本發(fā)明涉及一種固化劑及其制備方法和應(yīng)用，尤其是混凝土固化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

混凝土由粗的顆粒狀集料和水泥水化物組成，在進行混凝土施工的過程中，水泥成分與水發(fā)生非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成堅硬的水合物，把填充其中的集料膠結(jié)在一起，形成抗壓強度很高的結(jié)構(gòu)體，且具有經(jīng)濟、耐久、耐火、高抗壓性能等優(yōu)點。然而，由于水泥硬化的固有過程，混凝土具有無法避免的缺點，即微觀結(jié)構(gòu)里含有大量相互貫通的毛細孔，導(dǎo)致起灰起砂現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴重影響到企業(yè)形象、產(chǎn)品品質(zhì)、設(shè)備使用壽命、員工身心健康和我們的空氣環(huán)境。針對混凝土所存在的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)普遍采用相應(yīng)的混凝土密封固化劑來混凝土進行處理，即通過混凝土密封固化劑來填充混凝土內(nèi)部所存在的毛細孔結(jié)構(gòu)。

由于目前市面上的無機類混凝土固化劑主要由三類：第一類是以硅酸鈉為主要成分的鈉基鹽類產(chǎn)品，通常是低于4模數(shù)的硅酸鈉，可以優(yōu)先提高混凝土強度和耐磨性，但耐久性差，易于泛堿影響后期地坪效果；第二類是以硅酸鉀為主要成分的鉀基鹽產(chǎn)品，通常是用低于模數(shù)5的硅酸鉀，其性能與鈉基鹽相比無明顯提高；第三類是以硅酸鋰為主要成分的鋰基鹽產(chǎn)品，但是價格昂貴。模數(shù)低的硅酸鹽不會自固化，遇水會溶解，所以以低模數(shù)硅酸鹽作為混凝土固化劑，不耐水浸泡。為了使低模數(shù)硅酸鹽固化，有些施工人員將氟硅酸鈉加入其中，但是氟硅酸鈉對人體的傷害很大，在環(huán)保要求越來越高的今天，一般禁止使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混凝土固化劑。本發(fā)明的混凝土固化劑通過高模數(shù)硅酸鉀、滲透劑、表面活性劑、表面改性劑、及水適當?shù)钠ヅ渲频?，固化劑中的硅酸根離子與混凝土中未反應(yīng)的游離離子反應(yīng)生成復(fù)合物，如硅酸鈣水合物，填充于混凝土內(nèi)部的毛細孔中，從而實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細孔的封堵，達到密封固化的效果，更大幅度地提高混凝土的強度和硬度，防止混凝土起砂。

本發(fā)明的第二目的是提供一種混凝土固化劑的制備方法。

本發(fā)明的第三目的是提供一種混凝土固化劑的使用方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種混凝土固化劑，按重量百分比計，由下述原料組成：

硅酸鉀1％～30％、滲透劑0.01％～0.5％、憎水劑0.5％～1.5％、表面活性劑0.5％～1％、表面改性劑0.3％～1％、余量為水；

所述硅酸鉀模數(shù)大于5。優(yōu)選的，所述硅酸鉀的模數(shù)為5～6.5。考慮到功能性和經(jīng)濟性等各方面的問題，本發(fā)明采用硅酸鉀為原料，硅酸鋰價格昂貴，硅酸鉀價格中等，硅酸鈉價格便宜，硅酸鈉與硅酸鉀在提高表面較粗糙、起砂較嚴重的混凝土地面的強度和耐磨性方面具有優(yōu)勢，但是硅酸鈉的耐水性和耐擦洗性不如硅酸鉀。模數(shù)是可溶性硅酸鹽的重要指標，對粘結(jié)性有重要的影響，低模數(shù)的硅酸鉀不會自固化，遇水會溶解。隨著模數(shù)的增大，硅酸鉀溶液的縮合程度增大，反應(yīng)活性更高，吸收空氣中co2后固化的速度更快，涂層的表面干燥時間減少。

