CN108164287B - 一种耐久型混凝土养护剂 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract
本发明公开了一种耐久型混凝土养护剂，属于建筑材料技术领域。本发明按重量份数计，将20～30份硝酸钙溶液，40～50份壳聚糖液，10～20份尿素，20～30份巴氏芽孢杆菌菌液搅拌混合，随后加入壳聚糖液体积0.2～0.3倍的硫酸钠溶液，继续搅拌混合，降温，滴加壳聚糖液体积0.3～0.4倍的戊二醛溶液，继续搅拌混合，调节pH，过滤，干燥，即得改性微囊；将改性微囊，桃胶液，***胶液，表面活性剂，磷脂，硅烷偶联剂，改性麦饭石和水搅拌混合，即得耐久型混凝土养护剂。本发明技术方案制备的耐久型混凝土养护剂具有对混凝土的力学性能及耐久性能具有显著的提高效果的特点。
Description
技术领域
本发明公开了一种耐久型混凝土养护剂，属于建筑材料技术领域。
背景技术
混凝土是一种由水泥、细骨料（砂）、粗骨料（碎石）以及水混合制成的人造石，是建筑的最主要组成部分，混凝土的质量决定了工程建筑的质量。想要发挥混凝土的最佳性能，必须进行适当的养护，提供充分的水来保证水泥水化，从而将混凝土中的孔隙率降到最低，获得所要求的强度和耐久性。通常在混凝土浇筑后，由于混凝土与周围环境存在的湿度差，使混凝土表面的水分向外蒸发，从而影响混凝土的正常水化反应，达不到预设的强度，甚至产生收缩开裂。为保证混凝土的水化反应的正常进行，混凝土浇注完毕以后，需要在一个相当长的时间内保持适当的温度和足够的湿度，以满足混凝土良好的水化、硬化条件。混凝土的养护就是创造这种条件所采取的必要措施。
传统混凝土养护方法一般采用水养护，即采用一定措施对混凝土补充水分并防止水分损失，通常是对浇注后混凝土覆盖草包或铺木屑、麻袋、砂等，定期洒水，或包覆塑料薄膜、养护纸等；目前已有众多的报告和总结，材料和方法甚至还有相关标准。已有的包覆方法既费人力、物力，且由于一些人为的忽视，洒水、覆盖养护未能按相关标准要求及期限适时进行，达不到自然养护的标准，影响混凝土早期强度发展，造成混凝土表面干缩、龟裂、起砂，有时木屑等覆盖材料中渗出的物质会对混凝土表面造成污染；更严重的是影响混凝土整体质量及其他性能的发挥，另外包覆方法也满足不了高层建筑的梁柱和有一定倾角的大型建筑物的施工要求。
因此，如何改善传统混凝土养护剂对混凝土力学性能及耐久性能提升效果不佳的缺点，以获取更高综合性能的混凝土养护剂，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统混凝土养护剂对混凝土力学性能及耐久性能提升效果不佳的缺点，提供了一种耐久型混凝土养护剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐久型混凝土养护剂，是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性微囊，20～30份桃胶液，20～30份***胶液，8～10份表面活性剂，8～10份磷脂，5～6份硅烷偶联剂，8～10份改性麦饭石，30～40份水；
所述耐久型混凝土养护剂的制备过程为：按原料组成称量各原料，将改性微囊，桃胶液，***胶液，表面活性剂，磷脂，硅烷偶联剂，改性麦饭石和水搅拌混合，即得耐久型混凝土养护剂。
所述改性微囊的制备过程为：按重量份数计，将20～30份硝酸钙溶液，40～50份壳聚糖液，10～20份尿素，20～30份巴氏芽孢杆菌菌液搅拌混合，随后加入壳聚糖液体积0.2～0.3倍的硫酸钠溶液，继续搅拌混合，降温，滴加壳聚糖液体积0.1～0.2倍质量分数为20～30%的戊二醛溶液，继续搅拌混合，调节pH，过滤，干燥，即得改性微囊；所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得壳聚糖液；所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，10～20份葡萄糖溶液，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
所述桃胶液的制备过程为：将桃胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得桃胶液。
所述***胶液的制备过程为：将***胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得***胶液。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜碱中的任意一种。
所述磷脂为大豆磷脂，牛奶磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
所述改性麦饭石的制备过程为：将麦饭石与硫酸按质量比1：30～1：50搅拌反应，过滤，洗涤，即得改性麦饭石。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加改性微囊，在使用过程中，首先，微囊中的巴氏芽孢杆菌呼吸生成二氧化碳，产生的二氧化碳使得微囊膨胀，抵消水泥水化过程中胀缩应力，从而有效避免混凝土出现开裂，其次，微囊中的巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生脲酶，脲酶可将微囊中的尿素分解成碳酸根离子，由于巴氏芽孢杆菌细胞壁表面带负电荷，微囊中的钙离子会被巴氏芽孢杆菌细胞壁吸附，从而以细胞为晶核，在细菌周围会生成纳米碳酸钙，生成的纳米碳酸钙作为支撑体，形成纳米碳酸钙微球，在水泥水化过程中，部分微囊受胀缩应力而破裂，使得纳米碳酸钙微球渗出，同时，微囊中的二氧化碳可协助纳米碳酸钙微球扩散，使得内部的纳米碳酸钙微球挤压填充在体系中，一方面，纳米碳酸钙微球扩散起到挤压作用，有效减少体系中孔隙通道的作用，使毛细管细化或消除，降低体系泌水，因此使得体系的力学性能和耐久性能得到提升，另一方面，纳米碳酸钙微球填充在混凝土中，体系中孔隙率下降，致密度提高，从而进一步提升体系的力学性能和耐久性能；
（2）本发明通过添加改性麦饭石，麦饭石经过酸处理，麦饭石中的可溶性的金属离子被溶出后，使得内部形成多孔结构，在混合过程中，使得桃胶液和***胶液更易进入麦饭石中，从麦饭石内部穿插交联，使得体系中的孔隙率降低，致密度提升，从而提升体系的力学性能。
具体实施方式
将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h后，再将1号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～95℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，即得壳聚糖液；按重量份数计，将80～100份去离子水，10～20份质量分数为0.1～0.2%的葡萄糖溶液，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇置于2号烧杯中，搅拌混合，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，将20～30份质量分数为10～20%的硝酸钙溶液，40～50份壳聚糖液，10～20份尿素，20～30份巴氏芽孢杆菌菌液置于单口烧瓶中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，随后向单口烧瓶中加入壳聚糖液体积0.2～0.3倍质量分数为10～15%的硫酸钠溶液，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，接着将单口烧瓶置于冰水浴中，将单口烧瓶内温度降至10～15℃，接着用胶头滴管向单口烧瓶中滴加壳聚糖液体积0.1～0.2倍质量分数为20～30%的戊二醛溶液，待戊二醛溶液滴加完毕后，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合20～30min，随后用胶头滴管向单口烧瓶中滴加质量分数为20～30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.8～9.2，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合20～30min，得反应液，随后将反应液过滤，得滤渣，再将滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得改性微囊；将桃胶粉与水按质量比1：50～1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