阅读说明：本技术 一种装配式混凝土双组份表面增强剂及其使用方法 (Assembled concrete two-component surface reinforcing agent and use method thereof ) 是由 顾越 夏锴伦 靳卫准 蒋林华 郭明志 吕凯 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种装配式混凝土双组份表面增强剂及其使用方法,该表面增强剂包括组分A和组分B,组分A包括乙二胺四乙酸四钠5～25份、柠檬酸纳1～10份、三乙醇胺0.5～3份、葡萄糖酸钠1～10份、葡庚糖酸钠1～10份、水100～500份,组分B包括纳米二氧化硅5～20份、聚丙烯酸改性纳米二氧化硅5～20份、聚羧酸改性纳米二氧化硅10～30份、水100～300份,使用方法包括以下步骤：(1)对待加强的混凝土表面区域预处理；(2)将组分A涂刷或喷涂在混凝土表面3～5次,每次间隔时间为15～30min,静置2～6h；(3)将组分B涂刷或喷涂在涂有组分A的混凝土表面,并湿润养护24～48h。该增强剂的反应成分能够适应不同的孔隙特征及孔界面特性,有效提高混凝土表面性能,其寿命得到延长,成分为水溶性,绿色环保。(The invention discloses an assembled concrete two-component surface reinforcing agent and a using method thereof, the surface reinforcing agent comprises a component A and a component B, the component A comprises 5-25 parts of ethylene diamine tetraacetic acid tetrasodium, 1-10 parts of sodium citrate, 0.5-3 parts of triethanolamine, 1-10 parts of sodium gluconate, 1-10 parts of sodium glucoheptonate and 100-500 parts of water, and the component B comprises 5-20 parts of nano silicon dioxide, 5-20 parts of polyacrylic acid modified nano silicon dioxide, 10-30 parts of polycarboxylic acid modified nano silicon dioxide and 100-300 parts of water, and the using method comprises the following steps: (1) pretreating the surface area of the concrete to be reinforced; (2) coating or spraying the component A on the surface of concrete for 3-5 times, wherein the interval time is 15-30 min each time, and standing for 2-6 h; (3) and (3) coating or spraying the component B on the surface of the concrete coated with the component A, and wetting and curing for 24-48 h. The reaction components of the reinforcing agent can adapt to different pore characteristics and pore interface characteristics, the surface performance of concrete is effectively improved, the service life of the concrete is prolonged, and the reinforcing agent is water-soluble and environment-friendly.)

一种装配式混凝土双组份表面增强剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种增强剂及其使用方法，更具体地，涉及一种装配式混凝土双组份表面增强剂及其使用方法。

背景技术

以预制构件为主要受力构件经装配或连接而成的混凝土结构是装配式混凝土结构，其生产效率高，其节地、节能、节材、节水，复合绿色施工的要求，但预制装配式混凝土构件在运输到现场和在次那场装配的或承重会承受外力，同时在服役时面临了复杂而多变的外界环境，会对装配式混凝土构件的表面产生影响，使得其表面强度降低、孔隙变大，降低其使用寿命。表面处理技术能够改善混凝土表面性能，现有表面处理剂按主要成分可分为无机类、有机类，无机-有机复合类。有机类处理剂在防水性能提升上有较大优势，然而其与混凝土基体物化性能差别较大，其次自身耐久性特别是抗紫外性能较差，另外，有机溶剂，及其部分致癌有机物易造成健康环保问题；无机类处理剂应用较早，其自身耐久性能且和基体融合性相对于有机类均比较好，缺点是渗透性能较差，其次，反应产物韧性较差，容易在外界扰动下引发微裂缝从而失去防护性能；以无机成分为主体的有机-无机复合类产品组分较为复杂，简单复合的产品极易导致各活性成分不能有效协调发挥，同时针对装配式混凝土的产品还较少，满足不了工程设计者和使用者的需求难以满足实际应用需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效优化混凝土基体表面性能、提高混凝土基体耐久性、无毒环保的装配式混凝土双组份表面增强剂，本发明的另一目的是提供该装配式混凝土双组份表面增强剂的使用方法。

