CN107573099B - 一种建筑混凝土渗透结晶养护剂及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于，包括如下重量份配比组分：聚磷酸铵25~40份，硅溶胶粒15~25份，碱化蛋白质粉5~10份，柠檬酸胶粒3‑10份,硅酸铝镁粉3~8份，聚羧酸高效减水剂1~3份；该混凝土渗透结晶养护剂具有对微观的微细晶粒进行渗透活化、养护、连接的功能，不但使混凝土后期养护时间大幅缩短，而且可获得更高强度的混凝土。克服了现有混凝土养护存在时间长、养护繁杂不稳定、强度易降低的缺陷。进一步公开了其应用方法，该混凝土渗透结晶养护剂在混凝土施工时加入，可以完全替代现有混凝土进行表面养护的工艺。大幅降低养护成本，提高工程效率。

Description

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂及应用方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种建筑混凝土渗透结晶养护剂及应用方法。

背景技术

随着新型建材向低环境负荷材料和高性能的发展，传统的基础建筑材料面临着绿色转型、技术升级和产品更新换代。对于用量最大的基础建材-混凝土，也不断的适应新的性能要求。

混凝土，简称为“砼（tóng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂石作集料，与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土。其在各种道路工程、房屋工程中大规模应用。由于混凝土成型后，需要凝胶材料不断水化结晶凝结才能最终形成具有强度的路面。所以养护对提升路面强度至关重要。

混凝土浇注完毕后，在一个相当长的时间内需要保持适当的温度和足够的湿度，使混凝土的良好硬化条件。但因施工、天气等种种原因，对混凝土的养护经常达不到要求。不仅影响混凝土早期强度的增长，更重要的是由于混凝土表面水分急剧蒸发失散，造成混凝土表面干缩、龟裂、起毛，严重影响混凝土整体质量以及其他性能的发挥。如夏季高温季节施工，混凝土内外温差较大，造成混凝土表面出现干缩裂纹，甚至出现裂缝，穿透钢筋保护层，造成钢筋腐蚀，严重影响混凝土构件使用寿命。因此混凝土养护至今仍然是混凝土构筑物成型工艺中的重点及难点。

因此凝胶材料的水化结晶效果直接影响路面的强度。而水化结晶凝结在初凝的过程中必须要有必要的温度、湿度和较长的时间，以保证足够的水分使水化反应完全进行。特别是现有混凝土加入了可以降低成本、抵抗硫酸盐侵蚀矿渣等，使得水化反应变得更慢。传统的养护方法主要是路面成型后铺草袋、塑料薄膜、洒水养护，使凝胶材料充分发生水化结晶反应。

然而这些方法，一方面需要长时间养护，另一方面养护不稳定，不能有效地阻隔水分蒸发，混凝土容易在微孔中发生泛碱现象，影响水化质量，造成路面强度降低。更为重要的是，现有养护技术时间长不能适应快速施工的需要。尤其是在城市路面施工中，需要快速施工，快速投入使用，留给养护的时间极少，显然传统养护已不适应。

已有报道，通过在混凝土路面的表面其直接喷涂或涂刷可以成膜乳液作为混凝土养护剂，能在混凝土表面形成一层连续不透水的密闭养护薄膜，以替代传统的洒水养护、铺薄膜养护。如中国发明专利CN 104446123A公开了一种用于养护混凝土的养护剂，由甲基硅油、多元羧酸、氯化亚锡、偶联剂、纯丙烯酸乳液、羟甲基丙基纤维素组成，能够成膜提高保水率，实现对混凝土的养护。但养护的均匀度稳定性仍存在缺陷，而且养护时间长。

发明内容

针对现有混凝土养护存在时间长、养护不稳定、强度易降低的缺陷，本发明提出一种建筑混凝土渗透结晶养护剂。通过选用具有微观渗透、养护、连接功能的原料组成混凝土渗透结晶养护剂，该渗透结晶养护剂具有对微观的微细晶粒进行渗透活化、养护、连接的功能，显著的优势是促使混凝土在后期养护时硬化时间缩短且获得更高的强度。进一步公开了该渗透结晶养护剂的应用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于，包括如下重量份配比组分：

聚磷酸铵 25~40 份，

硅溶胶粒 15~25 份，

碱化蛋白质粉 5~10 份，

柠檬酸胶粒 3-10份,

硅酸铝镁粉 3~8 份，

聚羧酸高效减水剂 1~3 份；

所述柠檬酸胶粒是由胶体包膜干燥形成的胶状微粒。

聚磷酸铵分散在混凝土中，易于在水泥水化生成的微细晶体如水化硅酸钙(C-S-H)、Ca(OH)2表面包裹，并将这些固相质晶体微粒快速粘结起来，从而加速后期水化反应和硬化，促使析出新的、更稳定的水化物晶体，这些晶体不断长大。

