專利名稱：混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，如建筑物的結(jié)構(gòu)體、框架或者橋梁、隧道、以及預(yù)制混凝土、升降口等混凝土二次產(chǎn)品等混凝土的改質(zhì)材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
混凝土由于其壓縮強(qiáng)度大，能夠支撐很重的負(fù)荷，制成任意造型，耐火性、耐熱性、耐久性等性能優(yōu)良，價(jià)格比較低廉等原因，被廣泛應(yīng)用于土木、建筑物等各種領(lǐng)域中。但是，混凝土在制造成型后，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中所含有的水分會(huì)蒸發(fā)掉，由于干燥收縮而產(chǎn)生裂紋并且，由于鋼筋的腐蝕和堿性骨材反應(yīng)，也會(huì)產(chǎn)生裂紋。因此，就會(huì)存在很多由直徑大的細(xì)孔和直徑小的細(xì)孔構(gòu)成的連續(xù)細(xì)孔。在混凝土建筑物中，這種連續(xù)細(xì)孔連從一塊混凝士的面到另一面連續(xù)存在也就是如圖2所示，由于在混凝土2中產(chǎn)生的連續(xù)細(xì)孔3互相連接，酸性雨、氯等物質(zhì)通過(guò)這種連續(xù)細(xì)孔3，慢慢地滲入至混凝土2中，造成混凝土2的變質(zhì)，并且損傷內(nèi)部的鋼筋，導(dǎo)致外觀不佳、碳化、凍結(jié)溶解、鹽害、堿性骨材反應(yīng)等，從而導(dǎo)致耐久性降低。
因此，人們?cè)噲D對(duì)混凝土采取防水處理，以及讓有效的質(zhì)地改造材料深深地滲入混凝土2中。對(duì)混凝土自體質(zhì)地進(jìn)行改造的先例，如日本專利第2937309號(hào)。該專利是把以硅酸鈉為主要成分的無(wú)機(jī)浸透性防水材料涂抹或者注入至需防水部位和需修補(bǔ)部位，干燥后灑水反復(fù)數(shù)次，使防水材料滲透入混凝士?jī)?nèi)從而形成浸透防水保護(hù)層。在該先例中，硅酸鈉和混凝土中的鈣反應(yīng)，即所謂的凝膠化，由這種凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的浸透防水保護(hù)層就可以防止酸性雨的侵入了。但是，在該先例中質(zhì)地改造材料的主要成分是硅酸鈉單體，它和混凝上中的鈣反應(yīng)速度很快，在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)塵凝膠化，結(jié)果導(dǎo)致(如圖3所示)質(zhì)地改造材料1’只能滲透至混凝土2的裂紋3很淺的位置(約45mm)，所以質(zhì)地改造材料1’作用很小。而且，在施工過(guò)程中，為了使無(wú)機(jī)滲透性防水材料更深地滲透性，需干燥和灑水，這要等待5-7個(gè)小時(shí)的時(shí)間，而且還需要多次反復(fù)，所以操作復(fù)雜，需要很長(zhǎng)時(shí)間。綜上所述，由于質(zhì)地改造材料的主要成分是硅酸鈉，屬于堿性金屬的一種，容易發(fā)生凝膠化，即使長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)干燥和灑水，也不能使防水材料浸透更深。
本發(fā)明的目的就是為了解決改善已有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種物質(zhì)混合于水中，制成混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料，提供調(diào)整反應(yīng)速度的混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，降低和混凝土中的鈣反應(yīng)速度，延遲凝膠化，以獲得更佳的混凝土質(zhì)地改質(zhì)效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合，在混合液中添加氫氧化鈉。所述混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料的制造方法為分別從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種的物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合，再向該混合液中添加氫氧化鈉，攪拌一定時(shí)間后，過(guò)濾制成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于通過(guò)調(diào)節(jié)硅酸鈉和硅酸鉀混合液中氫氧化鈉的添加量就可以調(diào)節(jié)凝膠化的速度，所以根據(jù)混凝土劣化的情況，采用調(diào)制合適、所期望的混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料，將其滲透至混凝土的裂縫中，以防止空氣進(jìn)入混凝土而造成混凝土的變質(zhì)，而且還可以中和酸雨，防止混凝土劣化。而且，由于混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料在細(xì)孔內(nèi)發(fā)塵凝膠化，堵塞了細(xì)孔，所以可以抑制水分進(jìn)入混凝土內(nèi)，同時(shí)利用混合堿作用，還能夠防止堿性骨材反應(yīng)、鹽害、凍結(jié)溶解等?；旌蠅A作用的特點(diǎn)如下所述1.即使鹽從外部進(jìn)入，也不能釋放出游離氯。
2.把大氣中的NOx、SOx等污染物質(zhì)吸入凝膠中。
3.酸性大的物質(zhì)被吸入凝膠中，不會(huì)對(duì)混凝土中的鈣造成不良影響。


圖1(a)、(b)、(c)是本發(fā)明的質(zhì)地改質(zhì)]材料滲透情況的示意圖；圖2是混凝土連續(xù)細(xì)孔情況圖；
圖3是已有質(zhì)地改造材料滲透至混凝土中的情況圖。