技术方案：本发明所述的装配式混凝土双组份表面增强剂包括组分A和组分B，以质量份计，组分A包括乙二胺四乙酸四钠5～25份、柠檬酸纳1～10份、三乙醇胺0.5～3份、葡萄糖酸钠1～10份、葡庚糖酸钠1～10份、水100～500份，组分B包括纳米二氧化硅5～20份、聚丙烯酸改性纳米二氧化硅5～20份、聚羧酸改性纳米二氧化硅10～30份、水100～300份。

其中，纳米二氧化硅粒径小于30nm，聚丙烯酸改性纳米二氧化硅粒径为30～100nm，聚丙烯酸改性纳米二氧化硅由以下步骤制得：

(1)取30～100份丙烯酸、1～6份γ-巯丙基三甲氧基硅烷和1～5份二苯甲酮加入反应容器，通氮气保护，在20～30℃恒温搅拌；

(2)保持搅拌状态，用紫光灯照射5～30分钟；

(3)用四氢呋喃溶解所得产物，离心沉淀后，在40～60℃下真空干燥得到硅烷改性聚丙烯酸；

(4)取0.1份～2份硅烷改性聚丙烯酸，加入到100～120份纳米二氧化硅水溶液中，升温至40～60℃，保持搅拌并保温1～3h，冷却至室温，洗涤沉淀即得到聚丙烯酸改性纳米二氧化硅。

其中，步骤2中的紫外灯波长为365nm。

其中，聚羧酸改性纳米二氧化硅粒径为20～80nm，聚羧酸改性纳米二氧化硅由以下步骤制得：

(1)将100～200份聚醚水溶液、1～15份乙烯基三乙氧基硅烷、1～20份过氧化氢水溶液加入反应容器中，保持搅拌并升温至40～60℃，制得溶液A；

(2)取5～20份甲基丙烯酸，0.1～1份维生素C、0.1～1份β-巯基丙酸和150～300份水配制成溶液B；

(3)向溶液A中加入溶液B，保持搅拌并升温至40～60℃，在温度40～60℃下保温1～2h，冷却至室温，将溶液固含量调节为20％～25％，制得溶液C；

(4)取100～120份纳米二氧化硅水溶液中加入反应容器，保持搅拌并升温至50～80℃，加入10～20份溶液C，保温1～2h，将反应溶液冷却至室温，洗涤沉淀即得到聚羧酸改性纳米二氧化硅。

其中，步骤3中溶液B加入溶液A中耗时1～2h，步骤4中将溶液C加入纳米二氧化硅水溶液时耗时1～2h，反应溶液冷却至室温后利用透析法去除未反应物。

本发明所述的混凝土表面增强剂的使用方法，包括以下步骤：

(1)对待加强的混凝土表面区域预处理；

(2)将组分A涂刷或喷涂在混凝土表面3～5次，每次间隔时间为15～30min，静置2～6h；

(3)将组分B涂刷或喷涂在涂有组分A的混凝土表面，并湿润养护24～48h。

有益效果：组分A为前驱螯合剂溶液，能够渗透进入混凝土基体微结构孔隙中，有效螯合混凝土孔隙中的中的钙、镁等离子，疏通渗透通道，避免组分B的反应成分在通道中过早地反应，生成沉淀物堵塞渗透通道，组分B为渗透反应型纳米混合液，是产品的反应性成分，组分中不同的纳米二氧化硅粒子具备各异的表面性能及不同的反应性能和渗透动力，在进入混凝土基体孔道后相互协同作用，通过调控它们的比例，形成不同的梯度，能够针对不同的混凝土基体表面，在反应性和渗透性之间有效平衡，从而优化混凝土基体表面。同时，本产品组分为水溶性，绿色环保，避免了过多有机溶剂使用造成的环境污染。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明内容，但本发明的内容不仅仅局限与下面的实施例，本发明的原料均为市购。

