳液20-35份，成膜剂3-25份，热致变色材料3-5份，消泡剂0-2份，去离子水33-73份。

其中，热致变色材料具有10-40℃的变色范围，比如深圳市幻彩变色科技公司提供的热发色型可逆感温变色微胶囊。消泡剂为广州市斯涂源化工有限公司提供的BYK-1724消泡剂。成膜剂为苏州捷谦宏建材有限公司的成膜剂。是一种新型水性高分子材料，当水分蒸发到一定程度，能迅速形成一层无色、不透水的薄膜。有机无机复合型乳液由以下步骤制得：

(1)将SiO

(2)用酒精溶液稀释硅烷偶联剂后，在常温条件下水解8-12分钟，制得偶联剂溶液；酒精溶液质量浓度为65-75％，酒精溶液与硅烷偶联剂的质量比为100:(0.5-2)。

(3)将偶联剂溶液和无机基材均匀混合，得到有机无机复合型乳液。偶联剂溶液和无机基材的质量比为(8-12):1。

该养护喷剂用于混凝土材料的养护。大空隙水泥混凝体设计案例如下：

河北省冬奥会高速公路太子城服务区所应用的一种大空隙透水路面，其设计参数如下：碎石集料为2档：5-10mm，3-5mm；碎石级配为5-10：3-5＝75：25；水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥；水为自来水；增强剂为SEP-1或普通增强剂，具体配比如下表

大空隙透水水泥混凝土配合比

《混凝土物理力学性能试验方法标准》中试件养护的方法如下：1.试件成型抹面后，应立即用塑料薄膜覆盖表面，或采取其他保持试件表面湿度的方法。2.试件成型后应在温度为20±5℃、相对湿度大于50％的室内静置1-2d。3.试件拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95％以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔10-20mm，试件表面应保持潮湿，但不得用水直接冲淋试件。

实施例1

一种有机无机复合型乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)以重量份计，称取63份SiO

2)通过高温喷嘴雾化形成微细颗粒，冷却至1000℃后碾压成片状，继续冷却至室温，制成无机基材；

3)用100份70wt％的酒精溶液稀释1.5份硅烷偶联剂后，在常温条件下水解10分钟，制得偶联剂溶液；

4)将偶联剂溶液和无机基材以10:1的比例均匀混合。

一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂的制备方法，该方法包括以下步骤：该养护剂材料包括以下组分及重量份含量：有机无机复合型乳液30份，成膜剂20份，热致变色材料5份，消泡剂5份，去离子水43份；搅拌均匀，搅拌时间不少于3分钟。上述配方中，热致变色材料具有10-40℃的变色范围。

一种热致变色大空隙水泥混凝体养护喷剂的使用方法，该方法如下：直接使用并喷洒，每公斤养护10-15m

本发明喷涂养护方式下该大空隙混凝土材料(钻心取样)的28天龄期抗压强度高达35MPa，抗折强度高达3.2MPa。养护初始24时内，局部(大斑点状；散布)确实出现明显变色现象(局部水泥水化反应剧烈，放热过量，材料热致反应所致)。

对比例1

工程现场一般采用洒水养护的方式，具体要求如下：大空隙透水混凝土在浇注后1天开始洒水养护，高温时在8小时后开始养护，但淋水时不宜用压力水直接冲淋混凝土表面，应直接从上往下淋水。大空隙透水混凝土湿养时间不少于7天。养护时间应根据施工温度而定，一般养护为14-21天，高温时不少于14天，低温时不少于21天，5℃以下施工，养护不少于28天。

普通养护方式下该大空隙混凝土材料(钻心取样)的28天龄期抗压强度仅为26MPa，抗折强度高达2.5MPa。

通过两种养护方式下力学强度值的差异，发现及时降温并补充水分是大空隙水泥混凝土养护期间一个重要环节。养护期间初始水泥水化反应放热过于剧烈或高温环境下，混凝土内部温度过高水分蒸发严重，会导致部分水泥水化反应不彻底的问题，本发明专利是通过热致变色，提醒施工人员及时补水养护或局部补水，解决该类问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。