所述滲透劑為聚氧化乙烯或者有機硅氧烷縮聚物。滲透劑用以促使混凝土密封固化劑向混凝土內(nèi)部滲透。通過滲透劑，混凝土中的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在三維空間形成一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使混凝土中的各成分固化成一個堅固實體，從而得到一個無塵、致密的整體，永久避免了混凝土灰塵從表面空隙析出。從而有效提高了混凝土的強度、密度與耐磨性。通過滲透劑的分散穩(wěn)定作用，水性硬化劑中所含的活性離子如硅酸根離子與混凝土中未反應(yīng)的游離的離子如鈣離子反應(yīng)生成硅酸鈣水合物，使混凝土中游離態(tài)離子參與反應(yīng)，大幅度地提高混凝土的強度和硬度。

所述憎水劑為辛基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷水乳液、甲基硅酸鹽、聚二甲基硅氧烷中的一種或多種，多種混合時為任意比。憎水劑具有良好的滲透結(jié)晶性，實現(xiàn)“反毛細管效應(yīng)”，形成優(yōu)異的憎水層，形成聚合物薄膜而產(chǎn)生封閉效應(yīng)，從而改善混凝土防塵、拒水能力，有效抑制了水、油和其他腐蝕性物質(zhì)的侵入。

所述表面活性劑為減水劑或者早強劑，其中，減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽或者磺化三聚氰胺甲醛樹脂，早強劑為氯鹽類、硫酸鹽類或者有機胺類。表面活性劑可以通過其在混凝土的活性粉狀材料顆粒表面的吸附，防止活性狀粉末材料顆粒間的凝聚和結(jié)團，使活性粉狀材料顆粒充分分散，從而活性能夠充分發(fā)揮。

所述表面改性劑為聚醋酸乙烯乳液、丁苯乳液、丙苯乳液、丙稀酸乳液或聚二氯乙烯膠乳。表面改性劑能與混凝土發(fā)生水化硬化反應(yīng)，且形成聚合物薄膜而產(chǎn)生封閉效應(yīng)，從而改善混凝土的耐水滲透性，耐酸堿腐蝕性。

本發(fā)明還提供了上述混凝土固化劑的制備方法：將上述配方中的組份按照上述所占質(zhì)量百分比混合均勻，攪拌，即制得混凝土固化劑。

本發(fā)明還提供了上述混凝土固化劑的施工方法，步驟如下：

1)將混凝土地面用50目、300目砂磨機各拋光一次，地面清洗干凈；

2)將本發(fā)明的固化劑稀釋1～2倍刷涂混凝土地面；

3)混凝土地面變干后，分別用500目、1000目的拋光機拋光，即得硬度高、光澤度高的混凝土地面。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明的混凝土固化劑通過高模數(shù)硅酸鉀、滲透劑、表面活性劑、表面改性劑及水適當?shù)钠ヅ渲频茫捎诨炷羶?nèi)部在混凝土初凝后仍一直在進行著緩慢的ca-si-o3水合反應(yīng)，這種反應(yīng)在自然狀況下無法完全進行，總有大量游離的離子，如鈣離子、鎂離子。本發(fā)明的混凝土固化劑應(yīng)用于混凝土后，固化劑中所含的硅酸根離子與混凝土中未反應(yīng)的游離離子反應(yīng)生成復(fù)合物，如硅酸鈣水合物，使混凝土中的離子進一步參與反應(yīng)，硅酸鈣水合物填充于混凝土內(nèi)部的毛細孔中，從而實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)物細孔的封堵，達到密封固化的效果，更大幅度地提高混凝土的強度和硬度，防止混凝土起砂，延長混凝土的使用時間，并明顯改善地面的抗?jié)B耐污性。

2.本發(fā)明的混凝土固化劑采用高模數(shù)硅酸鉀，在空氣中，可以自固化，在4個小時后可達到5h硬度，自干后耐水，可以長期浸泡于水中。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例5應(yīng)用于混凝土地面的效果圖；