实施例1

混凝土表面增强剂：以质量份计，组分A的配方为：乙二胺四乙酸四钠15份、柠檬酸纳5份、三乙醇胺0.6份、葡萄糖酸钠2份、葡庚糖酸钠5份、水200份；组分B的配方为：粒径20nm的纳米二氧化硅10份、聚丙烯酸改性纳米二氧化硅10份、聚羧酸改性纳米二氧化硅15份、水260份。

制备聚丙烯酸改性纳米二氧化硅：

(1)取80份丙烯酸、2份γ-巯丙基三甲氧基硅烷和2份二苯甲酮加入反应容器，通氮气保护，在20℃恒温搅拌；

(2)保持搅拌状态，用365nm的紫光灯照射10分钟；

(3)用四氢呋喃溶解所得产物，离心沉淀后，在40℃下真空干燥得到硅烷改性聚丙烯酸；

(4)取0.5份硅烷改性聚丙烯酸，加入到100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中，纳米二氧化硅粒径为30nm，升温至60℃，保持搅拌并保温2h，冷却至室温，洗涤沉淀得到粒径为30nm聚丙烯酸改性纳米二氧化硅。

制备聚羧酸改性纳米二氧化硅：

(1)取120份60wt％的聚醚水溶液、5份乙烯基三乙氧基硅烷、10份3wt％的过氧化氢水溶液加入反应容器中，保持搅拌并升温至60℃，制得溶液A；

(2)取10份甲基丙烯酸，0.8份维生素C、0.9份β-巯基丙酸和180份水配制成溶液B；

(3)向溶液A中缓慢滴加溶液B，滴加时间1h，保持搅拌升温至60℃；滴加结束后，保持搅拌，在温度60℃下保温1h；冷却至室温，将溶液固含量调节为20％，制得溶液C；

(4)取100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中加入反应容器，纳米二氧化硅粒径为30nm，升温至60℃，保持搅拌，在1h内缓慢滴加12份溶液C，滴加结束后再保温1h，然后冷却至室温，透析法去除未反应物，最后洗涤沉淀得到粒径为30nm的聚羧酸改性纳米二氧化硅。

使用时，首先对需要处理的混凝土表面区域预处理，除去油污和杂物，并保持干燥；然后将组分A中的成分混合均匀，涂刷在处理好的混凝土表面3次，每次间隔时间为15min，待组分A涂刷结束2h后，将组分B中的成分混合均匀，涂刷在涂有组分A的混凝土表面，涂刷结束后，混凝土表面湿润养护24h。

实施例2

混凝土表面增强剂：以质量份计，组分A的配方为：乙二胺四乙酸四钠25份、柠檬酸纳8份、三乙醇胺1份、葡萄糖酸钠3份、葡庚糖酸钠6份、水450份；组分B的配方为：粒径30nm的纳米二氧化硅15份、聚丙烯酸改性纳米二氧化硅15份、聚羧酸改性纳米二氧化硅10份、水300份。

制备聚丙烯酸改性纳米二氧化硅：

(1)取50份丙烯酸、1份γ-巯丙基三甲氧基硅烷和1份二苯甲酮加入反应容器，通氮气保护，在30℃恒温搅拌；

(2)保持搅拌状态，用365nm的紫光灯照射15分钟；

(3)用四氢呋喃溶解所得产物，离心沉淀后，在60℃下真空干燥得到硅烷改性聚丙烯酸；

(4)取1份硅烷改性聚丙烯酸，加入到100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中，纳米二氧化硅粒径为50nm，升温至50℃，保持搅拌并保温1h，冷却至室温，洗涤沉淀得到粒径为50nm聚丙烯酸改性纳米二氧化硅。

制备聚羧酸改性纳米二氧化硅：

(1)取150份60wt％的聚醚水溶液、8份乙烯基三乙氧基硅烷、12份3wt％的过氧化氢水溶液加入反应容器中，保持搅拌并升温至60℃，制得溶液A；

(2)取20份甲基丙烯酸，1份维生素C、0.6份β-巯基丙酸和270份水配制成溶液B；

(3)向溶液A中缓慢滴加溶液B，滴加时间2h，保持搅拌升温至60℃；滴加结束后，保持搅拌，在温度60℃下保温2h；冷却至室温，将溶液固含量调节为20％，制得溶液C；

