本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种双组份混凝土表面改性材料及其制备与使用方法。
背景技术：
水性渗透型无机防水剂(包括DPS)是以碱金属硅酸盐溶液为基料，加入催化剂、助剂，经混合反应而成，具有渗透性、可封闭水泥砂浆与混凝土毛细孔道和裂纹功能的防水剂。其主要技术原理是主成分硅酸盐渗透到水泥砂浆或混凝土的毛细孔道中，与水泥水化过程中产生的Ca(OH)2反应，生成不溶于水的水化硅酸钙凝胶体(C-S-H)，从而堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，增加密实度，形成与混凝土融为一体的永久性密封防水层，提高了水泥混凝土耐久性。
早些年这类产品主要以进口产品为主，比如美国永凝液，该产品技术先进，但进口产品税率高，运输不方便，且核心配方一直被国外保密封锁。近年来我国广大科技工作者对核心成分进行替代研究，形成了自己特色的技术，取得了一定的成果。然而在实际的使用过程中经常会发现这类材料的防水效果不稳定，对有的混凝土抗渗性提高效果很明显，而对有些混凝土抗渗性基本没有提高效果，这是由于该反应特别依赖于生成物的多少以及填充孔隙的程度。一方面，对于水灰比较大(强度等级低)的混凝土基面或者砂浆基面，孔隙率较大，连通孔隙较多，此时仅靠硅酸盐与混凝土(砂浆)中仅有的钙离子反应，则生成物不足以填充这些孔隙从而起到较好的改性效果，这也是现有产品(如永凝液)在施工方法中要说明不建议用在砂浆基面上的原因。另一方面，由于混凝土表层会逐渐碳化，表层的钙会逐渐减少，此时使用改性材料的效果会大打折扣。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是对于水灰比较大、强度等级低的混凝土基面或者砂浆基面，孔隙率较大，连通孔隙较多，此时仅靠硅酸盐与混凝土或者砂浆中仅有的钙离子反应，生成物不足以填充这些孔隙的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种双组份混凝土表面改性材料，包括：A组分和B组分，按重量百分比计算，所述A组分包括硅酸盐溶液30-60％、A表面活性剂0.05-0.15％、A渗透剂0.5-1.5％，A去离子水38.35-69.45％，所述B组分包括钙溶液20-50％，B表面活性剂0.01-0.05％，B渗透剂0.3-1.0％，B去离子水48.95-79.69％。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料中，所述硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或者两种或者三种混合物组成的水溶液。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料中，所述硅酸盐溶液为模数3.0以上、20℃时浓度为37～42波美度的水溶液。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料中，所述A表面活性剂和B表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料中，所述A渗透剂和B渗透剂为纯度大于等于99％的丙三醇。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料中，所述钙溶液为浓度35％的亚硝酸钙溶液。
一种双组份混凝土表面改性材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制作A组分，打开反应釜，向反应釜内依次加入去离子水、A表面活性剂和A渗透剂，搅拌均匀后再加入硅酸盐溶液，再次搅拌均匀，得到A混合溶液；
步骤二，对所述步骤一中得到的A混合溶液进行过滤处理，去除A混合溶液中的杂质，得到A组分清液；
步骤三，制作B组分，打开另一反应釜，先加入B去离子水，再一次加入B表面活性剂和B渗透剂，搅拌均匀后再加入钙溶液，再次搅拌均匀，得到B混合溶液；
步骤四，对所述步骤三中得到的B混合溶液进行过滤处理，去除B混合溶液中的杂质，得到B组分清液。
