一种早强耐磨型混凝土养护剂及其制备方法和用途[0002]传统的混凝土养护方法是覆盖湿麻袋、湿草袋或堆湿沙后再洒水等，既消耗人力、物力和时间，又无法满足高层、大型建筑物和缺水干旱地区建筑物的施工要求。随着混凝土技术的发展，化学养生法应运而生。化学养生法主要是通过在建筑物表面喷洒、涂抹成膜材料以防止混凝土内部水分散失的工艺方法，与传统的养护方法相比，具有省工、省时、节水等优点，适用于公路、机场道坪、高层建筑、桥梁等工程的养护。对水源缺乏地区或无法采用常规方法养护的工程，更显示出其优越性。[0003]常见的混凝土养护剂主要有以下几类:溶剂型树脂溶液、石蜡乳液、聚合物乳液和以水玻璃为主的硅酸盐溶液等。溶剂型树脂溶液、石蜡乳液、聚合物乳液这几类养护剂的养生机理是在混凝土表面形成一层致密连续的薄膜，阻止水分的散失，使得混凝土内部充分水化。而以水玻璃为主的硅酸盐溶液类养护剂，是通过渗透到混凝土表层与水泥水化产物进行反应，形成胶凝物质，将混凝土内部毛细孔隙封闭，阻止水分的散失，进而达到保水养生效果。[0004]具体而言，溶剂型树脂溶液保水性较好，但其在成膜过程中有机挥发物较多，对周围环境污染严重。石蜡乳液成膜致 密，保水性很好，但其成膜较脆，易开裂，此外，石蜡乳液成膜受混凝土表面自由水的影响较大，若喷洒过早，混凝土表面自由水会降低石蜡膜与混凝土的粘结力，影响其成膜效果。聚合物乳液类养护剂种类较多，其主要成膜材料为丙烯酸树脂，该类养护剂成膜封闭性较差，与混凝土表面的粘附力低，导致成膜易剥离。水玻璃类养护剂不能在混凝土表面形成封闭的薄膜，保水率仅30%左右，但水玻璃类养护剂可以与水泥水化产物反应形成胶凝物质，填充混凝土内部孔隙，阻止混凝土内部水分散失，同时可以提高混凝土表面强度。
[0005]发明要解决的问题[0006]本申请旨在克服上述已知的混凝土养护剂的缺陷，开发出一种早强耐磨型混凝土养护剂，以解决现有技术的养护剂所存在的保水性低、成膜性差、膜开裂或剥离等问题。_7] 用于解决问题的方案[0008]本申请提供一种早强耐磨型混凝土养护剂，其特征在于以所述养护剂的总重量计，由以下组分组成:石蜡乳液45%~65% ;EVA乳液10%~20% ;有机硅改性丙烯酸酯乳液3%~8%，优选4%~6% ;稳定剂0.5%~1%，优选0.6%~0.9% ;消泡剂0.03%~0.08%，优选0.04%~0.06%;增塑剂0.5%~1%，优选0.6%~0.8%;成膜助剂0.6%~I %，优选0.7 %~0.9 % ;快硬组分0.3 %~0.8 %，优选0.5 %~0.7 % ;和余量的水。[0009]根据本申请所述的养护剂，其特征在于，所述快硬组分为醇胺和碱金属碳酸盐的组合，其中醇胺与碱金属碳酸盐的重量比例为(3~5): (I~3)。
[0010]根据本申请所述的养护剂，其特征在于，所述醇胺为三乙醇胺或二乙醇胺，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾。
[0011]根据本申请所述的养护剂，其特征在于，所述醇胺为三乙醇胺，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂。
[0012]根据本申请所述的养护剂，其特征在于，所述稳定剂为十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅的组合，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例为(2~4): (3~5): (2~4)，优选为3:4:3。
[0013]本申请还提供一种制备根据本申请所述的早强耐磨型混凝土养护剂的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0014](I)将稳定剂、快硬组分分别溶于水中，形成稳定剂溶液和快硬组分溶液，备用；
[0015](2)将石蜡乳液、消泡剂、增塑剂、成膜助剂一次加入反应容器中搅拌均匀；
[0016](3)将EVA乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液依次加入反应容器中搅拌；
[0017](4)将备用的稳定剂溶液、快硬组分溶液依次加入反应容器中，并将余量水加入进行搅拌，即可制得所述混凝土养护剂。 [0018]根据本申请所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，搅拌时间约为I~2min，搅拌速度控制在100~300r/min。
[0019]根据本申请所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，搅拌速度控制在400~500r/min,所述两种乳液加入后,继续搅拌0.5~lmin。
[0020]根据本申请所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，搅拌时间为3~5分钟，搅拌速度控制在400~500r/min。
