CN101362867A - 一种无机粉体渗透结晶防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机粉体渗透结晶防水涂料,它是由45~55份600#硅酸盐水泥、20~25份超细石英砂、25~30份母料、1~5份高效缓凝型减水剂和1~5份高分子增韧剂组成。将上述原料输送到搅拌机搅拌均匀而制成。该无机粉体渗透结晶防水涂料的特点是有二次抗渗能力,防水性能持久、粘结性强、耐酸、碱物质腐蚀,具有能在混凝土基体的毛细孔和微裂纹中生长出不溶晶体,将毛细孔通道和微裂纹堵塞,从而提高混凝土的抗渗能力,达到防渗、防漏的目的。可广泛用于地铁、道路、港口码头、涵洞、坝池和地下大型工程的防水工程中使用。

Description

一种无机粉体渗透结晶防水涂料
技术领域
本发明属于建筑防水工程技术领域,涉及防水涂层材料,具体的说,是一种用于高速公路、垃圾填埋场、桥梁、隧道、地下等混凝土结构建筑物的平、立面防水、防渗漏的无机粉体渗透结晶防水涂料。
背景技术
混凝土是一种多孔物质,毛细孔和微裂纹是引起混凝土渗漏的根本原因。如变形引起,包括因温度湿度变化引起收缩、膨胀,不均匀沉陷等;外荷载(动、静荷载)直接应力引起。目前普遍使用的水泥基防水材料大部分属表面密封防水剂,防水效果只作用在表面,不能自动、深入地渗透到结构内部,防水效果不持久。随着时间推移产生持续的退化过程,一旦防水涂层遭到破坏,防水能力随之丧失。这种防水涂料是由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、精制石英砂为基材制成的,经过实际施工应用发现,这种水泥基渗透结晶防水涂料因为是刚性涂料,容易与混凝土粘结,但粘结后,仍能产生刚性裂缝,其裂缝就成为渗水和漏水的通道,起不到防水作用。
因此,如果能在混凝土基体的毛细孔和微裂纹中生长出不溶晶体,将毛细孔通道和微裂纹堵塞,就能提高混凝土的防水能力。最近研发的水泥基渗透结晶防水涂料,就是利用这一原理进行防水保护的,这种防水涂料是由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、精制石英砂为基材,同时掺入多种活性化学物质组成,是一种刚性防水涂料,当与水混合涂刷于混凝土基体上时,材料中活性化学物质便会在浓度梯度的作用下向混凝土内部渗透,与混凝土中游离的CaO、Ca(OH)2等发生反应,并促使混凝土中未水化水泥的水化,生成不溶性的枝蔓状晶体,堵塞、封闭毛细孔通道,从而提高混凝土的抗渗能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水、防渗漏效果好、时间久的无机粉体渗透结晶防水涂料,它是在原有的水泥基渗透结晶防水涂料的配方中,加入一种粉体高分子增韧剂,同时掺入多种活性化学物质,制成的防水涂料具有一定韧性与混凝土粘结后,克服刚性裂缝,起到防水作用。
本发明的技术方案如下:
一种无机粉体渗透结晶防水涂料,它含有胶凝组分45~55份、骨架剂20~25份、母料25~30份、高效缓凝型减水剂1~5份、高分子增韧剂1~5份。
根据施工的高速公路、桥梁、隧道、地下等混凝土结构建筑物防水材料层的需要,还可以加入0.1~5份的速凝剂。也可以加入早强剂1-5份。
具体来说防水涂料是由下述原料组成:
胶凝组分45~55份、骨架剂20~25份、母料25~30份、高效缓凝型减水剂1~5份、高分子增韧剂1~5份、速凝剂0.1~5份组成。
根据施工的需要防水涂料由胶凝组分45~55份、骨架剂20~25份、母料25~30份、高效缓凝型减水剂1~5份、高分子增韧剂1~5份,早强剂1-5份组成。
本发明所述母料是含有活性化学物质络合剂、活性硅剂、钙铝复合盐的混合物。其中络合剂为二元有机弱酸、活性硅助剂为硅的无机盐、钙铝复合盐为含钙化合物和铝硫酸盐。
本发明所述的高分子增韧剂,为粉末状纤维素或聚乙烯醇,例如羧甲基纤维素、聚乙烯醇(PVA-17-99F)等。以提高涂料的粘结性能和韧性。
本发明所述的胶凝组分为600#硅酸盐水泥。它作为无机粉体渗透结晶防水涂料的主要胶凝组分。为提高涂料自身强度和刚度,同时抑制涂料的收缩,在配制涂料时加入超细石英砂,超细石英砂,起骨架作用,其细度要求为70~100目。
本发明所述的速凝剂是一种快速堵漏材料,速凝剂的主要种类有无机盐类和有机物类。我国常用的速凝剂是无机盐类。无机盐类速凝剂按其主要成分大致可分为三类:以铝酸钠为主要成分的速凝剂;以铝酸钙、氟铝酸钙等为主要成分的速凝剂;以硅酸盐(NaSiO3)为主要成分的速凝剂。主要型号有红星1型、711型、782型、8604型、WJ—1、J85型等能在水中快速凝固,常温下3分钟初凝,5分钟后终凝,适合堵漏的需要。
本发明所述的早强剂为硫酸盐类:如碘酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钠或硫酸铝。掺早强剂及早强减水剂混凝土的搅拌和振捣方法,可与不掺外加剂的混凝土相同。如以粉剂加入搅拌机时,应先与水泥、骨粉干拌后再加水,搅拌时间不得少于3min。