一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法，包括如下步骤：
步骤Ⅰ，在混凝土或者砂浆表面涂覆或者喷洒A组分清液；
步骤Ⅱ，待所述步骤Ⅰ中的A组分清液干燥后，再涂覆或者喷洒B组分清液；
步骤Ⅲ，待完全干燥后，在温润环境中养护几日即可。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法中，在所述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中的A组分清液和B组分清液的涂覆工序需要至少均匀涂覆或者喷洒1-2遍，总用量分别为200-450ml/m2，所述A组分清液和B组分清液之间的喷涂需要间隔至少24h，所述步骤Ⅲ中在温润环境中养护3日即可。
优选的，在上述的一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法中，在所述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中的A组分清液和B组分清液的涂覆工序需要均匀涂覆或者喷洒3遍，总用量分别为350-400ml/m2，所述A组分清液和B组分清液之间的喷涂需要间隔2天，所述步骤Ⅲ中在温润环境中养护3日即可。
本发明的有益效果是：
A组分作为反应剂，B组分作为补助剂，亚硝酸钙离子以水溶液形态进入混凝土，遇到钢筋，与铁离子反应再度生成钝化膜，保护钢筋，防止钢筋锈蚀。而其它类型的钙溶液如氯化钙、硝酸钙等，则没有抑制钢筋锈蚀的作用，相反氯离子还能促进钢筋的锈蚀，因此补助剂B必须使用亚硝酸钙溶液，在亚硝酸钙溶液的选定过程中，查阅了大量的资料，学习了大量的化学原理知识，做了大量的实验，付出了大量的创造性劳动。A组分和B组分采用1:1的重量比，具有长效防水、耐老化、抗渗性好、抗开裂、渗透力强等性能；且制作简便，施工方便。更重要的是，在B组分中加入了钙溶液，解决了混凝土或砂浆中的钙离子少的问题，对孔隙率较大或表层碳化严重的混凝土或砂浆，则能生成更多的硅酸钙结晶物来填充这些孔隙从而起到最好的改性效果。
在使用本发明的双组份混凝土表面改性材料进行混凝土或者沙浆表面施工时，必须先喷涂A组分清液再喷涂B组分清液，这是由于如果先喷涂主要成分为钙溶液的B组分清液，之后喷涂以硅酸盐为主要成分的A组分清液，那么事先在毛细孔隙中附着的钙盐会使浸入混凝土表层内部的硅酸盐的水溶液变粘或使其凝胶化，那么硅酸盐的水溶液就难以到达混凝土深处。并且，钙盐自身不会直接与混凝土强力粘结，而硅酸盐溶液自身能与混凝土有强力粘结，因此必须先使用A再使用B，顺序非常重要。
本发明在硅酸盐或钙溶液中加入表面活性剂、渗透剂和去离子水，降低了硅酸盐溶液和钙溶液的表面张力，涂覆更加容易，更加均匀，实施效果更好。
附图说明
图1是本发明的一种双组份混凝土表面改性材料的制备方法的流程图；
图2是本发明的一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种双组份混凝土表面改性材料，包括：A组分和B组分，按重量百分比计算，所述A组分包括硅酸盐溶液30-60％、A表面活性剂0.05-0.15％、A渗透剂0.5-1.5％，A去离子水38.35-69.45％，所述B组分包括钙溶液20-50％，B表面活性剂0.01-0.05％，B渗透剂0.3-1.0％，B去离子水48.95-79.69％。
A组分作为反应剂，B组分作为助剂，亚硝酸钙离子以水溶液形态进入混凝土，遇到钢筋，与铁离子反应再度生成钝化膜，保护钢筋，防止钢筋锈蚀。而其它类型的钙溶液如氯化钙、硝酸钙等，则没有抑制钢筋锈蚀的作用，相反氯离子还能促进钢筋的锈蚀，因此补助剂B必须使用亚硝酸钙溶液，在亚硝酸钙溶液的选定过程中，查阅了大量的资料，学习了大量的化学原理知识，做了大量的实验，付出了大量的创造性劳动。A组分和B组分采用1:1的重量比，具有长效防水、耐老化、抗渗性好、抗开裂、渗透力强等性能；且制作简便，施工方便。更重要的是，对孔隙率较大或表层碳化严重的混凝土或砂浆，则能生成更多的结晶物来填充这些孔隙从而起到最好的改性效果。