h后，再将3号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～95℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，即得桃胶液；将***胶粉与水按质量比1：50～1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h后，再将4号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～95℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，即得***胶液；将麦饭石与质量分数为40～50%的硫酸按质量比1：30～1：50置于5号烧杯中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌反应40～60min，得混合液，再将混合液过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤3～5次，即得改性麦饭石；按重量份数计，将20～30份改性微囊，20～30份桃胶液，20～30份***胶液，8～10份表面活性剂，8～10份磷脂，5～6份硅烷偶联剂，8～10份改性麦饭石，30～40份水置于混料机中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得耐久型混凝土养护剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜碱中的任意一种。所述磷脂为大豆磷脂，牛奶磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
实例1
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将1号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；按重量份数计，将100份去离子水，20份质量分数为0.2%的葡萄糖溶液，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于2号烧杯中，搅拌混合，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，将30份质量分数为20%的硝酸钙溶液，50份壳聚糖液，20份尿素，30份巴氏芽孢杆菌菌液置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，随后向单口烧瓶中加入壳聚糖液体积0.3倍质量分数为15%的硫酸钠溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，接着将单口烧瓶置于冰水浴中，将单口烧瓶内温度降至15℃，接着用胶头滴管向单口烧瓶中滴加壳聚糖液体积0.2倍质量分数为30%的戊二醛溶液，待戊二醛溶液滴加完毕后，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后用胶头滴管向单口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.2，于转速为200r/min条件下，搅拌混合30min，得反应液，随后将反应液过滤，得滤渣，再将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性微囊；将桃胶粉与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将3号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得桃胶液；将***胶粉与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将4号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得***胶液；将麦饭石与质量分数为50%的硫酸按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌反应60min，得混合液，再将混合液过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，即得改性麦饭石；按重量份数计，将30份改性微囊，30份桃胶液，30份***胶液，10份表面活性剂，10份磷脂，6份硅烷偶联剂，10份改性麦饭石，40份水置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型混凝土养护剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述磷脂为大豆磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
实例2
将桃胶粉与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将3号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得桃胶液；将***胶粉与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将4号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得***胶液；将麦饭石与质量分数为50%的硫酸按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌反应60min，得混合液，再将混合液过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，即得改性麦饭石；按重量份数计，将30份桃胶液，30份***胶液，10份表面活性剂，10份磷脂，6份硅烷偶联剂，10份改性麦饭石，40份水置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型混凝土养护剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述磷脂为大豆磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
实例3
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将1号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；按重量份数计，将100份去离子水，20份质量分数为0.2%的葡萄糖溶液，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于2号烧杯中，搅拌混合，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，将30份质量分数为20%的硝酸钙溶液，50份壳聚糖液，20份尿素，30份巴氏芽孢杆菌菌液置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，随后向单口烧瓶中加入壳聚糖液体积0.3倍质量分数为15%的硫酸钠溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，接着将单口烧瓶置于冰水浴中，将单口烧瓶内温度降至15℃，接着用胶头滴管向单口烧瓶中滴加壳聚糖液体积0.2倍质量分数为30%的戊二醛溶液，待戊二醛溶液滴加完毕后，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后用胶头滴管向单口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.2，于转速为200r/min条件下，搅拌混合30min，得反应液，随后将反应液过滤，得滤渣，再将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性微囊；将桃胶粉与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将3号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得桃胶液；将***胶粉与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将4号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得***胶液；将麦饭石与质量分数为50%的硫酸按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌反应60min，得混合液，再将混合液过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，即得改性麦饭石；按重量份数计，将30份改性微囊，30份桃胶液，30份***胶液，10份表面活性剂，6份硅烷偶联剂，10份改性麦饭石，40份水置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型混凝土养护剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