[0021]本申请还提供根据本申请所述的早强耐磨型混凝土养护剂用于混凝土养生的用途。
[0022]发明的效果
[0023]本申请的早强耐磨型混凝土养护剂能够提高养护剂成膜后的膜韧性，避免由于膜开裂而造成的水分散失。同时，提高了膜与混凝土表面的粘结力，降低了混凝土表面自由水对成膜效果及粘附能力的影响，保证了养护剂成膜效果。使用本申请的养护剂进行养生的混凝土，保水率、早期强度和耐磨性显著提高。

[0024]本申请涉及一种早强耐磨型混凝土养护剂，其特征在于以所述养护剂的总重量计，由以下组分组成:石蜡乳液45%~65% ;EVA乳液10%~20% ;有机硅改性丙烯酸酯乳液3%~8%，优选4%~6% ;稳定剂0.5%~1%，优选0.6%~0.9% ;消泡剂0.03%~
0.08%，优选0.04%~0.06%;增塑剂0.5%~1%，优选0.6%~0.8%;成膜助剂0.6%~I %，优选0.7 %~0.9 % ;快硬组分0.3 %~0.8 %，优选0.5 %~0.7 % ;和余量的水。
[0025]石蜡乳液可选用广泛市售的产品，通常选用固含量为30 ± I %的阴-非离子型(即由阴离子和非离子型表面活性剂复合而成)乳液，例如抚顺文爱新科技有限公司、廊坊仁信化工厂、广东省东莞市澳达化工有限公司、上海焦耳蜡业有限公司生产的石蜡乳液等。[0026]EVA乳液可选用广泛市售的产品，例如山西三维集团股份有限公司、南京南维化工有限公司、上海睿季粘合剂有限公司、广州市淇盛化工有限公司生产的EVA乳液等，在本申请中优选使用山西三维集团股份有限公司生产的SWE-7。
[0027]有机硅改性丙烯酸酯乳液可选用广泛市售的产品，例如北京宝威乳胶有限公司生产的BP-108、广东海顺新材料科技有限公司生产的HMP-S801等，在本申请中优选使用北京宝威乳胶有限公司生产的BP-108。
[0028]消泡剂可选用聚醚硅氧烷类消泡剂，例如宿州市华润化工有限责任公司生产的SXP-105消泡剂、沈阳瑞驰表面技术有限公司生产的AF-6384消泡剂、淄博冠儒化工产品销售有限公司生产的AFS型消泡剂等。
[0029]增塑剂可选用广泛市售的产品，例如营口天元化工研究所股份有限公司、山东科兴化工有限责任公司、苏州伊格特化工有限公司生产的增塑剂等，在本申请中优选使用营口天元化工研究所股份有限公司生产的邻苯二甲酸二丁酯。
[0030]成膜助剂可选用广泛市售的产品，例如姜堰市齐大涂料助剂有限公司、江苏润泰化学有限公司、上海鸿涂实业有限公司生产的成膜助剂等，在本申请中优选使用姜堰市齐大涂料助剂有限公司生产的十二碳醇酯。
[0031]本申请的混凝土养护剂中的快硬组分为醇胺和碱金属碳酸盐的组合，其中醇胺与碱金属碳酸盐的重量比例为(3~5): (I~3)。其中醇胺可以为三乙醇胺或二乙醇胺，优选三乙醇胺；碱金属碳酸盐可以为碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾，优选碳酸锂。
[0032]所述快硬组分可以促进水泥水化，提高混凝土表面强度。与混凝土内部水化产物发生反应，生成物将 混凝土表面孔隙堵住，既阻止水分散失又提高表面强度；其中的醇胺，特别是三乙醇胺可以加速铝酸三钙的水化和钙钒石的形成，其中的碱金属碳酸盐，特别是碳酸锂可以加快混凝土凝结时间，提高抗渗能力。
[0033]本申请的混凝土养护剂在养生过程中具有双层阻隔的效果。将其喷洒在混凝土表面之后，在所述快硬组分的作用下，表层混凝土迅速硬化，在I~2_范围内形成一层致密的混凝土壳，避免了水泥混凝土早期水分的散失，形成混凝土养生的第一道屏障；同时其它组分形成致密连续的薄膜，在二次阻隔作用下很好地解决了混凝土早期养生问题。
[0034]本申请的混凝土养护剂中的稳定剂除了具有分散稳定乳液的效果，还可以提高混凝土表面强度，增强混凝土表面耐磨性。其的重量比组成为:十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化娃=(2~4): (3~5): (2~4),优选为3:3:4。
[0035]该稳定剂中，纳米二氧化硅具有很好的分散稳定效果，并且纳米二氧化硅可与混凝土内部产物发生反应，生产物将混凝土内部毛细孔堵住，既有效的阻止水分的散失，又提高混凝土表面强度。同时纳米二氧化硅还具有一种非常重要的特性，即它可以明显提高混凝土表面的耐磨性。另外，十二烷基磺酸钠和三偏磷酸钠的加入可以更好地提高养护剂的稳定性，尤其对于长期储存具有较好的作用。
[0036]本申请采用由上述重量比例的十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠、纳米二氧化硅组成的稳定剂，可以综合这三种组分的优点，实现良好的效果。
[0037]本申请还涉及一种所述混凝土养护剂的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0038](I)将稳定剂、快硬组分分别溶于水中，形成稳定剂溶液和快硬组分溶液，备用；
[0039](2)将石蜡乳液、消泡剂、增塑剂、成膜助剂一次加入反应容器中搅拌均匀，通常搅拌时间约为I~2min,搅拌速度控制在100~300r/min ；