进一步地，所述硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或者两种或者三种混合物组成的水溶液。
进一步地，所述硅酸盐溶液为模数3.0以上、20℃时浓度为37～42波美度的水溶液。
进一步地，所述A表面活性剂和B表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，所述络A渗透剂和B渗透剂为纯度大于等于99％的丙三醇。
进一步地，所述钙溶液为浓度35％的亚硝酸钙溶液。
图1是本发明的一种双组份混凝土表面改性材料的制备方法的流程图；
如图1所示，一种双组份混凝土表面改性材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制作A组分，打开反应釜，向反应釜内依次加入去离子水、A表面活性剂和A渗透剂，搅拌均匀后再加入硅酸盐溶液，再次搅拌均匀，得到A混合溶液；
步骤二，对所述步骤一中得到的A混合溶液进行过滤处理，去除A混合溶液中的杂质，得到A组分清液；
步骤三，制作B组分，打开另一反应釜，先加入B去离子水，再一次加入B表面活性剂和B渗透剂，搅拌均匀后再加入钙溶液，再次搅拌均匀，得到B混合溶液；
步骤四，对所述步骤三中得到的B混合溶液进行过滤处理，去除B混合溶液中的杂质，得到B组分清液。
图2是本发明的一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法的流程图；
如图2所示，一种双组份混凝土表面改性材料的使用方法，包括如下步骤：
步骤Ⅰ，在混凝土或者砂浆表面涂覆或者喷洒A组分清液；
步骤Ⅱ，待所述步骤Ⅰ中的A组分清液干燥后，再涂覆或者喷洒B组分清液；
步骤Ⅲ，待完全干燥后，在温润环境中养护几日即可。
在使用本发明的双组份混凝土表面改性材料进行混凝土或者沙浆表面施工时，必须先喷涂A组分清液再喷涂B组分清液，这是由于如果先喷涂主要成分为钙溶液的B组分清液，之后喷涂以硅酸盐为主要成分的A组分清液，那么事先在毛细孔隙中附着的钙盐会使浸入混凝土表层内部的硅酸盐的水溶液变粘或使其凝胶化，那么硅酸盐的水溶液就难以到达混凝土深处。并且，钙盐自身不会直接与混凝土强力粘结，而硅酸盐溶液自身能与混凝土有强力粘结，因此必须先使用A再使用B，顺序非常重要。
进一步地，在所述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中的A组分清液和B组分清液的涂覆工序需要至少均匀涂覆或者喷洒1-2遍，总用量分别为200-450ml/m2，所述A组分清液和B组分清液之间的喷涂需要间隔至少24h，所述步骤Ⅲ中在温润环境中养护3日即可。
进一步地，在所述步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中的A组分清液和B组分清液的涂覆工序需要均匀涂覆或者喷洒3遍，总用量分别为350-400ml/m2，所述A组分清液和B组分清液之间的喷涂需要间隔2天，所述步骤Ⅲ中在温润环境中养护3日即可。
下面结合具体实施例对本发明进行具体的阐述：
(1)实施例1：(A组分：硅酸钠溶液40％、十二烷基苯磺酸钠0.1％、丙三醇1％，去离子水58.9％；B组分：亚硝酸钙溶液30％，十二烷基苯磺酸钠0.03％，丙三醇0.5％，去离子水69.47％)
制备A组分：按重量计量，向反应釜内依次加入58.9kg去离子水，再次加入十二烷基苯磺酸钠0.1kg、丙三醇1kg，搅拌均匀后再加入硅酸钠溶液40kg，再次搅拌均匀，得到A混合溶液，对A混合溶液进行过滤处理，去除A混合溶液中的杂质，得到A组分清液约100kg。
制备B组分：按重量计量，向反应釜内依次加入69.47kg去离子水，再次加入十二烷基苯磺酸钠0.03kg、丙三醇0.5kg，搅拌均匀后再加入亚硝酸钙溶液30kg，再次搅拌均匀，得到B混合溶液，对B混合溶液进行过滤处理，去除B混合溶液中的杂质，得到B组分清液约100kg。
然后，在混凝土或者砂浆表面涂覆或者喷洒A组分清液至少1-2遍，用量为250ml/m2，待A组分清液干燥后，间隔至少24h后，再涂覆或者喷洒B组分清液；待完全干燥后，在温润环境中养护几日，一般为3日即可。