圖中1為質(zhì)地改造材料、2為混凝土、3連續(xù)細(xì)孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明首先，分別取一定量的硅酸鈉和硅酸鉀，按照摩爾比1∶1的比例混合，制成濃縮液然后加水稀釋，接著把氫氧化鈉添加至該硅酸鈉和硅酸鉀混合液中，攪拌約1小時(shí)。然后，用3μm的過(guò)濾器過(guò)濾，制成混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料。這種混凝土改質(zhì)材料是含有鈉和鉀2種元素的堿性硅酸鹽混合水溶液。把這種混凝土改質(zhì)材料涂抹于混凝土表面，敷在細(xì)孔表面予以保護(hù)，如果在混凝土中有連續(xù)細(xì)孔3，如圖1(a)所示，由于毛細(xì)管現(xiàn)象，該改質(zhì)材料就會(huì)滲透深至混凝土的連續(xù)細(xì)孔(空隙)中(約200mm)，在細(xì)孔內(nèi)部發(fā)生凝膠化，填埋細(xì)孔。也就是說(shuō)，過(guò)去的專利第2937309號(hào)是把硅酸鈉作為主要成分，由于會(huì)造成過(guò)早凝膠化，所以不能滲透至混凝土連續(xù)細(xì)孔的深部，防止混凝土變質(zhì)的作用也就不充分。
對(duì)此，本發(fā)明中含有鈉和鉀2種堿性元素，添加氫氧化納后制成粘度小的堿性硅酸鹽混合水溶液，在這種水溶液中堿性離子(Na+離子、K+離子)反而不能延長(zhǎng)硅酸陰離子鏈，從而延遲了凝膠化，也延長(zhǎng)了凝膠化所需要的時(shí)間如圖1(b)所示，硅酸堿作為質(zhì)地改質(zhì)材料可以滲透至深部。也就是說(shuō)，本發(fā)明的硅酸堿混合水溶液可以溶解混凝土中的Ca(OH)2，生成堿性硅酸鈣。鈣離子和硅酸陰離子鏈結(jié)合，形成硅酸鈣鏈，再互相結(jié)合發(fā)塵凝膠化。此時(shí)，相反地，如果任何時(shí)候都不能凝膠化，那么就不會(huì)發(fā)揮防止水等物質(zhì)侵入的作用，所以在本發(fā)明中把硅酸鈉和硅酸鉀按照摩爾比1∶1的比例混合，利用按此比例混合的混合堿性作用，緩慢地凝膠化，通過(guò)連續(xù)細(xì)孔深深地滲透至混凝土內(nèi)部。
使用時(shí)，把上述這種質(zhì)地改造材料噴涂、涂抹至混凝土上，不但涂覆至混凝土表面，還能深深地滲透至混凝土200mm處，然后發(fā)塵凝膠化、固化。而且其滲透的深度可以通過(guò)調(diào)節(jié)氫氧化鈉的添加量而調(diào)整。
連續(xù)細(xì)孔3內(nèi)凝膠化的質(zhì)地改造材料如圖1(c)所示，即使干燥、凝膠化后，可以根據(jù)空氣中的水分和雨水會(huì)重新出現(xiàn)大面積凝膠，如圖1(b)所示，發(fā)揮防水作用。而且，于酸性雨而言，堿性成分可以中和酸性成分，使之無(wú)害化，吸收二氧化碳，抑制白化，吸收鹽分，使之無(wú)害，從而防止混凝土建筑物的變質(zhì)，顯著提高耐久性。同時(shí)，由于凝膠可以吸收二氧化碳，空氣中的二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，從而防止混凝士碳化。
另外，通過(guò)滲透至產(chǎn)生裂紋的混凝土中，可以防止裂紋的擴(kuò)大。還能防止堿性骨材反應(yīng)，即指堿和混凝土骨材的硅成分反應(yīng)而分解骨材，降低混凝土強(qiáng)度的反應(yīng)。只有水分進(jìn)入混凝土中生成堿性水溶液，才能發(fā)生堿性骨材反應(yīng)。本發(fā)明的質(zhì)地改質(zhì)材料可以吸收混凝士中凝膠化的氫氧化鈉，使之穩(wěn)定，從而保護(hù)了氫氧化鈣，不會(huì)生成堿性水溶液，因此不會(huì)和骨材發(fā)生反應(yīng)。
在施工過(guò)程中，先清掃、處理混凝土表面，以便讓質(zhì)地改質(zhì)材料更容易滲透。例如，用刷子涂抹、或者噴涂、或者用塑料容器低壓注入。為了促進(jìn)和混凝士中的鈣的反應(yīng)，灑水能使施工效果更好。
權(quán)利要求
1.一種混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料為從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合，在該混合液中添加氫氧化鈉。
2.一種混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料的制造方法為分別從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種以上的物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合，再向該混合液中添加氫氧化鈉，攪拌一定時(shí)間后，過(guò)濾制成。
3.一種混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，其特征在于所述混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料的制造方法為分別從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種以上的物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合制成濃縮液然后加水稀釋后再向該混合液中添加氫氧化鈉，攪拌一定時(shí)間后，過(guò)濾制成。
全文摘要
一種混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料及其制造方法，從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種物質(zhì)混合，在該混合液中添加氫氧化鈉。所述混凝土質(zhì)地改質(zhì)材料的制造方法為分別從硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰中至少選擇2種物質(zhì)按照摩爾比1∶1的比例混合，再向該混合液中添加氫氧化鈉，攪拌一定時(shí)間后過(guò)濾制成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)調(diào)節(jié)混合液中氫氧化鈉的添加量就可以調(diào)節(jié)凝膠化的速度，根據(jù)混凝土劣化的情況將其滲透至混凝土的裂縫中并發(fā)生凝膠化，以防止空氣進(jìn)入混凝土而造成混凝土的變質(zhì)，還可中和酸雨，防止混凝土劣化。同時(shí)利用混合堿作用，防止堿性骨材反應(yīng)、鹽害、凍結(jié)溶解等。
文檔編號(hào)C04B22/08GK1590338SQ200410035189
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者富田豊, 相馬尚文, 朱珦珦 申請(qǐng)人:富田豊, 相馬尚文, 朱珦珦