碳化混凝土再碱化用表面涂料及制备和使用方法

摘要

本发明公开了一种碳化混凝土再碱化用表面涂料，主要成分包括水、乙醇、氢氧化钠5g/100ml、CMC 3～‑6g/100ml、十六烷基三甲基溴化和十二烷基苯磺酸钠均为0.3～0.6g/100ml。本发明能避免直接修补所需的在混凝土上剥离碳化部分，防止大面积动工，减少薄弱部位，降低成本；避免电化学处理中电渗过程产生的碱集料反应，防止钢筋与混凝土粘结力的降低和氢脆反应的发生，保证混凝土的承载力。本发明能够形成稳定的碱性胶状物质，提高碱性物质的利用率，改善溶液带来的溶剂蒸发现象；适用于初始阶段的碳化混凝土修复；适用于大面积碳化混凝土的再碱化的修复。

权利要求

1.一种碳化混凝土再碱化用涂料，其特征在于：由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成；所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，浓度为0.3～0.6g/100ml；所述碱性物质的含量为5g/100ml；所述乙醇和水按体积份计为10～25：75～90；所述羧甲基纤维素钠的含量为3～6g/100ml。

2.根据权利要求1所述的碳化混凝土再碱化用涂料，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，所述非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

3.根据权利要求1所述的碳化混凝土再碱化用涂料，其特征在于：所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化锂三者中的一种或两种的组合。

4.根据权利要求1至3任一所述的碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌溶解；

2)在所述步骤1)的混合溶液中继续加入氢氧化钠，搅拌溶解；

3)在所述步骤2)的混合溶液中继续加入羧甲基纤维素钠，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液。

5.根据权利要求1至3任一所述的碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)清理需要处理的碳化构件表面；

2)在所述碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性；

3)将碳化混凝土再碱化用涂料灌入所述木模板，反应至少28天。

说明书

碳化混凝土再碱化用表面涂料及制备和使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混凝土修复涂料，尤其涉及碳化混凝土再碱化方面，属于土木工程材料方面涂料法使混凝土停止碳化并进行再碱化的技术。

背景技术

[0002] 碳化混凝土再碱化是在混凝土结构的某些部位实施某些措施，使碳化混凝土pH值重新恢复到11以上，防止内部钢筋的锈化腐蚀。混凝土碳化是一种常见的工程现象，空气中CO2气渗透到混凝土内，与毛细孔中Ca(OH)2发生反应并使其含量会逐渐减少，同时使混凝土pH值逐渐降低，从而降低混凝土对钢筋的保护能力，降低混凝土的耐久性。目前解决混凝土碳化的方案主要有两种：一种是直接修补，需要将已碳化部分剥离后重新浇筑；一种是电化学处理，使电子流入钢筋，钢筋发生阴极反应，混凝土内部产生阴极反应产物OH-。这两种方法都存在着不能大面积使用、便利与成本不能兼得的缺点。所以，需要研发一种新型的混凝土表面涂料，既能够有效地将已碳化的混凝土再碱化，又能避免上述两种方案的缺点。

发明内容

[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种设计简单、加工方便、稳定可靠的碳化混凝土再碱化用表面涂料，实现以直接涂刷的方式进行大面积碳化混凝土再碱化的恢复工作。

[0004] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0005] 一种碳化混凝土再碱化用涂料，由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成。

[0006] 进一步的，在本发明中，所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

[0007] 进一步的，在本发明中，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化锂三者中的一种或两种的组合。。

[0008] 进一步的，在本发明中，所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，浓度为0.3～0.6g/100ml。

[0009] 进一步的，在本发明中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，所述非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

[0010] 进一步的，在本发明中，所述氢氧化钠的含量为5g/100ml。

[0011] 进一步的，在本发明中，所述羧甲基纤维素钠的含量为3～6g/100ml。

[0012] 进一步的，在本发明中，所述乙醇和水按体积份计为10～25：75～90。

[0013] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0014] 1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌溶解；