(2)实施例2：(A组分：硅酸钠溶液50％、十二烷基苯磺酸钠0.12％、丙三醇1.3％，去离子水48.58％；B组分：亚硝酸钙溶液40％，十二烷基苯磺酸钠0.04％，丙三醇0.8％，去离子水59.16％)
制备A组分：按重量计量，向反应釜内依次加入48.58kg去离子水，再次加入十二烷基苯磺酸钠0.12kg、丙三醇1.3kg，搅拌均匀后再加入硅酸钠溶液50kg，再次搅拌均匀，得到A混合溶液，对A混合溶液进行过滤处理，去除A混合溶液中的杂质，得到A组分清液约100kg。
制备B组分：按重量计量，向反应釜内依次加入59.16kg去离子水，再次加入十二烷基苯磺酸钠0.04kg、丙三醇0.8kg，搅拌均匀后再加入亚硝酸钙溶液40kg，再次搅拌均匀，得到B混合溶液，对B混合溶液进行过滤处理，去除B混合溶液中的杂质，得到B组分清液约100kg。
然后，在混凝土或者砂浆表面涂覆或者喷洒A组分清液至少1-2遍，用量为250ml/m2，待A组分清液干燥后，间隔至少24h后，再涂覆或者喷洒B组分清液；待完全干燥后，在温润环境中养护几日，一般为3日即可。
(3)对比例1：(A组分：硅酸钠溶液40％、去离子水60％；B组分：亚硝酸钙溶液30％，去离子水70％)
制备A组分与B组分采用的方法与实施例1完全一致，然后在混凝土或者砂浆表面涂覆或者喷洒A组分清液至少1-2遍，用量为250ml/m2，待A组分清液干燥后，间隔至少24h后，再涂覆或者喷洒B组分清液；待完全干燥后，在温润环境中养护几日，一般为3日即可。
(4)对比例2：为市场上的永凝液产品，只含有硅酸盐成分，不含有钙成分。
(5)对比例3：为硅酸钠溶液25％、亚硝酸钙溶液20％、去离子水55％的混合液。
参照DBJ01-54-2001《界面渗透型防水涂料质量检验评定标准》，该标准中的“抗透水压力比”所采用的基准砂浆的水灰比很大，基准组的渗透压力为0.3MPa，抗透水压力比指的是实验组的渗透压力与基准组的渗透压力的比值，当抗透水压力比越大时，防水效果越好，作为界面渗透型防水涂料使用时质量越好，因此以“抗透水压力比”作为实施例1和实施例2效果评判的标准，其检测结果由表1所示；
表1抗透水压力比检测
由表1可知，本发明实施例1和2制备的双组份混凝土表面改性材料，针对孔隙率较大的水泥混凝土，本发明的抗透水压力比明显高于对比例1、2，而对比例3由于混合后即发生复分解反应，产生了硅酸钙沉淀和亚硝酸钠，因此不能满足涂刷要求，无法作为界面渗透型防水涂料使用；综上所述，B组分作为补助剂使用的作用非常大，因此A组分和B组分复配才能满足涂刷要求，实施例1、2防水效果明显优于对比例1、2中现有技术的产品，作为界面渗透型防水涂料的质量最好，故在A组分和B组分内使用表面活性剂和渗透剂后具有明显涂刷优势。
在A组分中加入了表面活性剂，能够显著降低A溶液的表面张力和粒子尺寸，有利于A溶液更好地渗入到混凝土或砂浆内部。
A组分和B组分采用1:1的重量比，具有长效防水、耐老化、抗渗性好、抗开裂、渗透力强等性能；且制作简便，施工方便。更重要的是，对孔隙率较大或表层碳化严重的混凝土或砂浆，则能生成更多的结晶物来填充这些孔隙从而起到最好的改性效果。
A组分与B组分都是无机物，且成本较低，绿色环保。
A组分与B组分结合生成的凝胶体为水化硅酸钙，与水泥水化产物一致，因此胶体与混凝土同寿命。
本发明在硅酸盐或钙溶液中加入表面活性剂、渗透剂和去离子水，降低了硅酸盐溶液和钙溶液的表面张力，涂覆更加容易，更加均匀，实施效果更好。
A表面活性剂和B表面活性剂都具有固定的亲水亲油基团，一端为亲水基团，另一端为疏水基团，吸附在硅酸盐分子或者亚硝酸钙表面，产生定向排列，降低了溶液的表面张力，也使硅酸盐或者亚硝酸钙分子不易团聚，通过该原理降低了硅酸盐分子以及亚硝酸钙分子的粒径，更加有利于渗透到混凝土或砂浆内部的毛细孔隙。
A渗透剂的自身表面张力显著低于水溶液，因此A渗透剂能够降低硅酸盐溶液的表面张力，另外，A渗透剂能大大增加表面活性剂的溶解度，二者作用相辅相成。
对于B溶液，B渗透剂能大大增加亚硝酸钙的溶解度，提高了亚硝酸钙的溶解速度和均匀性，并且自身表面张力显著低于水溶液，因此B渗透剂能够降低钙溶液的表面张力，另外，B渗透剂能大大增加表面活性剂的溶解度，二者作用相辅相成。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。