一种无机水性渗透型固砂剂及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种无机水性渗透型固砂剂及其制备方法。


背景技术：

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混凝土作为一种广泛使用的建筑材料，在现代建筑工程技术中发挥着巨大的作用。然而，由于基面材料质量原因、混凝土配合比、施工操作、养护不到位等问题，混凝土常常会出现起灰起砂的问题，严重影响混凝土的使用性能和后续施工进程。
[0003]
国际上从20世纪30年代开始，就有人从事固砂剂的开发和应用研究，当时研究的主要目的是治理沙漠道路两旁的流沙，避免风暴的侵害。由于受水平和条件的限制，当时的固砂剂不但品种单一，而且效果一般，保持时间较短，未能得到广泛的应用。到本世纪六七十年代，固砂剂的研究重新得到广泛的重视。随着土壤沙化的日益加重，越来越多的人加入到固砂剂研究的行列中。目前市场上的固砂剂主要分为有机和无机两个大类，其中有机类固砂剂主要以高分子类树脂为主，这类固砂剂通常具有较高的分子量，粘性较大，可使混凝土基面上松散的灰、砂结成较大的稳定体；但高分子类固砂剂也具有耐热性差、易燃、不耐老化等缺陷，在热、氧、光的长期作用下，高分子发生降解，其理化性能、力学性能逐渐降低，直到完全失效，因此使用寿命较短。目前市场上的无机类固砂剂主要以硅酸盐类为主，这类固砂剂通常性质稳定，价格较低，无毒无害，使用寿命长，且不含可挥发性的有机物质，对环境影响小；但因为其反应速度较快，渗透型较差，不能在混凝土基面充分完成固化反应，且固砂层强度较低，容易受到外界环境的损害。
[0004]
因此，开发出一款强度较高的无机水性渗透型固砂材料，对于改善混凝土起灰起砂问题，提高混凝土基面耐磨度和硬度，具有重要的意义。


