一种混凝土表面增强剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种混凝土表面增强剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，混凝土广泛用于公路、广场、车库、超市和厂房等领域的混凝土表面干燥成型后，表面会起砂、起尘，表面硬度低，同时会产生空隙甚至微裂缝。因此需要对混凝土的表面进行增强处理。

对混凝土进行表面处理是一种能有效改善混凝土耐久性及服役寿命的方法。其主要作用原理是：利用表面增强剂之间的物理化学反应，或表面增强剂与混凝土之间的物理化学反应，在混凝土表面形成填充物，封堵混凝土表面的微观缺陷与孔隙，使混凝土表面微观结构更加平整严实。但是高分子涂层与混凝土之间的附着力较差，易开裂，而且只能一直混凝土后期的碳化，对于本身表面强度较低的混凝土不能起到增强作用。无机表面增强剂如碳酸钠，可以与氢氧化钙反应生成碳酸钙，但是碳酸钙的晶型不够坚硬。硅酸盐型与混凝土中的残留物质可以生成硅酸钙，但是硅酸盐中大量的二氧化硅会在混凝土表面迅速水解成膜，阻止硅酸盐的进一步渗透。因此现有的无机表面增强剂的使用效果并不是很理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混凝土表面增强剂及其制备方法和应用，所述混凝土表面增强剂可以大幅提高混凝土的力学性能和耐久性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种混凝土表面增强剂，按照质量百分比计，包括以下组分：硅溶胶10～12％，硅酸盐20～30％，氟硅酸盐5～7％和余量的水。

优选的，包括以下组分：硅溶胶10.5～11.5％，硅酸盐23～26％，氟硅酸盐5.3～6.7％和余量的水。

优选的，所述硅溶胶的粒径为5～15nm。

优选的，所述硅酸盐为硅酸钠。

优选的，所述氟硅酸盐包括氟硅酸铵、氟硅酸钠和硅酸钠中的一种或几种。

本发明还提供了上述技术方案所述的混凝土表面增强剂的制备方法，包括以下步骤：

将硅溶胶、硅酸盐、氟硅酸盐和水混合，得到所述混凝土表面增强剂。

本发明还提供了上述技术方案所述的混凝土表面增强剂在增强混凝土中的应用。

优选的，包括以下步骤：将所述混凝土表面增强剂喷洒至混凝土表面，固化。

本发明提供了一种混凝土表面增强剂，按照质量百分比计，包括以下组分：硅溶胶10～12％，硅酸盐20～30％，氟硅酸盐5～7％和余量的水。本发明所述的混凝土表面增强剂具有极低的表面张力，能快速渗透至混凝土内部，与混凝土中水泥水化的副产物如氢氧化钙发生二次反应，生成大量的二氧化硅凝胶，这些凝胶能堵塞混凝土内部毛细微孔，从而增加混凝土表面的密实性，抗压强度、硬度和耐磨性，可用于新旧混凝土地面，不渗水、神佑、抗磨损、不起壳、使用时间越长越亮、免维护、使用寿命与建筑物同周期，混凝土表面增强剂能通过混凝土表面及内部的毛细孔完全渗透到混凝土中，与混凝土中的氢氧化钙、氯酸钙、硅酸钙发生化学反应，生成坚硬的钙矾石及结晶物，使混凝土及地面固化成一个坚硬密实的整体，从而使混凝土的抗压、扛着、耐磨性能大幅度提高，达到防尘、防水、坚硬、耐磨、光亮易清洁的使用功能。通过充分渗透，其有效成分能迅速地与混凝土中的游离钙发生化学反应，增加结构的致密性，使得混凝土表层形成一个坚如磐石的坚固实体，极大的提高了混凝土结构表层的强度和耐磨性，从而得到永久封闭、坚固、耐磨、不起尘、抗水和大多数化学品的侵蚀。由于本发明所述的混凝土表面增强剂能够永久的锁住孔隙，会使混凝土变得越来越硬，提高混凝土的耐久性减小空气中二氧化碳的侵蚀。

具体实施方式

本发明提供了一种混凝土表面增强剂，按照质量百分比计，包括以下组分：硅溶胶10～12％，硅酸盐20～30％，氟硅酸盐5～7％和余量的水。

在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。

按质量百分比计，本发明所述的混凝土表面增强剂包括10～12％的硅溶胶，优选为10.5～11.5％，更优选为10.8～11.0％。

在本发明中，所述硅溶胶5～15nm。

在本发明中，加入硅溶胶后能使得混凝土表层更加致密，可提高表面硬度，耐水性，硅溶胶与混凝土底材所析出的碱性化合物发生配位反应，生成配位化合物，能够增加涂膜性。

按质量百分比计，本发明所述的混凝土表面增强剂包括20～30％的硅酸盐，优选为23～26％，更优选为24～25％。

在本发明中，所述硅酸盐优选包括硅酸钠。

在本发明中，所述硅酸盐的作用是涂刷材料表面，提高其抗风化能力，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。

按质量百分比计，本发明所述的混凝土表面增强剂包括5～7％的氟硅酸盐，优选为5.5～6.5％，更优选为5.8～6.2％。

在本发明中，所述氟硅酸盐优选包括氟硅酸铵、氟硅酸钠和氟硅酸钠中的一种或几种；当所述氟硅酸盐为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。

在本发明中，所述氟硅酸盐的作用是加速硅酸钠的硬化。

本发明还提供了上述技术方案所述的混凝土表面增强剂的制备方法，包括以下步骤：

将硅溶胶、硅酸盐、氟硅酸盐和水混合，得到所述混凝土表面增强剂。

在本发明中，所述混合优选为将所述水调整pH值至氟硅酸盐的最大溶解区后，与氟硅酸盐混合，过滤出滤渣后，再与硅酸盐和硅溶胶混合。本发明对所述混合的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明还提供了上述技术方案所述的混凝土表面增强剂在增强混凝土中的应用。

在本发明中，所述应用包括以下步骤：将所述混凝土表面增强剂喷洒至混凝土表面，固化。

本发明对所述固化的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的条件进行即可。

下面结合实施例对本发明提供的混凝土表面增强剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1～10

实施例1～10所述的混凝土表面增强剂的组分配比如表1所示：

表1实施例1～10所述混凝土表面增强剂组分配比表

将实施例1～10所述的混凝土表面增强剂喷洒至C30级的混凝土墙板表面，进行固化养护后，按照JGJ-T23-2011的标准测试测试混凝土的表面强度，测试结果如表2所示：

表2混凝土墙板表面的强度和碳化深度

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以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。