一種改善混凝土滲透性的表面處理方法
【專利摘要】一種改善混凝土滲透性的表面處理方法，包括以下步驟：（1）采用質(zhì)量濃度為0.5%-6.0%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；（2）調(diào)配模數(shù)為0.5-4.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為1%-35%；（3）將處理后的試件放置10h-50h后，將水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔0.5h-3.5h涂刷一次，共2-6次，即成。本發(fā)明簡單易行，處理成本低，適用性強，可廣泛應用于各種混凝土的表面處理，改善混凝土的滲透性，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性并延長其使用壽命，為混凝土材料和工程的質(zhì)量提供保障。
【專利說明】一種改善混凝土滲透性的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改善混凝土滲透性的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土滲透性是指氣體、液體或離子，在壓力梯度、電勢或化學勢作用下進入或穿透混凝土的難易程度。混凝土滲透性的好壞很大程度上決定了其耐久性的優(yōu)劣。混凝土的碳化、堿骨料反應、氯離子滲透、硫酸鹽腐蝕和酸腐蝕等都與其滲透性密切相關(guān)。
[0003]提高混凝土抗?jié)B透性的方法主要有陰極保護、摻加抑制劑和進行表面處理。陰極保護的方法犧牲了比鐵活性更高的單質(zhì)，如鋅等。摻加抑制劑的缺點在于一旦發(fā)現(xiàn)抑制劑失效或造成某些不利因素，其不利影響則無法消除。最有效的方法就是對混凝土表層進行表面處理，如涂刷一層防水物質(zhì)等，以抑制水、空氣和有害離子等介質(zhì)侵入，達到提高鋼筋混凝土耐久性的目的。
[0004]目前，表面處理工藝應用較多且較好的方法是，先在混凝土表面刷一層底漆，再涂表面涂層。表面處理劑主要分為有機類和無機類兩種。有機類處理劑主要有環(huán)氧樹脂類涂料、硅烷/硅氧烷類密封劑、聚亞安酯和丙烯酸樹脂涂料等。許多學者對有機類處理劑進行了大量的研究，因其本身具有很強的憎水性，此類處理劑能有效地提高混凝土抗?jié)B透能力和耐久性，但是它存在耐高溫性能較差的缺點。此外，有機處理劑與基體之間不會發(fā)生化學反應，其使用壽命的長短很大程度上取決于處理劑與基體間的粘結(jié)力。因此，無機類處理材料逐漸成為研究的重點，它主要包括氟硅酸鈉、氟硅酸鎂、硅酸鈉和硅酸鈣等。此類處理劑利用混凝土可滲透的特點，當滲入到基體一定深度后固化。另外，它可與混凝土組分發(fā)生化學作用生成膠狀物質(zhì)堵塞孔隙，有效的阻止外界環(huán)境中腐蝕介質(zhì)進入混凝土中，從而提高混凝土的耐久性并延長其使用壽命。在當前國內(nèi)和市場應用領(lǐng)域內(nèi)，采用水玻璃處理混凝土表面的方法已有報導，但是水玻璃處理后的改善作用持續(xù)時間較長，此外，由于水玻璃本身原因及設計、施工不良等原因易造成混凝土結(jié)構(gòu)密實性差、耐蝕性低等缺陷。而氟硅酸鈉有毒，會污染環(huán)境，很少單獨大量地應用于水下混凝土工程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決技術(shù)問題是提供一種能有效改善混凝土滲透性的表面處理方法。本發(fā)明簡單易行，處理成本低，適用性強，可廣泛應用于各種混凝土的表面處理，改善混凝土的滲透性，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性并延長其使用壽命，為混凝土材料和工程的質(zhì)量提供保障。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種改善混凝土滲透性的表面處理方法，包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為0.5%-6.0% (優(yōu)選1.0%-4.0%)的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為0.5-4.0 (優(yōu)選1.0-3.5)的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為1%_35% (優(yōu)選2%-20%，更優(yōu)選4%-10%)；
(3)將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置10h-50h (優(yōu)選20h-30h)后，將步驟(2)所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔0.5h-3.5h (優(yōu)選lh-3h)涂刷一次，共2-6次(優(yōu)選3-5次)，即成。
[0007]進一步，步驟(I)中，所述氟硅酸鈉溶液采用純度≥80wt%的氟硅酸鈉配制。
[0008]本發(fā)明首次采用無機類處理劑復合處理混凝土表層，首先采用氟硅酸鈉溶液對混凝土表面進行預處理，再用水玻璃溶液處理。此種處理所用的氟硅酸鈉和水玻璃可以有效滲透入混凝土內(nèi)部，并與水泥組分氫氧化鈣發(fā)生反應生成水化硅酸鈣凝膠。同時，部分氟硅酸鈉促進剩余水玻璃的固化和硬化，這些反應產(chǎn)物填充混凝土孔隙，改善混凝土的滲透性。
[0009]化學反應式如下:
部分氟硅酸鈉與水泥水化反應產(chǎn)物氫氧化鈣反應:
HiNa2SiF6 +(3m+1) Ca(OH)2+ (n-2m_l) H2O — 3mCaF2+Ca0 ? mSi02 ? nH20+2mNa0H ;
部分水玻璃與水泥水化反應產(chǎn)物氫氧化鈣反應:
HiNa2O ? nSi02+Ca (OH) 2+ (n+m-1) H2O — CaO ? nSi02 ? nH20+ 2mNa0H ；
剩余氟硅酸鈉使得余下的水玻璃硬化:
2 [Na2O ? nSi02]+Na2SiF6+mH20 — 6NaF+(2n+l) SiO2 ? mH20 ；
2NaF+Ca (OH)2 — CaF2+2Na0H。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)施工操作簡便，表面處理劑能快速滲透至混凝土內(nèi)部，與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生化學反應；同時，部分氟硅酸鈉促進剩余水玻璃的固化和硬化，這些反應產(chǎn)物填充混凝土孔隙，改善混凝土的滲透性；