[0015] 2)在所述步骤1)的混合溶液中继续加入氢氧化钠，搅拌溶解；

[0016] 3)在所述步骤2)的混合溶液中继续加入羧甲基纤维素钠，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液。

[0017] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，包括以下步骤：

[0018] 1)清理需要处理的碳化构件表面；

[0019] 2)在所述碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性；

[0020] 3)将碳化混凝土再碱化用涂料灌入所述木模板，反应至少28天。

[0021] 有益效果：本发明提供的碳化混凝土再碱化用表面涂料，能够避免直接修补所需的在混凝土上剥离碳化部分，防止大面积动工，减少薄弱部位，降低成本；避免电化学处理中电渗过程产生的碱集料反应，防止钢筋与混凝土粘结力的降低和氢脆反应的发生，保证混凝土的承载力；通过羧甲基纤维素钠的使用，能有效形成稳定的碱性胶状物质，提高碱性物质的利用率，改善溶液带来的蒸发现象；通过合理的表面活性剂的使用，保证氢氧根离子能有效渗透进入混凝土毛细管中，起到碱化作用。

具体实施方式

[0022] 一种碳化混凝土再碱化用涂料，由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成。

[0023] 其中，表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，均为0.3～0.6g/100ml；优选的，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)，非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(C19H42BrN)。表面活性剂使涂料与混凝土的界面张力降低，从而来改良溶剂对混凝土的湿润性，从而利于碱性物质的渗入。

[0024] 碱性物质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化锂(LiOH)三者中的一种或两种的组合，总的含量为5g/100ml。碱性物质的目的是提供充足的氢氧根离子，尤其是在常见的碱性物质中氢氧化钠与水的溶解性最好，且易获得，成本适中。

[0025] 羧甲基纤维素钠(CMC)的含量为3～6g/100ml，实际配置量按工程所需具体确定。

[0026] 乙醇和水按体积份计为10～25：75～90，在炎热或干燥环境中可酌情减少乙醇和CMC的用量。羧甲基纤维素钠(CMC)的选用是因为其具有的稳定，无毒，无腐蚀，中性并可以吸水膨胀为透明粘稠胶液的特性，可以作为碱性物质的有效载体。

[0027] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0028] 1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌完全溶解；

[0029] 2)在步骤1)的混合溶液中继续加入碱性物质，搅拌溶解；

[0030] 3)在步骤2)的混合溶液中继续加入CMC，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液，CMC添加时分批少量加入。

[0031] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，包括以下步骤：

[0032] 1)清理需要处理的碳化构件表面；

[0033] 2)在碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性；

[0034] 3)将碳化混凝土再碱化用涂料灌入上述木模板，反应至少28天。

[0035] 实施例1

[0036] 一种碳化混凝土再碱化用涂料，由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成。

[0037] 其中，表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，均为0.5g/100ml；阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)，非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(C19H42BrN)。

[0038] 碱性物质为NaOH，含量为5g/100ml。

[0039] 乙醇和水按体积份计分别为20ml和80ml；CMC的含量为5g/100ml，用CMC形成胶状液作为碱性物质载体，在炎热或干燥环境中可酌情减少乙醇和CMC的用量。

[0040] 主要成分包括氢氧化钠、CMC、十六烷基三甲基溴化和十二烷基苯磺酸钠，核心成分为氢氧化钠、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠。

[0041] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0042] 1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌完全溶解；

[0043] 2)在步骤1)的混合溶液中继续加入NaOH，搅拌完全溶解；

[0044] 3)在步骤2)的混合溶液中继续加入CMC，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液，且无明显CMC固体颗粒；CMC添加时分批少量加入。

[0045] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，包括以下步骤：

[0046] 1)清理需要处理的碳化构件表面；清除表面灰尘、杂质、碎块等，如遇混凝土较密实情况，可采用柠檬酸进行喷洒处理，消除部分碳化产生CaCO3；

[0047] 2)在碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性和整体性；

[0048] 3)根据工程需要的构件参数(构件的大小、数目)估算出需要配制的碳化混凝土再碱化用涂料的需用量，按所述配制方法进行配制；

[0049] 4)将配置好的碳化混凝土再碱化用涂料灌入上述木模板，并采取必要的保水措施，反应至少28天的处理时间，具体时间试构件尺寸及碳化程度而定。

[0050] 实施例2

[0051] 一种碳化混凝土再碱化用涂料，由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成。

[0052] 其中，表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，均为0.3g/100ml；阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)，非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(C19H42BrN)。