本发明所述的高效缓凝型减水剂,含有氯化锌(ZnCl2)、硫酸钙(CaSO4)或磷酸盐(2-磷酰-1,2,4-三羧酸)缩写:PBTC,分子式:C7H11O9P等等。加入的目的在于改善涂料施工性能,提高涂层力学性能,其掺量应根据环境温度、施工要求的混凝土凝结时间、运输距离、停放时间、强度等来确定。以溶液掺加时计量必须正确,使用时加入拌合水中,溶液中的水量应从拌合水中扣除。难溶和不溶物较多的应采用干掺法,并延长混凝土搅拌时间30s。并始终保持混凝土表面潮湿,终凝以后应浇水养护,当气温较低时,应加强保温保湿养护。
本发明研制的无机粉体渗透结晶防水涂料,以水为载体,利用砼结构中的毛细孔、迅速向砼结构内部渗透,渗透力极强,据大量实验证明,在28天后可渗透到砼结构内部100mm处,在自然环境中放置一年后,渗透深度可达250~300mm。在渗透过程中,涂料的活性化学物质与砼结构内的微粒和尚未完全水化的成分再次发生水化反应,逐渐生成不溶性的枝蔓状结晶体与混凝土结合成为一个整体,可承受2Mpa水压而不渗水,第二次抗渗压力也可超过0.8Mpa。主要依靠浓度梯度变化的原理即材料中的活性化学物质涂刷在混凝土表面时的浓度最大,随着时间的增加,活性化学物质逐渐向混凝土内部渗透,浓度越来越稀,形成了浓度梯度,向混凝土内部渗透,并促使混凝土中未水化水泥的水化,生成不溶性的枝蔓状晶体,堵塞、封闭毛细孔通道,从而提高混凝土的抗渗能力。
本发明进一步公开了无机粉体渗透结晶防水涂料,在制备提高混凝土的抗渗能力方面的应用。其中按水:料=0.3:1加水搅拌均匀使用,经实验测得的凝结时间、抗折强度、抗压强度、抗渗压力、第二次抗渗透压力等各项实测指标均高于规定指标。
本发明制备的无机粉体渗透结晶防水涂料,可以分为不同型号的防水涂料。例如:XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料;XY-II无机粉体渗透结晶防水涂料;XY-III早强型无机粉体渗透结晶防水涂料等等。
其中XY-II无机粉体渗透结晶防水涂料,适合堵漏的需要,是一种快速堵漏材料,能在水中快速凝固,常温下3分钟初凝,5分钟后终凝,按水:料=0.3:1加水搅拌,一般堵漏每延米用量2~3公斤,严重渗水段每延米用量5~6公斤,其特点是速凝、早强、快干、止水速度快,适合各种基面的修补堵漏。
XY-III早强型无机粉体渗透结晶防水涂料非常适用于基面防水及修补、混凝土结构慢渗情况,零度以下可以使用,其特点是快干、早强、施工后即使有微量渗水或点滴,一般七天后这种现象就会自然消失,15天后湿基面逐渐干燥,常温下10分钟左右初凝,20分钟后表干,施工方法及水料比同XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料,每平米用量1.5kg。
本发明的无机粉体渗透结晶防水涂料制备方法,可按如下方法进行:筛选→配料→送料→拌料→检验→包装入库。其中筛选:将大颗粒的原料通过筛子去除;配料:根据上述配方加以混合配料;送料:将各原料输送到搅拌机中;拌料:通过搅拌机将原料搅拌均匀;检验:检查混合料的物理和化学性能;包装入库:将合格的无机粉体渗透结晶防水涂料装袋或装罐后入库。
为了验证涂料的防水机理,通过扫描电子显微镜,可以观察和拍照到混凝土试件断面的枝蔓状结晶体结构的分布状况,在以下3张图片中试件断面均取自表面以下50mm处(详见说明书附图1-3)。从图中看出经无机粉体渗透结晶防水涂料涂刷的混凝土,能在混凝土基体的毛细孔和微裂纹中生长出不溶晶体,形成了枝蔓状结晶体结构,将毛细孔通道和微裂纹堵塞,从而提高混凝土的抗渗能力,达到防渗、防漏的目的。
本发明研制的无机粉体渗透结晶防水涂料与目前使用的渗透结晶防水涂料相比所具有的有意效果在于:
(1)它是一种刚性防水涂料,在使用中可以与普通硅酸盐水泥一样,加上水搅拌均匀,涂刮在混凝土表面很薄的一层,还可以填补混凝土前期施工中产生的凹坑、裂纹,该防水涂层材料在水泥基的微孔中形成结晶的防水保护层,阻断水的渗出,防水、抗潮效果永久,其抗渗压力比原混凝土增加200~500倍,与先期浇筑的混凝土表面附着力强,性能稳定、强度高。
(2)本发明的无机粉体渗透结晶防水涂料,主要是依靠材料中活性化学物质的浓度梯度变化原理,即材料中的活性化学物质涂刷在混凝土表面时的浓度最大,随着时间的增加,活性化学物质逐渐向混凝土内部渗透,浓度越来越稀,形成了浓度梯度,向混凝土内部渗透,并促使混凝土中未水化水泥的水化,生成不溶性的枝蔓状晶体,堵塞、封闭毛细孔通道,从而提高混凝土的抗渗能力。该材料还可以用作阻断其它液体渗漏的容器或建筑物上。当然也可以与现有的水泥基渗透结晶型防水材料一样,加水后如涂料涂刷在混凝土的表面起防水的作用。
附图说明:
图1为没有经无机粉体渗透结晶防水涂料涂刷的混凝土结构电镜照片。
图2为经无机粉体渗透结晶防水涂料涂刷的混凝土结晶初始状态结构电镜照片。