技术实现要素：

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本发明的目的在于提供一种无机水性渗透型固砂剂及其制备方法，以硅酸钠作为主要成分，可利用自身的固化反应固结砂层，同时通过与固化剂的复配形成协同增效作用，生成稳定的硅胶，使硅酸钠在混凝土基面上形成一层致密的硅胶薄膜，以达到固砂的目的。
[0006]
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无机水性渗透型固砂剂，按重量份数包括如下组分，硅酸钠溶液40-50份、固化剂2-5份、表面活性剂0.05-0.25份、表面硬化剂0.8-2份、去离子水40-50份。
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作为进一步的优化，无机水性渗透型固砂剂按重量份数包括如下组分，硅酸钠溶液45-50份、固化剂3-5份、表面活性剂0.1-0.15份、表面硬化剂1-1.5份、去离子水40-50份。
[0008]
作为进一步的优化，所述硅酸钠溶液的模数大于等于3.0，其20℃时波美度为37-42，硅酸钠可利用自身的固化反应固结砂层，以达到固砂的目的。
[0009]
作为进一步的优化，所述固化剂为磷酸硅，其主要作用是和硅酸钠发生反应，生成稳定的硅胶sio2，使硅酸钠在混凝土基面上形成一层致密的硅胶薄膜，以达到固砂的目的。
它可以通过水解产生的h
+
与硅酸钠结合，替代硅酸钠中具有吸水性质的na
+
，生成硅酸凝胶sio2·
nh2o，脱水后生成硅胶sio2，形成一层致密的薄膜，达到固砂的目的。
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作为进一步的优化，所述固化剂的细度为100-150目。
[0011]
作为进一步的优化，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠，其主要作用是降低界面的表面张力，促进材料的渗透；此外，表面活性剂能起到分散的作用，能阻碍硅酸钠胶体粒子的团聚，使得硅酸钠保持以纳米级别的尺寸，有利于材料在混凝土中的渗透。
[0012]
作为进一步的优化，所述表面硬化剂为六氟硅酸镁，能提高混凝土表面的强度、硬度和耐磨度。
[0013]
作为进一步的优化，去离子水的电阻率大于等于10兆欧
·
厘米。
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本发明还提供一种无机水性渗透型固砂剂的制备方法，包括如下步骤，
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s1)准确称取各组分；
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s2)将硅酸钠溶液加入适量去离子水，搅拌充分稀释，制成a组分；
[0017]
s3)将固化剂、表面活性剂、表面硬化剂依次加入剩余量去离子水，搅拌充分溶解，制成b组分；
[0018]
s4)将b组分加入a组分，搅拌混合均匀，即得到无机水性渗透型固砂剂。
[0019]
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
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1.本发明具有更加稳定的材料体系：本发明所用材料均属于无机材料，耐酸碱腐蚀性能更强，在热、光、氧环境中的耐老化性能更强，使用寿命长久，不易老化，使用更加安全、环保，不含有可挥发的有机物质，环境的影响更小。
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2.本发明中的主剂硅酸钠，属于常见无机材料，更容易制成水性试剂，渗透性能更好；
[0022]
3.本发明中的表面活性剂，能显著降低界面的表面张力，有效促进材料的渗透，同时还能起到分散的作用，可有效阻碍硅酸钠胶体粒子的团聚，使得硅酸钠保持以纳米级的尺寸，有利于材料在混凝土中的渗透。
[0023]
4.本发明中的表面硬化剂，能固定混凝土表面的氢氧化钙等产物，防止表面风化，有效提高混凝土表面的强度、硬度和耐磨度。
具体实施方式
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以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0025]
实施例1
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一种无机水性渗透型固砂剂，按重量份数包括如下组分，硅酸钠溶液47份、磷酸硅4.7份、十二烷基苯磺酸钠0.14份、氟硅酸镁1.16份、去离子水46份，其中硅酸钠溶液的模数为3.0，波美度为38.4，磷酸硅细度为120目。
[0027]
其制备方法为：s1)准确称取各组分；s2)将硅酸钠溶液加入适量去离子水，搅拌充分稀释，制成a组分；s3)将磷酸硅、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸镁依次加入剩余量去离子水，搅拌充分溶解，制成b组分；s4)将b组分加入a组分，搅拌混合均匀，即得到无机水性渗透型固砂剂。
[0028]
实施例2
[0029]
一种无机水性渗透型固砂剂，按重量份数包括如下组分，硅酸钠溶液47份、磷酸硅3.8份、十二烷基苯磺酸钠0.14份、氟硅酸镁1.25份、去离子水46份，其中硅酸钠溶液的模数为3.0，波美度为38.4，磷酸硅细度为120目。
[0030]
其制备方法为：s1)准确称取各组分；s2)将硅酸钠溶液加入适量去离子水，搅拌充分稀释，制成a组分；s3)将磷酸硅、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸镁依次加入剩余量去离子水，搅拌充分溶解，制成b组分；s4)将b组分加入a组分，搅拌混合均匀，即得到无机水性渗透型固砂剂。
[0031]
实施例3
[0032]
一种无机水性渗透型固砂剂，按重量份数包括如下组分，硅酸钠溶液45份、磷酸硅5.2份、十二烷基苯磺酸钠0.15份、氟硅酸镁1.55份、去离子水45份，其中硅酸钠溶液的模数为3.0，波美度为38.4，磷酸硅细度为120目。
[0033]
其制备方法为：s1)准确称取各组分；s2)将硅酸钠溶液加入适量去离子水，搅拌充分稀释，制成a组分；s3)将磷酸硅、十二烷基苯磺酸钠、氟硅酸镁依次加入剩余量去离子水，搅拌充分溶解，制成b组分；s4)将b组分加入a组分，搅拌混合均匀，即得到无机水性渗透型固砂剂。
[0034]
应用实施例
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固砂试验方法：量取平均粒径小于0.35mm细砂100g，填入φ25
×
150mm玻璃管中，注入实施例1至3制备的无机水性渗透型固砂剂，使玻璃管中的砂充分吸收，将玻璃管置于烘箱中，在温度50℃下固化48h，取出玻璃管冷却至室温，取出固结岩心，将其端面磨平，对固结岩心的抗压强度进行测量；同样，取平均粒径0.35～0.5mm中砂100g、平均粒径大于0.5mm粗砂100g依次进行上述实验，使用市售常规产品氟硅酸钠和氯化钙作为对比例测试抗压强度，实验数据如下表所示。
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表实施例1至3与同类产品抗压强度对比结果
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通过实验数据可知，采用实施例1制备的无机水性渗透型固砂剂进行固砂处理后，各河砂试样的抗压强度为1.63-2.52mpa，采用实施例2制备的无机水性渗透型固砂剂进行固砂处理后，各河砂试样的抗压强度为1.47-2.24mpa，采用实施例3制备的无机水性渗透型固砂剂进行固砂处理后，各河砂试样的抗压强度为1.84-2.92mpa，且砂的粒径越小，固结强度越高，固砂效果越好；与已有产品相比，对不同粒径的河砂，本发明的无机水性渗透型固砂剂固砂效果明显好于其他产品。
[0038]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领
域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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