一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法
阅读说明：本技术 一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法 (Clear water concrete surface color spot cleaning agent and preparation method and application method thereof ) 是由 陈彦文 刘华南 彭海辉 孙强 王兆峰 朱定进 沈福斌 张昊楠 周信 惠安明 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法,属于化学建材领域。该清水混凝土表面色斑清洗剂,包括的原料及其质量份数为：草酸2～10份,柠檬酸5～30份,氨水2～12份,水180～380份。其制法为：配制质量浓度为2％～5％的草酸溶液和质量浓度为5％～15％的柠檬酸溶液；将柠檬酸溶液和氨水混合,得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合均匀,得到清水混凝土表面色斑清洗剂。用该清水混凝土表面色斑清洗剂清洗混凝土,既能有效清洗清水混凝土表面产生的色斑、霉斑,又可保留混凝土的原始性能和外观,混凝土的强度损失率低5％,而且生产成本低、工艺简单、重复性好,便于操作。(A clear water concrete surface color spot cleaning agent and a preparation method and a using method thereof belong to the field of chemical building materials. The clear water concrete surface color spot cleaning agent comprises the following raw materials in parts by weight: 2-10 parts of oxalic acid, 5-30 parts of citric acid, 2-12 parts of ammonia water and 180-380 parts of water. The preparation method comprises the following steps: preparing an oxalic acid solution with the mass concentration of 2-5% and a citric acid solution with the mass concentration of 5-15%; mixing the citric acid solution with ammonia water to obtain an ammonium citrate-citric acid mixed buffer solution; and uniformly mixing the oxalic acid solution and the ammonium citrate-citric acid mixed buffer solution to obtain the clear water concrete surface color spot cleaning agent. The concrete surface color spot cleaning agent is used for cleaning concrete, so that color spots and mildew spots generated on the surface of the fair-faced concrete can be effectively cleaned, the original performance and the appearance of the concrete can be kept, the strength loss rate of the concrete is low by 5%, the production cost is low, the process is simple, the repeatability is good, and the operation is convenient.)
技术领域
本发明属于化学建材技术领域。具体涉及一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法。
背景技术
我国是个基本建设大国，高速铁路和高速公路是我国基础建设的重要工程，高速铁路和高速公路建设的桥梁、桥墩的清水混凝土遍布全路网。而清水混凝土大型构件在建造和服役过程中，由于混凝土养护用水中含有铁离子、铜离子、锰离子，使得这些在混凝土养护过程中附着在混凝土表面，形成色斑；同时由于上部构造的金属构件产生锈蚀，在雨水、雪水的冲刷作用，使得铁锈、铜锈随着雨水、雪水的流淌沉积在混凝土表面，在混凝土表面形成棕、褐色色斑和黑色霉斑，影响混凝土的表面状态与美观。根据清水混凝土表面形成的色斑情况，目前大多数色斑是氧化铁、氧化桐、氧化锰及霉斑。而目前针对清水混凝土表面色斑的清理方法，常见的是用草酸清洗，但是清洗效果不佳，同时由于草酸对混凝土产生一定的腐蚀，使清洗后的混凝土强度下降。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供了一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法，该方法既能有效清洗清水混凝土表面产生的色斑、霉斑，又可保留混凝土的原始性能和外观，混凝土的强度损失率低5％，而且生产成本低、工艺简单、重复性好，便于操作。
为了实现上述目的，采用以下技术方案：
本发明的一种清水混凝土表面色斑清洗剂，包括的原料及各个原料的质量份数为：
草酸2～10份，柠檬酸5～30份，氨水2～12份，水180～380份。
本发明的一种清水混凝土表面色斑清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制质量浓度为2％～5％的草酸溶液；配制质量浓度为5％～15％的柠檬酸溶液；
(2)将柠檬酸溶液和氨水混合，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；其中，按体积比，氨水：柠檬酸溶液＝2～6：100；
