一種生態水泥基混凝土增強涂料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種生態水泥基混凝土增強涂料及其制備方法，涂料由固、液兩相組份混合配制，按照重量百分含量，其原料組成為：固相組分：35～40％的水泥，5～10％的硅灰，15～20％的粉煤灰，10～15％的石灰石粉；液相組分：20～25％的水，1～5％的減水劑，1～5％的消泡劑；其中，以上各組分的重量百分含量之和為100％。本發明專利技術的水泥基混凝土增強涂料的成分簡單且環保，對人體以及環境無害，粉料中的硅灰和粉煤灰成分均為工業廢料回收再利用，原材料簡單易得、成本低廉，廢棄料的重復利用具有可持續發展意義，具有非常好的裂縫修補效果，有效改善混凝土表面美觀、視覺效果，有效提高混凝土結構表面強度、抗碳化、抗水滲透、抗氯離子滲透能力。

An Eco-cement-based Reinforcement Coating for Concrete and Its Preparation Method

The invention discloses an ecological cement-based concrete reinforcing coating and its preparation method. The coating is prepared by mixing solid and liquid phases. According to the weight percentage content, the raw material composition of the coating is: solid phase component: 35-40% cement, 5-10% silica fume, 15-20% fly ash, 10-15% limestone powder, liquid phase component: 20-25% water, 1-5% water reducing agent, 1-5% water reducing agent. Among them, the total weight percentage of the above components is 100%. The cement-based concrete reinforcing coating has the advantages of simple composition, environmental protection, harmless to human body and environment, recycling and reusing of industrial waste, simple raw materials, low cost, sustainable development of reuse of waste materials, excellent crack repair effect, effective improvement of concrete surface beauty and visual effect. As a result, the surface strength, carbonization resistance, water penetration resistance and chloride ion penetration resistance of concrete structures are effectively improved.

【技術實現步驟摘要】
一種生態水泥基混凝土增強涂料及其制備方法
本專利技術涉及一種工民建領域建筑涂料，具體涉及一種生態水泥基混凝土增強涂料及其制備方法。
技術介紹
在工民建混凝土結構中，混凝土表面出現蜂窩麻面、收縮開裂非常影響美觀，同時混凝土碳化、混凝土抗滲能力差以及混凝土抗氯離子滲透能力差都會造成鋼筋銹蝕甚至結構破壞的發生，從而嚴重縮短了混凝土結構的服役壽命。由于上述原因造成的混凝土破壞案例非常多，因此每年國家和居民要花費大量的資金進行維修甚至重建，造成非常巨大的經濟損失。針對混凝土表面蜂窩麻面、收縮開裂等現象，工程上常用的修補措施是拋光打磨和砂漿抹平。針對混凝土結構抗碳化、抗滲以及耐久性差這些問題，改善措施包括：新建混凝土結構中在澆筑混凝土時使用外加劑改善混凝土性能；已建混凝土結構則多采用涂料涂刷以達到提高服役壽命的目的。市場上常見的涂料成分復雜，原材料不環保，含有大量對人體有害物質。傳統的水泥基涂料主要由水泥、硅砂、粉煤灰、石膏以及催化劑、速凝劑、緩凝劑和減水劑，成分復雜，外加劑種類繁多。
