一种多功能型的混凝土固化剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土修复，尤其涉及一种多功能型的混凝土固化剂及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土固化剂是一种无机透明无色无味的液体材料，它通过自然渗透到混凝土表面与水泥发生化学反应，产生分子晶团封堵表面毛孔，使得混凝土表面形成一个致密的整体，从而提高混凝土表面的耐磨抗压和密封性。当前主要的混凝土固化剂主要以无机氟硅酸盐类为主(如氟硅酸锌和氟硅酸镁)，其原理是氟硅酸锌、氟硅酸镁能与混凝土中的氢氧化钙发生反应，使其生成水合硅酸钙。期间发生的主要化学反应如下：ca2++sio2++h+→c-s-h(水合硅酸钙)。这些水合硅酸钙能大幅度提升水泥地面的强度和硬度，同时还能填充水泥中的毛细孔，大大增加水泥地面的抗化学腐蚀能力，达到了密封防尘的作用。虽然氟硅酸盐类固化剂具有良好固化作用，但也存在一些缺点。

2、由于水泥硬化的固有过程中，混凝土微观结构中里含有大量相互贯通的毛细孔，导致固化剂组分难以深入渗透混凝土内部结构，这造成混凝土表面质量不良或密实度不够，使得混凝土难以长时间抵挡环境中腐蚀物质的侵蚀，导致起灰起砂现象的出现，当前解决的方法为添加有机渗透剂以改善固化剂组分的渗透性能，但是由于大多添加剂为高分子有机聚合物，氟硅酸盐类再此溶液环境下溶解度较低，使得固化剂溶液出现浑浊、难溶和固体聚集等现象，造成固化剂有效组分流失和性能劣化。

3、因此，本发明的目的是制备一种多功能型的混凝土固化剂，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种多功能型的混凝土固化剂及其制备方法，解决现有的无机混凝土固化剂，渗透深度较低底，固化机组分不能有效进入混凝土内部，使得混凝土的强度和耐磨性能较低，且抗水渗透性差，造成混凝土的使用寿命降低的问题。

2、本发明的方案是：

3、一种多功能型的混凝土固化剂，包括下列重量份的原料：

4、固化剂组分    20～35份；

5、功能组分      15～25份；

6、去离子水      40～60份；

7、所述功能组分包括助剂、表面活性剂与消泡剂，所述助剂包括湿润剂、分散剂、增稠剂、防水剂与泛碱抑制剂。

8、作为优选的技术方案，包括下列重量份的原料：

9、

10、作为优选的技术方案，所述的固化剂组分为氟硅酸镁、氟硅酸锌、硅酸钠与硅酸钾中的一种或多种组合。

11、作为优选的技术方案，所述润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷、异构十醇醚与聚丙二醇中的一种或多种组合。

12、作为优选的技术方案，所述消泡剂为乙二醇硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯与聚丙烯季戊四醇醚中的一种或多种组合。

13、作为优选的技术方案，所述分散剂为多聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钠与聚乙二醇中的一种或多种组合；所述聚乙二醇为聚乙二醇200或聚乙二醇400中的一种。

14、作为优选的技术方案，所述泛碱抑制剂为硫代双乙醇、硼氢化钠、氧化锌、亚硫酸钠与碳酰二胺中的一种或多种组合。

15、作为优选的技术方案，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯与聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种组合。

16、作为优选的技术方案，所述防水剂为正辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、甲基硅酸钠与甲基硅酸钾中的一种或多种组合。

17、作为优选的技术方案，所述表面活性剂为氟碳、硅氧烷、十二烷基磺酸钠与烷基酚聚氧乙烯醚的一种或多种组合。

18、多功能型的混凝土固化剂制备方法，包括下列步骤：

19、1)固化剂组分由通过下列步骤制成：

20、步骤a1：称取固化剂组分，在50～80℃下进行烘干，烘干物；

21、步骤a2：将烘干物加入搅拌釜中并加入去离子水，在转速为500～1000r/min的条件下搅拌1～1.5h，制得固化剂组分溶液；

22、2)功能组分使用步骤制成：

23、步骤b1：将润湿剂加入反应釜中，在转速为250～350r/min，温度为26℃的条件下进行搅拌，搅拌10～15min后依次加入防水剂、分散剂以及增稠剂以及泛碱抑制剂，之后加入去离子水，并在转速为350～500r/min的条件下进行搅拌，待混合均匀后制得助剂溶液。

