CN102617184B - 混凝土碳化抑制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土碳化抑制剂，该碳化抑制剂的主要成分为易成膜的水溶性高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)溶液和丙烯酸酯乳液，其质量百分含，量为：聚乙烯醇5-15％，消泡剂0.02-0.05％，丙烯酸酯1-4％，乳化剂0.5-3％，水80-93％。聚乙烯醇和丙烯酸酯复合膜具有良好的气体阻绝性、耐受性和抗老化性能，可以有效阻隔气体和水分进入混凝土内部，提高混凝土的抗碳化能力，同时能防止其他腐蚀性介质进入混凝土，从而提高混凝土的耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种混凝土表面碳化抑制剂的制备方法。
背景技术
混凝土碳化又叫混凝土碳酸化，属于混凝土“中性化”的一种。其主要原因是环境中的二氧化碳与混凝土体系的氢氧化钙反应，导致混凝土体系的pH下降所致。混凝土发生碳化会产生以下危害：
1、降低混凝土体系的pH，使硬化水泥石逐渐发生解体(C-S-H分解)，导致混凝土的力学性能下降，甚至达不到设计的强度等级，损害混凝土的质量；
2、对于钢筋混凝土而言，由于碳化，使得钢筋保护膜被破坏，同时碳化也容易使氧气等易于到达钢筋表面，而造成钢筋的电化学腐蚀，严重降低钢筋混凝土的性能。
只要外界环境具有一定的二氧化碳浓度和湿度条件，就可以导致混凝土发生碳化，而混凝土自身致密性影响了碳化的速度。目前的商品混凝土通常大量掺加矿粉、粉煤灰等早期活性相对较低的掺合料，导致混凝土的相对有效水灰比较大，早期混凝土内容易形成大量的空隙，为二氧化碳向内部扩散提供了通道，加速了混凝土的碳化。
对于混凝土碳化的控制，混凝土行业技术人员的高度重视，目前采用的最通常措施是：组织专门人员对早龄期的混凝土柱采用人工包裹塑料薄膜的方法来抑制混凝土的碳化，并取得了较好的技术效果。
但采用人工包裹塑料薄膜的方法存在一定的弊端：1、劳动强度相对较大，包裹一根混凝土柱至少2人同时操作，消耗的人力成本较大，同时受条件限制，超出人身高的部分难以进行操作，且效率较低；2、塑料薄膜必须紧贴混凝土柱的表面，但在实际操作过程中，尤其风力较大时，塑料薄膜容易起鼓，甚至被风吹破，对二氧化碳的阻隔作用将大大降低；3、塑料薄膜属于耗材，无法循环利用，不仅造成浪费，而且造成一定的“白色污染”。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可防止混凝土碳化的抑制剂。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种混凝土碳化抑制剂，其采用易成膜的水溶性高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)溶液和丙烯酸酯乳液混合制备而成，按质量百分比其包括：聚乙烯醇5-15％，消泡剂0.02-0.05％，丙烯酸酯1-4％，乳化剂0.5-3％，水80-93％。
优选的，所述聚乙烯醇的聚合度范围为17-24。
优选的，所述消泡剂为有机硅乳液或磷酸三丁酯中的一种或几种。
优选的，所述丙烯酸酯分子量范围为50000-100000。
优选的，所述乳化剂为蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸山梨糖醇酯中的一种或几种。
优选的，所述的聚乙烯醇溶解时先在20℃水中缓慢加入聚乙烯醇，并不断搅拌，加完聚乙烯醇后继续搅拌10-15分钟，然后升温至90-95℃，升温时间控制在60-90分钟，恒温60-90分钟。
上述技术方案具有如下有益效果：该混凝土碳化抑制剂采用易成膜的水溶性高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)溶液和丙烯酸酯乳液混合制备而得。其基本的作用原理是：PVA属于两亲型的水溶性聚合物，对于特定分子链段的PVA分子，其水溶液具有较大的粘度，其涂覆到混凝土表面后，随着水分的蒸发，将在混凝土表面形成一层膜，PVA膜具有良好的气体阻绝性，而丙烯酸酯乳液在水分蒸发后形成的膜具有高弹性高强度，丙烯酸酯的加入提高了膜的耐受性和抗老化性能，从而有效阻隔气体和水分进入混凝土内部，提高混凝土的抗碳化能力，同时能防止其他腐蚀性介质进入混凝土，从而提高混凝土的耐久性。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的实施步骤进行详细介绍，在下述实施例中，如无特别说明，均为质量份。
实施例一
1)将450质量分的水加入反应容器中，升温至20℃，搅拌过程中缓慢加入50质量分的聚乙烯醇，加完聚乙烯醇后继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，升温时间控制在80分钟，恒温60分钟；
2)待聚乙烯醇溶液冷却至室温时，加入0.1质量分的消泡剂，搅拌均匀；
