CN101619203B - 水性渗透结晶型防水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水性渗透结晶型防水剂及其制备方法。本发明的水性渗透结晶型防水剂由酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液和水组成。本发明的水性渗透结晶型防水剂是一种由多种活性化学组分组成的水性防水外加剂，具有很强的渗透能力和较低的表面张力。本发明的水性渗透结晶型防水剂施用于混凝土基面后，活性化合物向混凝土内部渗透并扩散，与混凝土中水化产物在毛细孔中反应，产生针状或纤维状的结晶体，阻塞毛细孔道，从而使混凝土密实，起到防水、透气及增加抗压强度等功能。

Description

水性渗透结晶型防水剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水性渗透结晶型防水剂及其制备方法。

背景技术

钢筋混凝土是目前人类使用最大宗的建筑结构材料。混凝土劣化过程(物理、化学和生物的)和钢筋或预应力钢筋发生劣化的主要原因有冻融循环、碱骨料反应、硫酸盐侵蚀、收缩开裂和钢筋锈蚀等。

对上述任何一种劣化过程而言，膨胀和开裂的原因都与水有关，同时水也是侵蚀性介质(如氯盐、硫酸盐等)迁移进入混凝土内的载体。水既是破坏物质的传递介质，又是破坏发生的必要条件和许多失效机理与模型建立的基础。综合混凝土结构各种劣化机理，可知，几乎所有影响混凝土结构耐久性的化学和物理过程都涉及两个主要的影响因素，即水及其在混凝土孔隙和裂缝中的迁移。

混凝土是一种多孔复合材料。在硬化混凝土中常存在孔径不同的孔，如凝胶孔、毛细孔、微细裂缝等。当这些孔形成连续不断和相互衔接的通路时，水分极易渗入。混凝土与环境间的水、热量和化学物质的复合迁移及控制这些迁移机理的参数构成影响混凝土耐久性的主要因素。水或水分的存在是控制各种类型的劣化过程的一个单独且重要的因素。研究新型防水材料、防止水分向混凝土内部渗透技术与方法对提高混凝土结构的耐久性有重要意义。

因此，如何提高混凝土结构表面防水性能是研发新型的防水材料重点考虑的方面。水泥基渗透结晶型防水材料是目前应用十分广泛的混凝土结构表面防水材料之一。然而随着混凝土技术不断向高强、高性能方向发展，混凝土结构强度越来越高，而传统的水泥基渗透结晶型防水材料的使用效果也越来越弱。同时，由于传统的水泥基渗透结晶型防水材料需要拌和在水泥及砂浆中使用，因此在应用过程中只能应用于抹面砂浆、装饰砂浆等建筑材料中，而对于已经建成的混凝土建材结构中则无法进行方便的后期处理。目前，很多早期的建筑由于在初始修建时对其建材没有进行过防水处理，因此在后续的使用过程中一旦出现漏水等现象，使用现有的水泥基渗透结晶性防水材料是无法方便解决的。现有技术中的其他一些种类的防水剂多数是只能采用覆盖式防水，一旦与基层脱开极易产生渗漏现象，而且对于不同类型，尤其是不规则形状的建筑结构的外部或内部施工而言，采用覆盖式防水的效果往往不尽如人意。

综上，从混凝土技术发展、混凝土结构渗漏原因、建筑墙体材料的发展趋势与防水材料存在的问题分析来看，开发一种具有高渗透性且采用喷涂方法进行施工的水性渗透结晶型防水剂已经成为本领域技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性渗透结晶型防水剂及其制备方法。本发明中的水性渗透结晶型防水剂为一种用于混凝土结构的防水及防潮用外加防水剂。本发明的水性渗透结晶型防水剂可用于各类混凝土结构、建筑内外墙、地下室、隧道、人防等防水工程，多孔砌体结构及各种装饰层的防潮、防水，是一种高效的水性渗透结晶型防水剂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水性渗透结晶型防水剂，由酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液和水组成，各组分的重量百分比为：

酒石酸                15％～28％；

氟化钠                8％～19％；

硅溶胶                2％～10％；

硅烷乳液的固含量      1％～10％；

水                    33％～74％。

优选的，所述水性渗透结晶型防水剂中各组分的重量百分比为：酒石酸为22％，氟化钠为13％，硅溶胶为4％，硅烷乳液的固含量为3％，水为58％。

优选的，所述酒石酸为工业级右旋酒石酸、工业级左旋酒石酸或工业级内消旋酒石酸。

优选的，所述氟化钠为工业级氟化钠。

所述硅溶胶是纳米级的无定形二氧化硅胶体粒子(分散质)在水或有机溶剂(分散介质)中的分散体系。

优选的，所述硅溶胶为酸性无稳定剂型的硅溶胶，且以硅溶胶的总重量计，其中分散质的重量百分比为20％～40％。

更优选的，所述酸性无稳定剂型的硅溶胶的pH值为2.0～7.0，且所述酸性无稳定剂型的硅溶胶中的胶体粒子的平均粒径为10～20nm。

优选的，所述硅烷乳液中的分散介质为水，分散质为正辛基三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷；且以硅烷乳液的总重量计，其中分散质的重量百分比为20％～40％。