实例4
将壳聚糖与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将1号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得壳聚糖液；按重量份数计，将100份去离子水，20份质量分数为0.2%的葡萄糖溶液，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于2号烧杯中，搅拌混合，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，将30份质量分数为20%的硝酸钙溶液，50份壳聚糖液，20份尿素，30份巴氏芽孢杆菌菌液置于单口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，随后向单口烧瓶中加入壳聚糖液体积0.3倍质量分数为15%的硫酸钠溶液，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，接着将单口烧瓶置于冰水浴中，将单口烧瓶内温度降至15℃，接着用胶头滴管向单口烧瓶中滴加壳聚糖液体积0.2倍质量分数为30%的戊二醛溶液，待戊二醛溶液滴加完毕后，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后用胶头滴管向单口烧瓶中滴加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至9.2，于转速为200r/min条件下，搅拌混合30min，得反应液，随后将反应液过滤，得滤渣，再将滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性微囊；将桃胶粉与水按质量比1：100加入3号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将3号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得桃胶液；将***胶粉与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h后，再将4号烧杯移至数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得***胶液；按重量份数计，将30份改性微囊，30份桃胶液，30份***胶液，10份表面活性剂，10份磷脂，6份硅烷偶联剂，40份水置于混料机中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合60min，即得耐久型混凝土养护剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述磷脂为大豆磷脂。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
对比例：山东某建材有限公司生产的混凝土养护剂。
将实例1至4所得的耐久型混凝土养护剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.力学性能：参照JC901标准要求涂刷养护剂试件，在裸露面上涂刷试件养护剂，然后带模在室内养护，环境温度为（20±5）℃，相对湿度为（50±10）%，并检测7d和28d后混凝土抗压强度；
2.耐久性能：参照GB/T50082对涂覆试件养护剂混凝土进行碳化实验，并检测碳化深度。
具体检测结果如表1所示：
表1：力学性能及耐久性能具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的耐久型混凝土养护剂具有对混凝土的力学性能及耐久性能具有显著的提高效果的特点，在混凝土养护剂行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (7)
1.一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性微囊，20～30份桃胶液，20～30份***胶液，8～10份表面活性剂，8～10份磷脂，5～6份硅烷偶联剂，8～10份改性麦饭石，30～40份水；
所述耐久型混凝土养护剂的制备过程为：按原料组成称量各原料，将改性微囊，桃胶液，***胶液，表面活性剂，磷脂，硅烷偶联剂，改性麦饭石和水搅拌混合，即得耐久型混凝土养护剂;
所述改性微囊的制备过程为：按重量份数计，将20～30份质量分数为10～20%的硝酸钙溶液，40～50份壳聚糖液，10～20份尿素，20～30份巴氏芽孢杆菌菌液置于单口烧瓶中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，随后向单口烧瓶中加入壳聚糖液体积0.2～0.3倍质量分数为10～15%的硫酸钠溶液，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，接着将单口烧瓶置于冰水浴中，将单口烧瓶内温度降至10～15℃，接着用胶头滴管向单口烧瓶中滴加壳聚糖液体积0.1～0.2倍质量分数为20～30%的戊二醛溶液，待戊二醛溶液滴加完毕后，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合20～30min，随后用胶头滴管向单口烧瓶中滴加质量分数为20～30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.8～9.2，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合20～30min，得反应液，随后将反应液过滤，得滤渣，再将滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得改性微囊；所述壳聚糖液的制备过程为：将壳聚糖与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得壳聚糖液；所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，10～20份葡萄糖溶液，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
2.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述桃胶液的制备过程为：将桃胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得桃胶液。
3.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述***胶液的制备过程为：将***胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，得***胶液。
4.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜碱中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述磷脂为大豆磷脂，牛奶磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种耐久型混凝土养护剂，其特征在于：所述改性麦饭石的制备过程为：将麦饭石与硫酸按质量比1：30～1：50搅拌反应，过滤，洗涤，即得改性麦饭石。
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