3)将480质量分的水加入反应容器中，搅拌过程中加入0.8质量分的乳化剂，搅拌15分钟后，加入20质量分的丙烯酸酯；
4)将所得的聚乙烯醇溶液和丙烯酸酯乳液混合，搅拌均匀。
实施例二
1)将460质量分的水加入反应容器中，升温至20℃，搅拌过程中缓慢加入40质量分的聚乙烯醇，加完聚乙烯醇后继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，升温时间控制在70分钟，恒温60分钟；
2)待聚乙烯醇溶液冷却至室温时，加入0.08质量分的消泡剂，搅拌均匀；
3)将480质量分的水加入反应容器中，搅拌过程中加入0.8质量分的乳化剂，搅拌15分钟后，加入20质量分的丙烯酸酯；
4)将所得的聚乙烯醇溶液和丙烯酸酯乳液混合，搅拌均匀。
实施例三
1)将465质量分的水加入反应容器中，升温至20℃，搅拌过程中缓慢加入35质量分的聚乙烯醇，加完聚乙烯醇后继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，升温时间控制在60分钟，恒温60分钟；
2)待聚乙烯醇溶液冷却至室温时，加入0.07质量分的消泡剂，搅拌均匀；
3)将480质量分的水加入反应容器中，搅拌过程中加入0.8质量分的乳化剂，搅拌15分钟后，加入20质量分的丙烯酸酯；
4)将所得的聚乙烯醇溶液和丙烯酸酯乳液混合，搅拌均匀。
实施例四
1)将460质量分的水加入反应容器中，升温至20℃，搅拌过程中缓慢加入40质量分的聚乙烯醇，加完聚乙烯醇后继续搅拌15分钟，然后升温至95℃，升温时间控制在70分钟，恒温60分钟；
2)待聚乙烯醇溶液冷却至室温时，加入0.08质量分的消泡剂，搅拌均匀；
3)将485质量分的水加入反应容器中，搅拌过程中加入0.6质量分的乳化剂，搅拌15分钟后，加入15质量分的丙烯酸酯；
4)将所得的聚乙烯醇溶液和丙烯酸酯乳液混合，搅拌均匀。
将上述实施例中制得的混凝土碳化抑制剂乳液均匀的涂抹在硬化混凝土表面，28d后测试其碳化深度。和没有涂抹聚合物的硬化混凝土比较，具体情况如下表所示：
| 实施例 | 空白 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 碳化深度(mm) | 2.5 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
从表中可以看出，使用该混凝土碳化抑剂后，混凝土的碳化明显减轻。其中实施例一的效果最好。
该混凝土碳化抑剂中的聚乙烯醇溶液和丙烯酸酯乳液混合涂覆到混凝土表面，水分蒸发后会在混凝土表面形成一层膜，利用聚乙烯醇膜和丙烯酸酯膜的性能优势互补，从而有效阻隔气体和水分进入混凝土内部，提高混凝土的抗碳化能力。
这种混凝土碳化抑剂具有如下优点：1、操作更方便：现场施工时，一个人用滚筒或毛刷即可操作，劳动强度小，且工作效率较高；2、聚合物形成的膜比塑料薄膜更耐久，其在操作阶段以溶液形式粘附在混凝土表面，待水分蒸发后，就会在混凝土表面形成一层复合膜，由于此膜是高分子相互作用形成的，具有较好的机械强度，能够抵挡风吹日晒，而塑料薄膜在风吹日晒环境下容易老化；3、聚合物形成的膜可以长期存在于混凝土表面，起到长期的保护效果，且不会对混凝土外观产生任何影响。
以上对本发明实施例所提供的一种对混凝土碳化抑制剂进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡以本发明设计思想所做任何改变，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种混凝土碳化抑制剂，其特征在于，其采用易成膜的水溶性高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)溶液和丙烯酸酯乳液混合制备而成，按质量百分比其包括：聚乙烯醇5-15％，消泡剂0.02-0.05％，丙烯酸酯1-4％，乳化剂0.5-3％，水80-93％，所述聚乙烯醇的聚合度范围为17-24。
2.根据权利要求1所述的混凝土碳化抑制剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅乳液或磷酸三丁酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的混凝土碳化抑制剂，其特征在于：所述丙烯酸酯分子量范围为50000-100000。
4.根据权利要求1所述的混凝土碳化抑制剂，其特征在于：所述乳化剂为蔗糖脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸山梨糖醇酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的混凝土碳化抑制剂，其特征在于：所述的聚乙烯醇溶解时先在20℃水中缓慢加入聚乙烯醇，并不断搅拌，加完聚乙烯醇后继续搅拌10-15分钟，然后升温至90-95℃，升温时间控制在60-90分钟，恒温60-90分钟。
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