[0040](3)将EVA乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液依次加入反应容器中搅拌，搅拌速度控制在400~500r/min,所述两种乳液加入后,继续搅拌0.5~Imin ；
[0041](4)将备用的稳定剂溶液、快硬组分溶液依次加入反应容器中，并将余量水(即按照各组分的配合比例，扣除配制稳定剂溶液与快硬组分溶液中的水)加入，搅拌速度控制在400~500r/min,搅拌3~5min,即可制得所述混凝土养护剂。
[0042]本申请还涉及所述混凝土养护剂用于混凝土养生的用途。
[0043]实施例
[0044]在本申请的实施例和对比例中，石蜡乳液使用抚顺文爱新科技有限公司生产的30型阴-非离子型石蜡乳液，EVA乳液使用山西三维集团股份有限公司生产的SWE-7，有机硅改性丙烯酸酯乳液使用北京宝威乳胶有限公司生产的BP-108，消泡剂使用宿州市华润化工有限责任公司生产的SXP-105消泡剂，增塑剂使用营口天元化工研究所股份有限公司生产的邻苯二甲酸二丁酯，成膜助剂使用姜堰市齐大涂料助剂有限公司生产的成膜助剂。
[0045]三乙醇胺为广州市西岭化工有限公司生产，纯度为99%。
[0046]碳酸锂为江西赣锋锂业股份有限公司生产，工业级。
[0047]十二烷基磺酸钠为苏州日出化工有限公司生产，工业级，主要成分约为97%。
[0048]三偏磷酸钠为无锡杰瑞化学有限公司生产，工业级。
[0049]纳米二氧化硅为杭州万景新材料有限公司生产，比表面积大于160m2/g。
[0050]实施例1
[0051]本实施例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.8质量份，消泡剂0.06质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.5质量份，水22.14
质量份。
[0052]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。
[0053]该养护剂的制备包括如下步骤:首先，将称量好的稳定剂和快硬组分分别溶于水中，搅拌均匀，形成稳定剂溶液和快硬组分溶液，备用；然后将称量好的石蜡乳液、消泡剂、增塑剂、成膜助剂一次加入反应容器内，开动搅拌机进行搅拌，搅拌时间约为lmin，搅拌速度控制约在200r/min ;然后将EVA乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液依次加入反应容器内，并将搅拌机控制在约450r/min,搅拌0.5min后,将准备好的稳定剂溶液、快硬组分溶液和余量的水(即按照各组分的配合比例，扣除配制稳定剂溶液与快硬组分溶液中的水)依次倒入反应容器内，恒速搅拌4min即可。
[0054]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为92 %，混凝土 7d抗压强度比为93 %，混凝土 28d磨耗量为1.21 Ikg/m2。
[0055]实施例2 [0056]本实施例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.8质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.7质量份，水21.95
质量份。
[0057]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。
[0058]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0059]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为91 %，混凝土 7d抗压强度比为96 %，混凝土 28d磨耗量为0.972kg/
m2o
[0060]实施例3
[0061]本实施例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液16质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液4质量份，稳定剂0.7质量份，消泡剂0.06质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.5质量份，水22.24
质量份。
[0062]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。
[0063]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0064]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为85 %，混凝土 7d抗压强度比为91 %，混凝土 28d磨耗量为1.232kg/m2.
