纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂及其制备方法【技术领域】[0001]本发明属于混凝土材料的防护处理【技术领域】，具体涉及一种纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂及其制备方法。[0002]随着经济、技术的发展，混凝土已经广泛应用到人类活动的各个领域，成为社会发展的基石。而然，普通混凝土在作为地坪和路面使用时，还存在耐磨性差、易于起灰、起砂等问题。这些问题正是混凝土本身的特点决定的:混凝土从浇筑到凝固硬化过程中，粗骨料下沉，水泥浆上浮，导致混凝土表面耐磨性差；水化反应后多余的水份从内部散发，造成混凝土结构中孔隙多，密实度差。外界腐蚀介质如酸性气体等，容易通过孔隙与混凝土发生反应，腐蚀混凝土结构性物质，或腐蚀混凝土结构中的钢筋，引起混凝土膨胀开裂，严重影响混凝土结构的安全性。[0003]目前，提高混凝土耐磨性的技术主要有三类，第一类是在混凝土表面铺设一层耐磨层。耐磨层可以瓷砖、石材等耐磨材料，但是存在造价高、施工麻烦，地面高度改变较大等问题，因而适用范围少。第二类是在混凝土表面涂布环氧树脂、聚脲树脂等涂料。虽然有一定的耐磨性提高，但是涂料不会改善混凝土的强度，而且有机涂膜将混凝土表面孔隙完全堵住，造成内部水汽不能自由排出，容易造成涂膜起壳脱层，此外，有机涂膜使用寿命较短，维护成本高。第三类是使用混凝土渗透硬化剂。混凝土渗透硬化剂是一类能渗入混凝土孔隙并与其发生反应从而增强混凝土的物质。从二十世纪出现水性硅酸盐渗透硬化剂以来，该类技术得到迅速发展。[0004]水性硅酸盐类渗透硬化剂包括水性硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁、硅酸锂等，由于制备和施工方法简单，对混凝土有较好的增强、增硬、提高耐磨性的效果，已在欧美等国家的大型超市、工厂、学校、机场等地坪上应用了几十年。但是，硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁等水性硬化剂，由于含有钠、钾等强碱性金属元素，PH值往往在12左右，易在混凝土表面形成碱性物质、盐类物质等析出，不仅影响地面表观，而且造成地面发滑，严重影响使用。水性硅酸锂硬化剂虽然“返碱”问题少，但是仍然存在硬化速度较慢(往往要几个月以后才会出现明显的光泽和硬度)，而且主要靠进口，造成价格高，国内市场产品以次充好的现象屡见不鲜。[0005]以水性硅酸盐及其他功能组份制备水性硅酸盐硬化剂的发明专利已有较多报道。CN200910055825.2公开了以硅酸锂为主要成份，氟硅酸镁、硅烷乳液、丙烯酸树脂乳液、石蜡和水为第二组份的硬化剂制备方法。使用方法是第一组份使用并干燥后再刷涂第二组份。该专利技术主要利用硅酸锂和混凝土反应，起增强作用。氟硅酸镁、硅烷乳液起一定的疏水作用，丙烯酸树脂乳液、石蜡则起光亮剂作用。该方法存在硅酸锂增硬反应速度慢，石蜡等光亮剂有效期比较短 ，多种组分混溶效果不好而出现浑浊等问题。CN201010543000.8公开了利用纳米级硅溶胶渗透到混凝土孔隙中，在偏铝酸钾催化作用下与氢氧化钙及未水化的水泥发生反应，生成交联结构的凝胶。另一关键组分甲基硅酸钾为憎水性的有机硅，在混凝土表面形成一层憎水膜，达到防尘、拒水作用。存在的缺点主要是硅溶胶和氢氧化钙的反应慢，生成的凝胶的交联密度不大，对混凝土的增硬效果不明显，耐磨性能没有明显提升。