技術實現思路
鑒于上述技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種成分簡單且美觀、增強效果顯著的生態水泥基混凝土增強涂料及其制備方法，使用時操作簡單，敷設簡便，對人體以及使用環境無害。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種生態水泥基混凝土增強涂料，由固、液兩相組份混合配制，按照重量百分含量，其原料組成為：固相組分：35～40％的水泥，5～10％的硅灰，15～20％的粉煤灰，10～15％的石灰石粉；液相組分：20～25％的水，1～5％的減水劑，1～5％的消泡劑；其中，各組分的重量百分含量之和為100％。固相組分中的水泥為普通硅酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥中的一種或者兩種，水泥的強度等級不小于32.5。固相組分中的硅灰為高溫冶煉產生的SiO2與Si氣體，再與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝形成的無定形超細活性硅灰。固相組分中的粉煤灰為在火力發電廠中從煤燃燒后的煙氣中收捕下的細灰。固相組分中的石灰石粉為石灰石經機械加工后的細微粉體，顆粒的粒徑小于0.16mm。液相組分中的水為無顆粒雜質的自來水或者取自施工現場水源，水為中性或弱堿性。液相組分中的減水劑為聚羧酸減水劑，聚羧酸減水劑的主要成分是分子量為5000～50000的聚羧酸聚合物。液相組分中的消泡劑為聚醚改性硅消泡劑。一種生態水泥基混凝土增強涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將固相成分水泥、硅灰、粉煤灰、石灰石粉混合，機械攪拌25～30min，使其混合均勻；(2)再加入水進行機械攪拌3～5min，此時混合料為稍微濕潤的粉料；(3)加入減水劑和消泡劑進行機械攪拌8～10min，最終形成具備涂刷能力的漿體。有益效果本專利技術的生態水泥基混凝土增強涂料由粉料、水以及外加劑按照一定配比和配制工藝制備的復合材料，涂料的成分簡單且環保，對人體以及使用環境無害，粉料中的硅灰和粉煤灰成分均為工業廢料回收再利用，原材料簡單易得、成本低廉，廢棄料的重復利用具有可持續發展意義。本專利技術生態水泥基混凝土增強涂料使用時操作簡單，敷設簡便，與原始混凝土表面無色差，用于混凝土結構內摻和外涂，具有非常好的裂縫修補效果，可以有效改善混凝土表面美觀視覺效果。本專利技術生態水泥基混凝土增強涂料可有效提高混凝土結構表面強度、抗碳化、抗水滲透、抗氯離子滲透能力，是一種適用于工民建混凝土結構的理想的生態水泥基混凝土增強涂料。本專利技術中，硅灰和粉煤灰對水泥基材料的強度貢獻最大，硅灰和粉煤灰通過協同作用，對改善水泥基材料微觀結構、提高水泥基材料的耐久性起著積極的作用。粉煤灰顆粒較細，玻璃離子的聚集度小，單個玻璃微珠體多，光滑球形粒子在水泥漿體中起到潤滑滾動作用，改善了涂料的流動性，增加了保水性和均勻性，降低了需水量，起到了減水作用。同時粒子表面的吸附作用會使得顆粒非常微小的硅灰吸附在硅灰的表面，并高度分散在水泥漿體中，填充水泥顆粒間空隙，硅灰和粉煤灰的協同作用使得水泥漿體更加致密，有效的提高了水泥漿體強度并使體系更加密實。本專利技術中，在硅灰和粉煤灰的協同作用的基礎上，石灰石粉作為摻合料有類似其他礦物摻合料的效應，并且具有其他摻合料不具有的效應，如微集料效應、微晶核效應、形貌效應、密實效應、分散效應，使得石灰石粉對水泥基材料的力學和耐久性起到進一步積極的作用。其中，微集料效應：石灰石粉的摻入使水泥基材料形成密實填充結構和細觀層次的自緊密堆積體系，硅灰和粉煤灰吸附體分散在密實填充結構和自緊密堆積體系的間隙，從而有效改善綜合性能，不僅提高水泥基材料的力學性能，更提高耐久性；微晶核效應：石灰石粉分散于水泥漿體中，為水泥水化體系起到晶核效應的作用，能加速水泥水化的進程，并改善水化產物的均勻性，使水泥式結構更加致密；形貌效應：光滑、堅硬的球形顆粒間可以起到滾珠的作用，增加水泥漿體的流動性；密實效應：石灰石粉密度小于水泥，等質量替代摻入后，可以獲得更多的膠凝材料漿體體積，從而提高拌合物的流動性；分散效應：超細的石灰石粉粒徑與水泥顆粒粒徑基本相同，石灰石粉使水泥顆粒更加分散，顆粒間距離增大，流動性增加。