圖2為不同模數(shù)硅酸鉀溶液的tem圖，其中圖(a)為模數(shù)為4的硅酸鉀溶液，圖(b)為模數(shù)為5的硅酸鉀溶液，圖(c)為模數(shù)為6的硅酸鉀溶液。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

配方：模數(shù)為5的硅酸鉀1％、聚氧化乙烯0.01％、辛基三乙氧基硅烷0.5％、木質(zhì)素磺酸鹽表面活性劑0.5％、聚醋酸乙烯乳液0.3％、余量為水。

制備方法：將上述配方中的組份按照上述所占質(zhì)量百分比混合均勻，攪拌，即制得混凝土固化劑。

應(yīng)用：1)將混凝土地面用50目、300目砂磨機各拋光一次，地面清洗干凈；

2)將本發(fā)明的固化劑稀釋1～2倍刷涂混凝土地面；

3)混凝土地面變干后，分別用500目、1000目的拋光機拋光，即得硬度高、光澤度高的混凝土地面。

實施例2：

配方：模數(shù)為5.5的硅酸鉀30％、聚氧化乙烯0.5％、辛基三乙氧基硅烷0.5％、辛基三乙氧基硅烷水乳液1％、萘磺酸鹽1％、丁苯乳液1％、余量為水。

混凝土固化劑的制備方法和應(yīng)用方法同實施例1。

實施例3：

配方：模數(shù)為6硅酸鉀15％、有機硅氧烷縮聚物0.2％、辛基三乙氧基硅烷水乳液1％、磺化三聚氰胺甲醛樹脂0.8％、丙苯乳液0.6％、余量為水。

混凝土固化劑的制備方法和應(yīng)用方法同實施例1。

實施例4：

配方：模數(shù)為6.5的硅酸鉀13％、機硅氧烷縮聚物0.1％、甲基硅酸鹽0.8％、氯化鈣0.6％、丙稀酸乳液0.51％、余量為水。

混凝土固化劑的制備方法和應(yīng)用方法同實施例1。

實施例5：

配方：模數(shù)為6的硅酸鉀23％、滲聚氧化乙烯0.4％、甲基硅酸鹽0.5％、聚二甲基硅氧烷0.7％、三乙醇胺0.8％、聚二氯乙烯膠乳0.8％、余量為水。

混凝土固化劑的制備方法和應(yīng)用方法同實施例1。

表1為施用本發(fā)明實施例1-5固化劑的混凝土的性能參數(shù)

由表1和圖1可以看出，采用本發(fā)明的混凝土固化劑以后，混凝土地面的耐磨度、抗?jié)B耐污性、光澤度均有了大幅度提高。

本發(fā)明采用的是高模數(shù)硅酸鉀，由圖2可以看出，隨著硅酸鉀模數(shù)的提高，溶液中膠團粒子的分散程度減小，實現(xiàn)了由單個膠團粒子經(jīng)過si-o鍵的鍵合形成鏈狀甚至網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程。模數(shù)為4時，硅酸鉀溶液中的膠團粒子粒徑較小，分散情況良好，透明度較高；模數(shù)為5時，溶液中膠團粒子粒徑變大，膠團粒子之間通過si-o鍵的鍵合形成了鏈狀結(jié)構(gòu)，透明度低于模數(shù)為4的硅酸鉀；模數(shù)為6時，溶液中的膠團粒子si-o鍵相互間的鍵合程度進一步提高，并且從一維擴展到了二維方向，逐步形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分散程度進一步降低，透明度降低。模數(shù)較高的硅酸鉀溶液含有較多的活性-oh基，同時模數(shù)的提高有利于反應(yīng)速度的提高，降低了固化時間。另外，隨著模數(shù)的增大，固化劑涂膜對水的接觸角呈增大趨勢，達到疏水效果。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。