24、步骤b2：将制得固化剂组分溶液与助剂溶液进行混合，在转速为800～100r/min的条件下进行搅拌并加入表面活性剂，并在40～60℃的条件下搅拌15～30min使溶液完全混合均匀，之后加入消泡剂搅拌1.5～2h，所得溶液进行过滤去除不溶物，最后便可得到多功能型混凝土固化剂。

25、所述固化剂组分溶液质量浓度为35～45％，其其主要混凝土固化作用，均能与混凝土中的氢氧化钙发生反应，使其生成水合硅酸钙，提高混凝土的强度和耐磨性能。

26、所述功能组分量浓度为35～45％，其中包含润湿剂、消泡剂、分散剂、份增稠剂、防水剂、份表面活性剂等功能助剂，其均可以有效改善固化剂性能，促进固化剂充分渗透到混凝土内部。

27、由于采用了上述技术方案一种多功能型的混凝土固化剂及其制备方法，包括下列重量份的原料：固化剂组分20～35份；功能组分15～25份；去离子水40～60份；所述功能组分包括助剂、表面活性剂与消泡剂，所述助剂包括湿润剂、分散剂、增稠剂、防水剂与泛碱抑制剂。

28、本发明的优点：

29、润湿剂可为聚醚改性聚硅氧烷、异构十醇醚、聚丙二醇中的一种或多种组合。润湿剂可促使固化剂组分向混凝土内部渗透，通过加入润湿剂溶于固化剂中，可降低溶剂水的表面张力或界面张力，使混凝土表面能被溶剂水所润湿并形成的液膜，从而促进固化剂向混凝土内渗透。

30、分散剂为多聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钠、聚乙二醇200/400中的一种或多种。其大多为同时具有亲油性和亲水性两种相反性质基团的界面活性剂，可均一分散难于溶解于液体的无机、有机固体及液体颗粒，加入分散剂可有效防止固化剂中的难溶颗粒的沉降和凝聚，促进二者的混合并形成稳定的悬浮液，保证混凝土固化剂的有效性能均一性。

31、增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。增稠剂可提高固化剂溶液的黏度，使固化剂保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，当固化剂组分进入混凝土内部时，可以形成较为牢固、粘合性好的固化剂凝胶，充分堵塞混凝土毛细微孔，使混凝土表层固化成一个无尘、致密的整体。

32、所述防水剂为正辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、甲基硅醇钠、甲基硅醇钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸钾中的一种或多种。防水剂能有效降低混凝土在静水压力下的透水性，并形成优异的疏水层，其产生的疏水薄膜可产生封闭效应，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对混凝土的侵入损害。

33、所述表面活性剂为氟碳、硅氧烷、十二烷基磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。表面活性剂具有润湿或抗粘、乳化或、增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用。固化剂中所添加助剂大多为聚合有机溶剂其在水中溶解性能较差，通过加入表面活性剂可以降低水油表面张力，起到中间桥架作用，促进功能助剂充分溶解于固化剂体系中，保证有效成分的长时间稳定。

34、所述消泡剂为乙二醇硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯/乙烯甘油醚、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯、聚丙烯季戊四醇醚中的一种或多种。消泡剂能降低溶液与悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成。在搅拌过程过程中会形成大量泡沫，聚合物乳液中的泡沫属于不稳定体系，消泡剂的引入可降低了泡沫局部的表面张力，提高了各助剂的分散性和乳液的稳定性，促进了表面活性剂的稳定性，并且可以加速混凝土表面气泡的排出，优化混凝土表观性能。

35、所述泛碱抑制剂为硫代双乙醇，硼氢化钠，氧化锌，亚硫酸钠，碳酰二胺中的一种或多种。混凝土的主要成分是硅酸钙，它属于弱酸强碱盐，与水会发生水化反应呈现碱性，易造成混凝土出现泛白、起皮、脱落以及墙身侵蚀等问题。通过添加泛碱抑制剂可抑制混凝土中游离钙、硅酸、氢氧根的产生降低混凝土的碱性，并防止混凝土返碱变色。

36、本发明的固化剂相较于单一无机固化剂，通过添加不同成分的功能组分，可以有效实现长期增强混凝土硬度和耐磨度，防止了混凝土返碱变色的问题；同时通过添加各类分散渗透剂也解决了固化剂中使用氟硅酸镁在水中微溶的问题，本发明所制备的固化剂成本低、稳定性好，具有性价比高、高强度、高耐磨的优势。

37、本发明在保证固化剂组分在高分子助剂中充分溶解的同时，也兼具优秀的混凝土微观结构的渗透性。