(4)取100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中加入反应容器，纳米二氧化硅粒径为60nm，升温至70℃，保持搅拌，在2h内缓慢滴加20份溶液C，滴加结束后再保温1h，然后冷却至室温，透析法去除未反应物，最后洗涤沉淀得到粒径为60nm的聚羧酸改性纳米二氧化硅。

使用时，首先对需要处理的混凝土表面区域预处理，除去油污和杂物，并保持干燥；然后将组分A中的成分混合均匀，涂刷在处理好的混凝土表面3次，每次间隔时间为30min，待组分A涂刷结束5h后，将组分B中的成分混合均匀，涂刷在涂有组分A的混凝土表面，涂刷结束后，混凝土表面湿润养护48h。

实施例3

混凝土表面增强剂：以质量份计，组分A的配方为：乙二胺四乙酸四钠8份、柠檬酸纳3份、三乙醇胺3份、葡萄糖酸钠6份、葡庚糖酸钠5份、水120份；组分B的配方为：粒径10nm的纳米二氧化硅20份、聚丙烯酸改性纳米二氧化硅5份、聚羧酸改性纳米二氧化硅30份、水300份。

制备聚丙烯酸改性纳米二氧化硅：

(1)取100份丙烯酸、3份γ-巯丙基三甲氧基硅烷和2份二苯甲酮加入反应容器，通氮气保护，在30℃恒温搅拌；

(2)保持搅拌状态，用365nm的紫光灯照射20分钟；

(3)用四氢呋喃溶解所得产物，离心沉淀后，在40℃下真空干燥得到硅烷改性聚丙烯酸；

(4)取2份硅烷改性聚丙烯酸，加入到100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中，纳米二氧化硅粒径为30nm，升温至60℃，保持搅拌并保温2h，冷却至室温，洗涤沉淀得到粒径为30nm聚丙烯酸改性纳米二氧化硅。

制备聚羧酸改性纳米二氧化硅：

(1)取200份60wt％的聚醚水溶液、12份乙烯基三乙氧基硅烷、10份3wt％的过氧化氢水溶液加入反应容器中，保持搅拌并升温至60℃，制得溶液A；

(2)取15份甲基丙烯酸，1份维生素C、0.5份β-巯基丙酸和200份水配制成溶液B；

(3)向溶液A中缓慢滴加溶液B，滴加时间1h，保持搅拌升温至40℃；滴加结束后，保持搅拌，在温度40℃下保温2h；冷却至室温，将溶液固含量调节为20％，制得溶液C；

(4)取100份20wt％的纳米二氧化硅水溶液中加入反应容器，纳米二氧化硅粒径为30nm，升温至50℃，保持搅拌，在1h内缓慢滴加12份溶液C，滴加结束后再保温1h，然后冷却至室温，透析法去除未反应物，最后洗涤沉淀得到粒径为30nm的聚羧酸改性纳米二氧化硅。

使用时，首先对需要处理的混凝土表面区域预处理，除去油污和杂物，并保持干燥；然后将组分A中的成分混合均匀，涂刷在处理好的混凝土表面3次，每次间隔时间为20min，待组分A涂刷结束2h后，将组分B中的成分混合均匀，涂刷在涂有组分A的混凝土表面，涂刷结束后，混凝土表面湿润养护48h。

将本发明实施例1～3和未使用表面增强剂的混凝土试样进行对比试验，参照GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》和JGJ/T23《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》对试样进行性能测试，实验结果如表1所示：

表1实施例1～3和未处理的混凝土性能

	回弹强度(Mpa)	氯离子扩散系数(10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/S)
			实施例1	39.3	1.6
实施例2	42.5	1.1
			实施例3	41.8	1.3
未处理	33.7	3.7

对比实施例结果可知，应用本发明的双组份表面增强剂有效提升了混凝土回弹值和抗离子侵蚀能力，能够显著增强混凝土表面性能。