[发明专利]一种多功能混凝土密封养护剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土防水材料，特别涉及渗透结晶型防水材料。

背景技术

目前用于混凝土密封养护、硬化、防水的外用剂很多，但多为钾、钠基硅酸盐类材料为主要成分，辅以一些功能性助剂的混合水溶液，如M1500永久防水剂、TQN-Y混凝土养护剂、龙格水泥硬化剂、混凝土密封固化剂、AITA混凝土密封固化剂、MKF-002混凝土密封固化剂等。钾、钠基硅酸盐易产生碱骨料反应或碱硅反应，使混凝土产生内部应力，膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。现发展到用锂基硅酸盐，克服碱硅反应的缺点。另外，普卡混凝土密封固化剂介绍了一种无色透明的氟酸盐液体与水泥中碱类物质发生化学反应，生成不溶于水的凝胶体堵塞孔隙和毛细孔通道，形成致密防水层。

发明内容

本发明所要解决的问题：为避免碱骨料反应或碱硅反应，提供一种简单、价廉的多功能水泥混凝土表面养护剂。

本发明采用的具体方案为：

一种多功能混凝土密封养护剂，包括硫酸铝水溶液和表面活性剂；硫酸铝按质量百分比含量为1.5－20％；表面活性剂按质量百分比含量为0－0.5％。其中，硫酸铝水溶液可以使用明矾水溶液代替。表面活性剂非离子型表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚、乳化剂OP系列等。

本发明的作用原理简单明了。养护剂中的硫酸铝水溶液和混凝土中的氢氧化钙反应生成钙矾石晶体而堵塞水泥石中的毛细孔通道，提高混凝土的抗渗性能。表面活性剂降低水溶液的表面张力，从而增加养护剂的硫酸铝水溶液在混凝土中的渗透性，非离子表面活性剂可以较好抗混凝土的碱性。

普通硅酸盐水泥水化后会生成20％左右的氢氧化钙，沉淀结晶在骨料下表面和水泥石的孔隙之中。养护剂硫酸铝水溶液渗透到混凝土（砂浆）孔隙和毛细孔通道中，和原地氢氧化钙发生化学反应，生成水化硫铝酸钙（钙矾石AFt），其体积增加到原氢氧化钙体积的3.6倍。化学反应方程：

6Ca(OH)₂+Al₂(SO₄)₃+26H₂O→3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O

氢氧化钙和硫酸铝水化成钙矾石（AFt）体积膨胀值理论计算如下：

从上表计算可知，1摩尔硫酸铝和6摩尔氢氧化钙生成1摩尔钙矾石时，其体积增大了氢氧化钙体积的2.6倍，这部分体积沉积在水泥石的孔隙和毛细孔通道中。如这部分体积足够多，可以完全封闭孔隙和毛细孔通道，使混凝土内部水分出不来，起到新混凝土的养护功效；也使外部水分通不过，起到防水抗渗的功效；由于体积膨胀，起到补偿混凝土干缩和提高混凝土抗压强度的效果。所以该养护剂是水泥混凝土（砂浆）的多功能养护剂。

用明矾［K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O］配制混凝土密封养护剂也很好，但明矾是复盐，除硫酸铝外还有硫酸钾，化学反应就复杂多了。这种养护剂特别适合粉煤灰水泥或掺加粉煤灰配制的混凝土或砂浆。因为粉煤灰中含有50％左右的SiO₂和20％左右的Al₂O₃，待明矾溶液渗透到混凝土或砂浆内部时，硫酸铝和氢氧化钙反应生成钙矾石，而硫酸钾和氢氧化钙反应生成石膏和氢氧化钾，这时的氢氧化钾活性较强，与粉煤灰中的铝、硅反应生成铝酸钾和硅酸钾。铝酸钾和硅酸钾再和水泥中的氢氧化钙反应生成铝酸钙、硅酸钙和氢氧化钾。现将上述化学反应方程排列如下：

K₂SO₄+Ca(OH)₂+2H₂O→CaSO₄·2H₂O+2KOH--------（1）

 Al₂O₃+2KOH→2KAlO₂+H₂O-----------------------------（2）

SiO₂+2KOH→K₂SiO₃+H₂O-------------------------------（3）