优选的,为了实现聚磷酸铵较佳的包裹水化微细晶体,所述聚磷酸铵选择聚合度为50-80的聚磷酸铵。

进一步优选的，所述聚磷酸铵为聚合度为50-80的五聚磷酸铵、六聚磷酸铵中的一种。

优选的,所述硅溶胶粒选用细孔硅胶微粒,其孔距在2.0-3.0nm,比表面积650-800㎡ /g,孔容0.35-0.4ml/g，对水具有良好的持有性，其在混凝土中吸附收集水分并以微粒形式与微细晶粒紧密结合,持续养护晶粒的生长,使得晶粒的生长均匀而致密。相比于后期覆膜、洒水氧护，硅溶胶粒持水养护发生在微观微细晶粒，无论是养护效率还是最终的养护混凝土的强度均有大幅的提升。

进一步优选的，所述硅溶胶粒选用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡处理制得的无机硅溶胶粒。

优选的，所述碱化蛋白质粉选用氢氧化钠溶液浸泡、干燥、磨粉处理得到的碱化豆粉、碱化豆粕、碱化苜蓿中的一种。其显著的优势是在混凝土后期养护中，具有一定的润胀性和渗透性，一方面促使微细晶粒的生长，另一方面促进微细晶粒的粘结，形成大颗粒紧密的结晶结构。

所述柠檬酸胶粒是由胶体包膜干燥形成的胶状微粒，优选的，所述柠檬酸胶粒是由如下方法制备：将瓜尔豆胶、海藻酸胶、明胶、卡拉胶等胶质材料中的一种或多种溶于水形成胶体，在喷雾干燥机中将胶体喷至柠檬酸颗粒表面形成的柠檬酸胶粒。其显著的优势是，用于混凝土中，初期只显现普通胶粒的功能，在混凝土硬化养护期，柠檬酸胶粒的胶膜逐渐破裂或者因柠檬酸溶解逐渐释放，其螯合弱酸的性质对已水化的硅酸钙微细晶粒具有渗透、侵蚀、活化性性，从而促使已水化、钝化的微细晶粒之间连接生长，形成大颗粒晶粒，使得在混凝土养护中提升混凝土的强度。

我们发现，混凝土在养护过程中由于初凝固化已失去流动性，因此,后期养护形成的水化硅酸钙(C-S-H)等结晶物均是在原位结晶，难以连接成密实的整体，晶粒处于不连续状，因此硬化养护时强度提升不明显，而且需要长时间的养护。鉴于此，本发明混凝土渗透结晶养护剂的组合物是针对混凝土微观硬化机理进行的组合。该渗透结晶养护剂具有对微观的微细晶粒进行渗透活化、养护、连接的功能，显著的优势是促使混凝土在后期养护时硬化时间短且获得更高的强度。通过聚磷酸铵分散在混凝土中，易于在水泥水化生成的微细晶体如水化硅酸钙(C-S-H)、Ca(OH)2表面包裹，并将这些固相质晶体微粒快速粘结起来，从而加速后期水化反应，促使析出新的、更稳定的水化物晶体，这些晶体不断长大，进一步依靠碱化蛋白质粉、硅酸铝镁粉的粘结在形成紧密的结晶结构；其中的硅溶胶粒在混凝土中吸附收集水份并以微粒形式与微细晶粒紧密结合,持续养护微细晶粒的生长；柠檬酸胶粒对已水化的硅酸钙微细晶粒具有渗透、侵蚀、活化性性，从而促使已水化、钝化的微细晶粒之间连接生长，形成大颗粒晶粒。

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，不同于传统的混凝土养护剂，其应用是在制作混凝土时即可加入。其应用方法是：加入量为水泥凝胶干粉材料用量质量的2-3%，使用时预先与水泥凝胶干粉材料混合均匀，然后与砂石集料、水、外加剂掺合料混合均匀使用即可。较佳的是建筑混凝土渗透结晶养护剂与水泥凝胶干粉材料预混后在3天内使用完毕，超过时限其性能会有所减弱。推荐预混后存放时间不超过15天。

本发明一种建筑混凝土渗透结晶养护剂及应用方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、该混凝土渗透结晶养护剂具有对微观的微细晶粒进行渗透活化、养护、连接的功能，不但使混凝土后期养护时间大幅缩短，而且可获得更高强度的混凝土。克服了现有混凝土养护存在时间长、养护繁杂不稳定、强度易降低的缺陷，为混凝土养护开辟了又一高效养护技术途径。

2、该混凝土渗透结晶养护剂在混凝土施工时加入，可以完全替代现有混凝土进行表面养护的工艺。大幅降低养护成本，提高工程效率。

3、该混凝土渗透结晶养护剂原料来源充分，成本低廉，生产使用方便，适合于在各类混凝土工程中使用，特别是在工期紧、强度要求高的混凝土工程中，该混凝土渗透结晶养护剂是最佳选择。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，包括如下重量份配比组分：

聚合度为50-80的五聚磷酸铵 40 份，

细孔硅胶微粒 25 份，

碱化豆粕粉 10 份，

瓜尔豆胶包膜的柠檬酸胶粒 10份,

硅酸铝镁粉 8 份，

聚羧酸高效减水剂 3 份；

将上述原料搅拌分散混合均匀，然后过50目筛得到建筑混凝土渗透结晶养护剂。

混凝土的制品制作：将得到的建筑混凝土渗透结晶养护剂加入水泥凝胶干粉材料分散均匀，加入量为水泥凝胶的3%，然后将该水泥20kg、粉煤灰15kg、细砂70kg、石料100kg、水15kg混合均匀，均匀取样装模入具捣振，制得200*200*200的样件3个，分别编号1#、2#、3#、4#。