其后公开的CN201110354668.2以及CN201110152386.4，关键成份和制备思路都和CN201010543000.8相同。CN201110405075.4公开的一种用于低温冷库的混凝土密封固化剂，其制备思路是锂、钛、二氧化硅和水在加热条件下反应，生成水性锂基硬化剂。除了水性锂基硬化剂和混凝土反应较慢的缺点外，还存在锂和水反应剧烈，安全性低等制备方法上的问题。CN201110083155.2公开了一种多功能混凝土结构耐久性防护剂及其制备和应用方法，其组分为:有/无机复合氟硅丙聚合物、硅酸锂、硅酸钠、钥酸锂、四硼酸钠、硫酸钠、苯丙三氮唑、纳米二氧化钛、无水乙醇和水。虽然多方面保护了混凝土以及内部的钢筋，但并没有混凝土耐磨性能提高的表述。[0006] 由于有机硅在混凝土上较好的渗透性能、良好的疏水功能，对混凝土有一定的保护作用，是近年研究较多的一类混凝土保护剂。而简单的有机硅烷或者有机硅烷低聚物，虽然也能渗入到混凝土中，起到一定防护作用，但是其防护机理主要是利用硅烷在混凝土表面的疏水作用，而由于其聚合度低，往往不能形成交联状的网络状大分子，从而对混凝土孔隙的填充和增强作用很弱，更没有耐磨性能上的提高。具有如CN200910027824.7公开的以含有不饱和双键的烯基烷氧基硅烷聚合得到硅烷低聚物，虽然渗透性好、吸水率低，对混凝土结构的耐久性有保护作用，但是并没有提到对混凝土有增强作用。硅烷预聚物特别是含有三官能链结或者四官能链结的硅氧烷预聚物经过水解聚合反应后生成的网络状大分子凝胶，能够密实混凝土中的孔隙，通过单体结构、配比的控制，其完全缩聚的大分子树脂可以达到透明、硬度高、光泽度高、硬度高的效果，从而很好滴起到封闭混凝土孔隙，增强混凝土的作用。CN200910186739.5公开的技术方案就是采用此种思路。制备的液体组合物对混凝土表层增强增硬效果明显，同时还有防止起砂起尘等作用。但是，由于硅烷和四氯硅烷水解后的硅烷预聚物液体中含有盐酸，造成硅烷预聚体的储存稳定性差，容易在使用前进一步水解聚合，造成液体增稠或者凝胶，影响了在混凝土上的渗透性能或者直接不能使用。而且，单纯以有机硅树脂为增硬材料，耐磨性达不到使用要求。

[0007]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中水性硅酸盐类渗透硬化剂起效时间长，耐磨效果不够、容易“返碱”、硅烷类处理剂增强效果弱、单组份硅树脂类渗透硬化剂储存稳定性差耐磨性欠缺等问题，提供一种纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂及其制备方法。
[0008]为解决技术问题，本发明的解决方案是:
[0009]提供一种纳米硅改性双组份耐磨渗透硬化剂，该硬化剂包括甲、乙两种组分，其中:
[0010](I)甲组分由硅氧烷预聚物、耐磨改性材料、稳定剂和溶剂组成；硅氧烷预聚物占总质量的比例为15~40%，耐磨改性材料占总质量比例为1.7~34.95%，稳定剂占总质量比例为0.1~3 %，其余为溶剂；
[0011]所述的硅氧烷预聚物是指，由含有四官能链结的硅氧烷(Al)或含有三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种在溶剂中进行水解预聚合、或由含有四官能链结的硅氧烷(Al)或含有三官能链结的硅氧烷(A2)中的至少一种与二官能链结的硅氧烷(A3)通过水解预聚合制备的硅烷预聚物；
[0012]含有四官能链结的硅氧烷(Al)、含有三官能链结的硅氧烷(A2)、含有二官能链结的硅氧烷(A3)分别由以下各式表示:
[0013]