[0053] 碱性物质为氢氧化钙(Ca(OH)2)，含量为5g/100ml。

[0054] 乙醇和水按体积份计分别为10ml和90ml；CMC的含量为3g/100ml，在炎热或干燥环境中可酌情减少乙醇和CMC的用量。

[0055] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0056] 1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌完全溶解；

[0057] 2)在步骤1)的混合溶液中继续加入Ca(OH)2，搅拌完全溶解；

[0058] 3)在步骤2)的混合溶液中继续加入CMC，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液，且无明显CMC固体颗粒；CMC添加时分批少量加入。

[0059] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，包括以下步骤：

[0060] 1)清理需要处理的碳化构件表面；清除表面灰尘、杂质、碎块等，如遇混凝土较密实情况，可采用柠檬酸进行喷洒处理，消除部分碳化产生CaCO3；

[0061] 2)在碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性和整体性；

[0062] 3)根据工程需要的构件参数(构件的大小、数目)估算出需要配制的碳化混凝土再碱化用涂料的需用量，按所述配制方法进行配制；

[0063] 4)将配置好的碳化混凝土再碱化用涂料灌入上述木模板，并采取必要的保水措施，反应至少28天的处理时间，具体时间试构件尺寸及碳化程度而定。

[0064] 实施例3

[0065] 一种碳化混凝土再碱化用涂料，由表面活性剂、碱性物质、乙醇、水和羧甲基纤维素钠组成。

[0066] 其中，表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的含量相同，均为0.6g/100ml；阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)，非离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(C19H42BrN)。

[0067] 碱性物质为氢氧化锂(LiOH)，含量为5g/100ml。

[0068] 乙醇和水按体积份计分别为25ml和75ml；CMC的含量为6g/100ml，在炎热或干燥环境中可酌情减少乙醇和CMC的用量。

[0069] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0070] 1)将等量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠加入由乙醇和水组成的混合溶液中，搅拌完全溶解；

[0071] 2)在步骤1)的混合溶液中继续加入LiOH，搅拌完全溶解；

[0072] 3)在步骤2)的混合溶液中继续加入CMC，不断搅拌直至形成透明黏稠状胶液，且无明显CMC固体颗粒；CMC添加时分批少量加入。

[0073] 一种碳化混凝土再碱化用涂料的使用方法，包括以下步骤：

[0074] 1)清理需要处理的碳化构件表面；清除表面灰尘、杂质、碎块等，如遇混凝土较密实情况，可采用柠檬酸进行喷洒处理，消除部分碳化产生CaCO3；

[0075] 2)在碳化构件的四周设置现浇混凝土结构所用的木模板，在连接处涂环氧树脂保证密封性和整体性；

[0076] 3)根据工程需要的构件参数(构件的大小、数目)估算出需要配制的碳化混凝土再碱化用涂料的需用量，按所述配制方法进行配制；

[0077] 4)将配置好的碳化混凝土再碱化用涂料灌入上述木模板，并采取必要的保水措施，反应至少28天的处理时间，具体时间试构件尺寸及碳化程度而定。

[0078] 实施例1至3的方法适用于处理钢筋尚未发生锈蚀的构件，即以预防作用为主。如果钢筋已经发生锈蚀，或构件有其他形式的破坏(如剥落、裂缝等)则应按相关规范处理办法进行处理。

[0079] 本案提供的碳化混凝土再碱化用表面涂料为胶状，不能够修复深处的混凝土，适用于初始阶段的混凝土碳化修复；本方案提供的碳化修复涂料适用于大面积混凝土的碳化再碱化的修复。

[0080] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。