混凝土养护：在室温20-30℃温度，相对湿度大于45％的情况下，静放2h拆模。自然养护1天，取1#测试混凝土强度。自然养护2天，取2#测试混凝土强度。自然养护3天，取3#测试混凝土强度。自然养护7天，取4#测试混凝土强度如表1所示。

实施例2

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，包括如下重量份配比组分：

聚合度为50-80的六聚磷酸铵 30 份，

细孔无机硅胶微粒 15 份，

碱化苜蓿粉 5 份，

卡拉胶包膜的柠檬酸胶粒 5份,

硅酸铝镁粉 8 份，

聚羧酸高效减水剂 1 份；

将上述原料搅拌分散混合均匀，然后过50目筛得到建筑混凝土渗透结晶养护剂。

实施例3

一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，包括如下重量份配比组分：

聚合度为50-80的三聚磷酸铵 30 份，

细孔硅胶微粒 15份，

碱化豆粉 5 份，

瓜尔豆胶包膜的柠檬酸胶粒 8份,

硅酸铝镁粉 5 份，

聚羧酸高效减水剂 3 份；

将上述原料搅拌分散混合均匀，然后过50目筛得到建筑混凝土渗透结晶养护剂。

对比样1

混凝土的制品制作：将水泥20kg、粉煤灰15kg、细砂70kg、石料100kg、水15kg混合均匀，均匀取样装模入具捣振，制得200*200*200的样件3个，分别编号对比样1#、对比样2#、对比样3#、对比样4#。

混凝土养护：在室温20-30℃温度，相对湿度大于45％的情况下，静放2h拆模。浇水、覆膜保湿养护1天，取对比样1#测试混凝土强度。浇水、覆膜保湿养护2天，取对比样2#测试混凝土强度。浇水、覆膜保湿养护3天，取对比样3#测试混凝土强度。水、覆膜保湿养护7天，取对比样4#测试混凝土强度如表1所示。

表1：

样 品	养护1天	养护2天	养护3天	养护7天
					实施例1	1#强度35.6MPa	2#强度52.2MPa	3#强度55.0MPa	4#强度58.3MPa
对比样1	对比样1#强度12.4MPa	对比样2#强度16.5MPa	对比样3#强度18.6MPa	对比样4#强度22.1MPa

通过测试对比，本发明实施例1的混凝土渗透结晶养护剂用于混凝土养护，在无需浇水、覆膜条件下，第2天达到了52.2MPa较高的强度；而不加混凝土渗透结晶养护剂，通过传统的浇水覆膜养护，强度增长缓慢，第7天达到22.1MPa。显然本发明养护剂不但能够省去后期繁杂的养护工艺，而且在短时间能够达到较高的强度，而且强度明显高于传统浇水养护的强度。

Claims (8)

1.一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于，包括如下重量份配比组分：

聚磷酸铵 25~40 份，

硅溶胶粒 15~25 份，

碱化蛋白质粉 5~10 份，

柠檬酸胶粒 3-10份,

硅酸铝镁粉 3~8 份，

聚羧酸高效减水剂 1~3 份；

所述柠檬酸胶粒是由胶体包膜干燥形成的胶状微粒；所述柠檬酸胶粒是由如下方法制备：将瓜尔豆胶、海藻酸胶、明胶、卡拉胶中的一种或多种溶于水形成胶体，在喷雾干燥机中将胶体喷至柠檬酸颗粒表面形成的柠檬酸胶粒。

2.根据权利要求1所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于：所述聚磷酸铵选择聚合度为50-80的聚磷酸铵。

3.根据权利要求1所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于：所述聚磷酸铵为聚合度为50-80的五聚磷酸铵、六聚磷酸铵中的一种。

4.根据权利要求1所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于：所述硅溶胶粒选用细孔硅胶微粒,其孔距在2.0-3.0nm,比表面积650-800㎡ /g,孔容0.35-0.4ml/g。

5.根据权利要求1所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于：所述硅溶胶粒选用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡处理制得的无机硅溶胶粒。

6.根据权利要求1所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂，其特征在于：所述碱化蛋白质粉选用氢氧化钠溶液浸泡、干燥、磨粉处理得到的碱化豆粉、碱化豆粕、碱化苜蓿中的一种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述建筑混凝土渗透结晶养护剂的应用方法，其特征是：在制作混凝土时建筑混凝土渗透结晶养护剂即可加入，加入量为水泥凝胶干粉材料用量质量的2-3%，使用时预先与水泥凝胶干粉材料混合均匀，然后与砂石集料、水、外加剂掺合料混合均匀使用即可。

8.根据权利要求7所述一种建筑混凝土渗透结晶养护剂的应用方法，其特征是：所述建筑混凝土渗透结晶养护剂与水泥凝胶干粉材料预混后在3天内使用完毕。