(3)按质量比，草酸溶液：柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液＝(1～2)：(1～2)，将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合均匀，得到清水混凝土表面色斑清洗剂。
本发明的一种清水混凝土表面色斑清洗剂的使用方法，包括以下步骤：
采用清水混凝土表面色斑清洗剂对清水混凝土表面进行清洗，边清洗边用水对清洗的清水混凝土表面进行冲洗，直至混凝土恢复初始颜色。
所述的清水混凝土表面色斑清洗剂的使用方法中，清水混凝土表面色斑清洗剂的清洗时间为1～4h。
本发明的清水混凝土表面色斑清洗剂的使用方法中，清洗后的清水混凝土强度保持率达到95％以上。
与现有技术相比，本发明的一种清水混凝土表面色斑清洗剂及其制法和使法，其有益效果在于：
1)本发明以草酸、柠檬酸加氨水的混合溶液为清洗剂，腐蚀性较差，能够使混凝土表面色斑去除干净的同时，并使得混凝土强度保持率达到95％以上，不影响混凝土的强度及耐久性，具有较好的清洗效果，而且清洗剂原料组成简单，配制方法简单易行，清洗方法可操作性强，清洗废液对环境无污染，实现了绿色环保的要求。
2)本发明以草酸、柠檬酸加氨水的混合溶液为清洗剂，清除混凝土表面锈斑。草酸与铁离子反应，可清除混凝土的表面的铁锈。在柠檬酸中加入适量的氨水制成缓冲溶液中，含有氨水与柠檬酸生成的柠檬酸铵和过剩的柠檬酸，其中柠檬酸可以与草酸清除后残留的铁离子进一步反应生成柠檬酸铁，提高铁锈的去除效果，铵根离子与铜离子反应可生成铜铵络离子，可清除混凝土表面的铜离子。用草酸、柠檬酸加氨水的混合溶液作为清洗剂，可更好的清除清洗混凝土表面的色斑。
3)本技术工艺简单、操作方便，过程容易控制，成本低，对环境无污染。
附图说明
图1为采用实施例1的清水混凝土表面色斑清洗剂对清水混凝土表面清洗后的状态图；
图2为采用对比例1的草酸溶液对清水混凝土表面清洗后的状态图；
图3为采用对比例1的柠檬酸+4％的氨水对清水混凝土表面清洗后的状态图；
图4为采用对比例5的草酸溶液对清水混凝土表面清洗后的状态图；
图5为采用对比例6的草酸和柠檬酸铵混合液对清水混凝土表面清洗后的状态图；
以上图中，黑色斑点为孔洞，灰色斑点为清水混凝土表面的锈斑，深灰色是未彻底清洗干净的混凝土。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中，采用的氨水为分析纯氨水，其质量浓度为25％-28％。
以下实施例提供了一种清水混凝土色斑清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将草酸2.0g～5.0g的草酸加入98-95mL的去离子水中，充分搅拌均匀配制成质量浓度为2.0％～5.0％草酸溶液；
(2)将5.0g～15g的柠檬酸加入95-85mL的去离子水中，充分搅拌均匀配制成浓度为5.0％～15.0％柠檬酸溶液；
(3)取步骤(2)中配制的柠檬酸溶液100mL，加入2mL～6mL的氨水，并充分搅拌，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
(4)将步骤(1)和步骤(3)配制的溶液按质量比，草酸溶液：柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液＝(1～2)：(1～2)，比例混合均匀，制备清洗剂。
(5)用步骤(4)配制的混合溶液，清洗污染混凝土表面，清洗时间1-4h，混凝土恢复初始颜色；
(6)用自来水冲洗经过步骤(5)清洗过的混凝土表面，混凝土表面色斑去除干净，即可恢复混凝土的初始状态，混凝土强度保持率达到95％以上。
实施例1
准备2质量份2％质量浓度的草酸溶液；
将15％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液的体积百分浓度为6％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于4h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净(见图1)，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为99.6％～100％。
实施例2
准备用1质量份的2％质量浓度的草酸溶液；
将15％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为6％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于4h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为98.5％～100％。
实施例3
准备1质量份2％质量浓度的草酸溶液；
将15％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为6％的纯氨水溶液混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备2质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于4h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为95.8％～100％。
实施例4
准备2质量份5％质量浓度的草酸溶液；
将5％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液的体积百分浓度为4％的纯氨水溶液混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于3h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为96.4％～100％。
实施例5
准备1质量份5％质量浓度的草酸溶液；
将5％浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为4％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于3h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为98.6％～99.8％。
实施例6
准备1质量份5％质量浓度的草酸溶液；