本專利技術中，使用聚羧酸減水劑代替普通的減水劑，具有更好的減水性，使制備的涂料流動性更好。聚羧酸系高效減水劑優異的減水功能是由減水劑分子的主鏈吸附在水泥顆粒表面，通過靜電斥力作用提高水泥-水體系的分散性，同時分子的側鏈對水泥-水體系進行空間阻隔，達到極高的減水率并增加水泥基材料的黏聚性，改善勻質性，遮瑕、性能增強作用更佳，使得減少了有毒有害外加劑的使用，摒棄了傳統水泥基涂料使用的催化劑、速凝劑、緩凝劑。通過靜電斥力、Macker空間位阻效應以及反應性高分子釋放作用，減水劑起到減水分散和保塌減縮作用。本專利技術中，使用聚醚改性硅消泡劑代替普通的水泥消泡劑，如磷酸三丁酯，從而具有更好的消泡效果，氣泡微孔的存在會使涂料的致密性下降。聚醚改性硅消泡劑，通過縮合技術在聚硅氧烷連上引入聚醚鏈，結合了聚醚和有機硅消泡劑二者的優點，在硅醚共聚物分子中，硅氧烷段是親油基，聚醚段是親水基，聚醚鏈段中聚環氧乙烷鏈節可以提供親水性和起泡性，聚環氧丙烷鏈節能提供疏水性和滲透力，對降低表面張力有較強的作用。作為消泡劑的使用其優點在于能在較低濃度下保持很好的消抑泡效果，在中高溫強堿條件下性能優良，在水中易分散且和起泡介質的相容性較好，使水泥基材料更加致密均勻，且無毒無害，是一種高性價比的產品。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。【實施例1】一種生態水泥基混凝土增強涂料，由固、液兩相組份混合配制，按照重量百分含量，其原料組成為：固相組分：38％的水泥，9％的硅灰，18％的粉煤灰，10％的石灰石粉；液相組分：20％的水，4％的減水劑，1％的消泡劑。固相組分中的水泥為普通硅酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥中的一種或者兩種，水泥的強度等級不小于32.5，本實施例中，水泥使用的是P.O42.5硅酸鹽水泥。固相組分中的硅灰為高溫冶煉產生的SiO2與Si氣體，再與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝形成的無定形超細活性硅灰。硅灰是一種工業副產品，可顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐以及耐磨性。固相組分中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于：由固、液兩相組份混合配制，按照重量百分含量，其原料組成為：固相組分：35～40％的水泥，5～10％的硅灰，15～20％的粉煤灰，10～15％的石灰石粉；液相組分：20～25％的水，1～5％的減水劑，1～5％的消泡劑；其中，以上各組分的重量百分含量之和為100％。

【技術特征摘要】
1.一種生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于：由固、液兩相組份混合配制，按照重量百分含量，其原料組成為：固相組分：35～40％的水泥，5～10％的硅灰，15～20％的粉煤灰，10～15％的石灰石粉；液相組分：20～25％的水，1～5％的減水劑，1～5％的消泡劑；其中，以上各組分的重量百分含量之和為100％。2.根據權利要求1所述的生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于：所述固相組分中的水泥為普通硅酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥中的一種或者兩種，所述水泥的強度等級不小于32.5。3.根據權利要求1所述的生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于：所述固相組分中的硅灰為高溫冶煉產生的SiO2與Si氣體，再與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝形成的無定形超細活性硅灰。4.根據權利要求1所述的生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于：所述固相組分中的粉煤灰為在火力發電廠中從煤燃燒后的煙氣中收捕下的細灰。5.根據權利要求1所述的生態水泥基混凝土增強涂料，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉華，李田雨，王偉，陳靚，李磊，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32