(2)采用的處理劑滲透深度可達5mm，能有效提高混凝土的密實度，使混凝土內(nèi)部大孔孔隙率降低30%左右，毛細孔孔隙率降低65%以上；
(3)處理的混凝土試塊具有良好的抗?jié)B透性，56d后，氣體滲透性降低65%以上，水滲透性降低58%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為實施例1、2和3處理后的混凝土試樣和空白樣中不同深度氫氧化鈣含量圖；
圖2為實施例4、5和6處理后的混凝土試樣和空白樣中不同深度氫氧化鈣含量圖?！揪唧w實施方式】
[0012]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]比較例I
改善混凝土滲透性的表面處理方法，包括以下步驟:
(1)調(diào)配模數(shù)為2.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(2)將步驟(I)所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土對比樣I。
[0014]比較例2改善混凝土滲透性的表面處理方法，包括以下步驟:
(1)調(diào)配模數(shù)為3.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(2)將步驟(I)所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土對比樣I。
[0015]實施例1
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為1%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為2.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理 后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊I。
[0016]實施例2
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為2%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為2.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊2。
[0017]實施例3
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為3%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為2.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊3。
[0018]實施例4
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為1%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為3.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊4。
[0019]實施例5
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為2%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為3.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊5。
[0020]實施例6
本實施例包括以下步驟:
(1)采用質(zhì)量濃度為3%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理；
(2)調(diào)配模數(shù)為3.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為6.6% ；
(3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置24h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔2h涂刷一次，共4次，得到處理后的混凝土試塊6。
[0021]上述實施例中的混凝土性能如下:
(I)表面處理后的混凝土氣體滲透性
將實施例1-6應用于尺寸為300X230X75mm3的混凝土試塊，測試其氣體滲透性。按本發(fā)明中的方法處理試塊所有外表面后，放置24h，采用沖擊鉆在試塊上鉆取三個直徑為6mm,深度為40mm的孔。然后米用Autoclam實驗儀固定測試試塊，測取14d、28d和56d齡期的氣體滲透指數(shù)。它的評價標準為:當氣體滲透指數(shù)< 0.10時，為A級(很好)，介于
0.10-0.50時，為B級(好)，介于0.50-0.90時，為C級(差)，> 0.9時，為D級(很差)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善混凝土滲透性的表面處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)采用質(zhì)量濃度為0.5%-6.0%的氟硅酸鈉溶液，用毛刷涂刷混凝土表面進行試件預處理； (2)調(diào)配模數(shù)為0.5-4.0的水玻璃，然后加入水稀釋，控制水玻璃的質(zhì)量濃度為1%-35% ； (3 )將經(jīng)步驟(I)處理后的試件放置10h-50h后，將步驟(2 )所得水玻璃溶液用毛刷涂刷混凝土表面，每隔0.5h-3.5h涂刷一次,共2-6次，即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善混凝土滲透性的表面處理方法，其特征在于:步驟(I)中，所述氟硅酸鈉溶液采用純度> 80wt%的氟硅酸鈉配制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善混凝土滲透性的表面處理方法，其特征在于:步驟(1)中，所述氟硅酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為1.0%-4.0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善混凝土滲透性的表面處理方法，其特征在于:步驟(2)中，水玻璃的模數(shù)為1.0 -3.5，水玻璃的質(zhì)量濃度為2%-20%。
【文檔編號】C04B41/50GK103449842SQ201310399249
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】史才軍, 賈路風, 吳澤媚, 王德輝 申請人:湖南大學