[0065]实施例4
[0066]本实施例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液16质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液4质量份，稳定剂0.7质量份，消泡剂0.06质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.7质量份，水22.04
质量份。
[0067]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。
[0068]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0069]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为87%，混凝土 7d抗压强度比为94%，混凝土 28d磨耗量为0.986kg/m2.
[0070]实施例5
[0071]本实施例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液14质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液6质量份，稳定剂0.9质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.9质量份，快硬组分0.3质量份，水22.15
质量份。
[0072]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。
[0073]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0074]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为94%，混凝土 7d抗压强度比为92%，混凝土 28d磨耗量为1.483kg/
m2o
[0075]对比例I
[0076]本对比例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，水23.45质量份。
[0077]该养护剂的制备步骤同实施例1。 [0078]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养
护剂72h有效保水率为69 %，混凝土 7d抗压强度比为85 %，混凝土 28d磨耗量为1.932kg/
2
m ο
[0079]对比例2
[0080]本对比例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.2质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，水23.25质量份。
[0081]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化娃的重量比例=3:4:3。
[0082]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0083]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为76 %，混凝土 7d抗压强度比为89 %，混凝土 28d磨耗量为1.821kg/m2。
[0084]对比例3
[0085]本对比例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.2质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.5质量份，水22.75
质量份。
[0086]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分由碳酸锂和三乙醇胺组成，碳酸锂与三乙醇胺的重量比例为1:3。[0087]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0088]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为79 %，混凝土 7d抗压强度比为89 %，混凝土 28d磨耗量为1.256kg/m2。
[0089]对比例4
[0090]本对比例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.8质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，水22.65质量份。
[0091]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化娃的重量比例=3:4:3。
[0092]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0093]按照JT/T522-2004《公路工 程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养
护剂72h有效保水率为91 %，混凝土 7d抗压强度比为91 %，混凝土 28d磨耗量为1.801kg/
2
m ο
[0094]对比例5
[0095]本对比例的用于水泥混凝土路面早期养生的养护剂由以下组分组成:石蜡乳液55质量份，EVA乳液15质量份，有机硅改性丙烯酸酯乳液5质量份，稳定剂0.8质量份，消泡剂0.05质量份，增塑剂0.7质量份，成膜助剂0.8质量份，快硬组分0.2质量份，水22.45
质量份。
[0096]稳定剂由十二烷基磺酸钠、三偏磷酸钠和纳米二氧化硅组成，其中十二烷基磺酸钠:三偏磷酸钠:纳米二氧化硅的重量比例=3:4:3。快硬组分仅由硅酸钠组成。
[0097]该养护剂的制备步骤同实施例1。
[0098]按照JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》的要求进行养护剂有效保水率、混凝土抗压强度比和混凝土磨耗量的试验。其中养护剂的喷涂量为200g/m2混凝土。经测试，养护剂72h有效保水率为92 %，混凝土 7d抗压强度比为93 %，混凝土 28d磨耗量为1.612kg/
m2o
[0099]从本申请的实施例和对比例可以看出，本申请的养护剂可以使得混凝土的保水率、早期强度和耐磨性显著提高。相反，不符合本申请要求的对比例中，混凝土的保水率、早期强度和耐磨性较差。