[发明专利]一种混凝土表面硬化剂及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土结构表面处理材料，用于混凝土表面的硬化和密实。

技术背景

混凝土是现代社会的基础，在日常生产和生活中几乎各个方面都直接或间接地接触到混凝土，它被广泛应用在各种土木建筑结构里，如各种建筑物、马路、桥梁、水坝和防洪堤、码头等，人类活动已经离不开混凝土的使用。混凝土由粗的颗粒状集料和水泥水化物组成。在进行混凝土施工时，水泥的成分与水发生非常复杂的化学反应，生成坚硬的水合物，把填充其中的集料胶结在一起，形成抗压强度很高的结构体。混凝土具有经济、耐久、耐火、高抗压性能等优点，被广泛应用在各种建筑结构中。但是由于水泥硬化的固有过程，混凝土具有无法避免的缺点：微观结构里含有大量相互贯通的毛细孔。为了获得较好的流动性和施工性能，在配料时加入比水泥水化实际需要量大得多的水，过量的水在混凝土硬化和干燥时逐渐蒸发析出，在原先占有的位置形成大量的毛细孔。加入的水越多，毛细管越多，孔隙率越大，混凝土的性能降低越厉害。环境中的酸性物质如二氧化碳、氮的氧化物、二氧化硫等和水通过毛细孔进入混凝土内部，令混凝土发生碱碳反应和碱硅反应，引起混凝土的体积膨胀，并腐蚀结构中的钢筋，进一步造成强度下降，严重影响到混凝土结构的安全性，缩短混凝土的使用寿命。在我国主要以强度在C20～C30的低强度混凝土为主，低设计强度的混凝土的抗渗透能力不强，使用性能和寿命更容易受到有害物质的腐蚀。以上原因造成混凝土地面极易产生灰尘、强度下降快、容易磨损、不美观，使用性能随时间急剧降低。我国每年用在混凝土防腐与钢结构防腐的费用达到几千亿元。

现今对混凝土的保护主要是涂刷溶剂型涂料。涂料在混凝土表面形成完整的保护膜，隔绝各种腐蚀性物质侵入，也阻止了混凝土内部的水气的释放。但是涂料不会改善混凝土强度。漆膜具有一定的使用年限，在超过使用年限时会老化脱落，基本失去保护功能，必须完全打磨去除旧油漆，重新涂装来保证防护的效果。平常涂层的局部损伤也会使保护作用大打折扣。局部修补不仅费用高，还影响到生产的正常进行。涂料通常含有大量挥发性有机溶剂和活性稀释剂，涂装后完全释放到大气中，对人体和环境存在极大的危害。随着人们对环保的要求日趋严格，溶剂将逐渐被禁止使用。一种能彻底保护混凝土的新技术显得非常迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土表面硬化剂及其施工方法，它硬化、密实混凝土表面，从混凝土的腐蚀机理上改善混凝土的性能，从而延长混凝土的使用寿命。该混凝土表面硬化剂是水性材料，不含有VOC，对环境友好，施工简便，可满足日趋严格的环保要求及个性化的应用需求。

本发明的主要技术方案如下：

混凝土表面硬化剂的重量百分比组成包含：无机硅酸盐10～40％，碱：1～10％，催化剂：0.1～5％，润湿分散剂：0.1～2％，稳定剂：1～5％，其它为水。

本发明混凝土表面硬化剂的主要成分是无机硅酸盐类，该材料含有大量的Si-OH键，它通过混凝土的毛细管渗透到混凝土的内部，在特定的催化剂的作用下，与混凝土中的活性金属离子及其它活性物质发生反应，生成交联结构的凝胶，使混凝土表面更加密实，使混凝土表面的硬度提高，耐磨性变好，提高了混凝土的机械强度。它能有效抑制水、油和其它的腐蚀性物质侵入的通道，并密实混凝土，从而得到一个无尘、致密的整体，大大提高了混凝土的表面硬度和强度，从而从根本上减缓或者阻止混凝土腐蚀，改善混凝土的使用性能，大大延长混凝土的使用寿命。

本发明混凝土表面硬化剂选用的无机硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂或上述物质任意比例的混合物，其模数为1～6，模数的选择影响产品在混凝土中的渗透速度和深度，从而影响产品对混凝土的增强效果。本发明可以单独使用无机硅酸盐作为功能性物质，也可以配合一定量的有机硅酸盐以增加材料的憎水效果。所选用的有机硅酸盐为甲基硅酸钠、甲基硅酸钾、乙基硅酸钠、乙基硅酸钾、硅酸乙酯或上述物质任意比例的混合物，其占配方总量的添加量按重量百分比计为0～5％。

本发明所选用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，用于调整体系的模数。

本发明所选用的催化剂为偏铝酸钠或偏铝酸钾，用于促进硅酸盐在混凝土中生成不溶于水的凝胶。