将5％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为4％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备2质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于3h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为99.6％～99.2％。
实施例7
准备2质量份3.5％质量浓度的草酸溶液，；
将10％浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为6％的纯氨水溶液混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于2h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为97.6％～100％。
实施例8
准备1质量份3.5％质量浓度的草酸溶液；
将10％浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为6％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于2h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为96.4％～99.6％。
实施例9
准备1质量份3.5％质量浓度的草酸溶液；
将10％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为6％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备2质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于2h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为98.7％～99.9％。
实施例10
准备1质量份4％质量浓度的草酸溶液；
将15％质量浓度的柠檬酸溶液，和占柠檬酸溶液体积百分浓度为2％的纯氨水混合后，得到柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；准备1质量份的柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液；
将草酸溶液和柠檬酸铵-柠檬酸混合缓冲溶液混合，得到清水混凝土表面色斑清洗剂，用其涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于2h，通过观察，混凝土色斑表面清除干净，恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为96.5％。
对比例1
用5％质量浓度的草酸溶液，涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于4h，通过观察，混凝土色斑表面并不能够清除干净，还残留一些棕黄色色斑，并不能够恢复原始混凝土颜色，其清洗后的清水混凝土表面的对照图见图2，通过图2和图1的对比，说明单独采用草酸做清洗剂，混凝土表面上还残留色斑，图2中标注框中等处为残留的色斑。用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为97.2％～100％。
对比例2
用5％质量浓度的柠檬酸+4％的氨水溶液混合，涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于3h，通过观察，混凝土色斑表面中黑褐色的色斑变浅，但是并不能够彻底清除干净，依然有残留斑点，其清洗后的的清水混凝土表面的对照图见图3，通过图3说明依然还残留灰褐色色斑，其清洗后的的清水混凝土表面的对照图见图3，图3中横线以上部分为对比例2清洗后的混凝土，横线一下部分为实施例6清洗后的混凝土，通过对比，发现仅仅用柠檬酸铵-柠檬酸缓冲液并不能够清洗干净混凝土，需要说明的是图中黑色为混凝土本身的孔洞。用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为99.3％～99.8％。
对比例3
用10％质量浓度的柠檬酸+6％的氨水溶液混合，涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于2h，通过观察，混凝土色斑表面残留黑褐色斑点，不能恢复原始混凝土原本颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为99.4％～100％。
对比例4
用15％浓度的柠檬酸+4％的氨水溶液混合，涂刷C20～C50的混凝土表面，涂刷时间小于3h，通过观察，混凝土表面保留黑褐色色斑，混凝土不能恢复原始混凝土颜色，用清水清洗混凝土表面的溶液，测得混凝土强度保持率为99.1％～100％。
对比例5
采用质量浓度为10％的草酸溶液对清水混凝土进行清洗，混凝土表面色斑清洗干净，其清洗后的图见图4，由于草酸浓度较高，混凝土中水泥水化产物被溶蚀，混凝土孔隙增多、孔径变大，混凝土密实度下降，性能降低，清洗后的混凝土强度保持率已经低于85％，混凝土强度损失较大，建筑物的安全性降低。
对比例6
加入草酸和柠檬酸铵溶液，则因为加入的是柠檬酸铵溶液，其并没有多余的柠檬酸，从而起不到缓冲作用，草酸和柠檬锰酸酸铵混合后生成草酸铵，抑制草酸的除锈作用，与铜离子的反应生成铜铵络合物的减少，铜锈去除能力下降，清洗色斑效果减弱，其清洗效果见图5，和图1对比，说明在混凝土色斑严重的地方，直接用草酸加柠檬酸铵配制清洗液清洗，混凝土表面仍然残留色斑的痕迹，色斑清除不彻底。而本发明实施例1采用的是柠檬酸铵-柠檬酸缓冲溶液，即使色斑污染严重的地方也能清除干净，恢复混凝土的本色。
对比例7
直接将草酸、柠檬酸加入水中，再加入氨水，则氨水的加入草酸和柠檬酸混合溶液中后，氨水和草酸首先发生反应，生成草酸铵，溶蚀混凝土中钙离子，草酸清除铁锈能力降低，柠檬酸铵溶液和铜离子反应能力降低，清洗剂除斑的能力减弱；并且氨水的加入草酸和柠檬酸混合溶液中后，氨水和草酸首先发生反应，生成草酸铵，溶蚀混凝土中钙离子，草酸清除铁锈能力降低，柠檬酸铵溶液和铜离子反应能力降低，清洗剂除斑的能力减弱。
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