图3为经无机粉体渗透结晶防水涂料涂刷的混凝土结晶成熟状态结构电镜照片。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施,提供下述无机粉体渗透结晶防水涂料的制备实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。原料来源:其中母料、速凝剂、高效缓凝型减水剂市场均有售。
实施例1
XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料
600#硅酸盐水泥                         51份
细度为70~100目超细石英砂              20份
母料                                   23份
高效缓凝型减水剂                       3份
高分子增韧剂(羧甲基纤维素)             1份
制备工艺流程:筛选→配料→送料→拌料→检验→包装入库。
筛选:将大颗粒的原料通过筛子去除;配料:根据上述配方配料;送料:将各原料输送到搅拌机中;拌料:通过搅拌机将原料搅拌均匀;检验:检查混合料的物理和化学性能;包装入库:将合格的无机粉体渗透结晶防水材料装袋或装罐后入库。
上述配方按照无机粉体渗透结晶防水涂料的制备工艺操作,制成XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料,可以与普通硅酸盐水泥一样,按水:料=0.3:1加水搅拌均匀使用,其物理性能如下表所示,形态结构如图1、2和图3所示。
XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料物理性能表
Figure A200710058612D00081
Figure A200710058612D00091
实施例2
XY-I普通型无机粉体渗透结晶防水涂料
600#硅酸盐水泥                       550kg
超细石英砂(70目)                     250kg
高效缓凝型减水剂                     50kg
增韧剂(聚乙烯醇)                     10kg
母料                                 120kg
制备工艺同实施例1。
实施例3
XY-II无机粉体渗透结晶防水涂料
600#硅酸盐水泥                       450kg
超细石英砂(70目)                     200kg
高效缓凝型减水剂                     10kg
增韧剂(聚乙烯醇)                     10kg
母料                                 105kg
速凝剂-711型                         5kg
制备工艺同实施例1。
实施例4
XY-III早强型无机粉体渗透结晶防水涂料
600#硅酸盐水泥                       51份
细度为70目超细石英砂                 20份
母料                                 23份
高效缓凝型减水剂                     3份
高分子增韧剂(羧甲基纤维素)          1份
早强剂(硫代硫酸钠)                  0.5份
制备工艺同实施例1。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种无机粉体渗透结晶防水涂料,它含有胶凝组分45~55份、骨架剂20~25份、母料25~30份、高效缓凝型减水剂1~5份、高分子增韧剂1~5份。
2.如权利1要求所述的防水涂料,其特征在于还含有0.1~5份速凝剂。
3.如权利1要求所述的防水涂料,其特征在于还含有1~5份早强剂。
4.如权利1所述的防水涂料,其中所述的胶凝组分为600#硅酸盐水泥;所述的骨架剂为超细石英砂,其细度为70~100目。
5.如权利1所述的防水涂料,其特征在于所述母料,由活性化学物质络合剂、活性硅助剂、钙铝复合盐组成的混合物。
6.如权利1所述的防水涂料,其特征在于所述的高效缓凝型减水剂是氯化锌、硫酸钙或2-磷酰-1,2,4-三羧酸磷酸盐。
7.如权利1所述的防水涂料,其特征在于所述的高分子增韧剂为粉末状纤维素或聚乙烯醇。
8.如权利2要求所述的防水涂料,其特征在于所述的早强剂为碘酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钠或硫酸铝。
9.权利要求1-3任一项所述无机粉体渗透结晶防水涂料在制备提高混凝土的抗渗能力方面的应用;其中按水:防水涂料=0.3:1的重量比混合使用。
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