优选的，所述硅烷乳液的pH值为6.5～7.0。

所述硅烷乳液的固含量是指硅烷乳液中分散质的重量。

优选的，所述水为去离子水。

本发明的水性渗透结晶型防水剂的制备方法包括如下步骤：

按配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本发明的水性渗透结晶型防水剂。

优选的，所述过滤处理选自：可将混合溶液经过目数为400目的耐酸滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质即可。

本发明所述的水性渗透结晶型防水剂的使用方法为：首先对应用的混凝土基面进行预处理；所述预处理的具体步骤为：除去混凝土基面表面的油污或其他杂物，表面保持干燥，然后采用涂刷或喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，可喷涂一遍，也可第一遍干燥后，喷涂第二遍，可进一步加强防水效果。

本发明针对目前混凝土技术发展趋势以及混凝土结构渗漏原因与防水需求，提供了一种高效渗透结晶、防水、增强等功能的水性渗透结晶型防水剂。本发明的水性渗透结晶型防水剂是一种由多种活性化学组分组成的水性防水外加剂。当其喷涂在混凝土结构表面上后，其具有很强的渗透能力和较低的表面张力。活性化合物向混凝土内部渗透并扩散，与混凝土中水化产物在毛细孔中反应，产生针状或纤维状的结晶体，阻塞毛细孔道，从而使混凝土密实，增加抗压强度，起到既防水又透气的功能。

本发明的水性渗透结晶型防水剂中，酒石酸、氟化钠、硅溶胶等可高效渗入混凝土基层，并与水泥水化产物反应生成晶体产物，可密实防水作用，而硅烷乳液可进一步对混凝土基层表面起到憎水防水作用。

本发明与单独使用硅烷乳液相比，具有高效渗透、结晶密实防水、憎水防水等特点。与单独使用硅烷乳液相比，本发明所具有的特点如下：

1)具有较强的渗透扩散性。

2)具有较好的渗透结晶防水作用，可耐2MPa以上水压。

3)具有表面增强、密实功能。

4)具有微细裂缝的自愈合功能。

5)防水性随时间而增强；

6)具有透气功能。

7)具有防裂、防尘、防风化等功能。

8)可大幅度提高混凝土结构耐久性等。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明，但本发明并不局限于这些具体的实时方式；任何在本发明基础上的改变或改进，都属于本发明的保护范围。

本发明水性渗透结晶型防水剂，由酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液、水组成，可根据性能需求选择合理的组分比例，得到所需的性能产品。在具体实施过程中，可优先考虑以下方案。

实施例1

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级右旋酒石酸)15％、氟化钠(工业级)19％、硅溶胶(pH值为2.0，二氧化硅重量百分比为30％，胶体粒子的平均粒径为20nm的酸性无稳定剂型)10％、硅烷乳液(pH值为6.5，重量百分比为20％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)1％、去离子水55％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用涂刷的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.03g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例2

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级左旋酒石酸)28％、氟化钠(工业级)8％、硅溶胶(pH值为5.0，二氧化硅重量百分比为40％，胶体粒子的平均粒径为15nm的酸性无稳定剂型)2％、硅烷乳液(pH值为6.5，重量百分比为20％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)10％、去离子水52％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，第一遍干燥后，喷涂第二遍，进一步加强防水效果。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.08g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例3

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级内消旋酒石酸)22％、氟化钠(工业级)13％、硅溶胶(pH值为7.0，二氧化硅重量百分比为20％，胶体粒子的平均粒径为10nm的酸性无稳定剂型)4％、硅烷乳液(pH值为7.0，重量百分比为40％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)3％、去离子水58％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用涂刷的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.1g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例4

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级右旋酒石酸)21％、氟化钠(工业级)8％、硅溶胶(pH值为4.0，二氧化硅重量百分比为25％，胶体粒子的平均粒径为20nm的酸性无稳定剂型)6％、硅烷乳液(pH值为7.0，重量百分比为20％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)5％、去离子水60％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，第一遍干燥后，喷涂第二遍，进一步加强防水效果。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.09g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例5

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级右旋酒石酸)25％、氟化钠(工业级)15％、硅溶胶(pH值为2.0，二氧化硅重量百分比为40％，胶体粒子的平均粒径为20nm的酸性无稳定剂型)10％、硅烷乳液(重量百分比为20％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)10％、去离子水40％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，第一遍干燥后，喷涂第二遍，进一步加强防水效果。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.1g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例6

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级右旋酒石酸)15％、氟化钠(工业级)8％、硅溶胶(pH值为2.0，二氧化硅重量百分比为20％，胶体粒子的平均粒径为20nm的酸性无稳定剂型)2％、硅烷乳液(重量百分比为20％的正辛基三乙氧基硅烷的水溶液)1％、去离子水74％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，第一遍干燥后，喷涂第二遍，进一步加强防水效果。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.1g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例7

水性渗透结晶型防水剂，其组分以及各组分的重量百分比为：

酒石酸(工业级左旋酒石酸)28％、氟化钠(工业级)19％、硅溶胶(pH值为4.0，二氧化硅重量百分比为25％，胶体粒子的平均粒径为10nm的酸性无稳定剂型)10％、硅烷乳液(重量百分比为40％的异辛基三乙氧基硅烷的水溶液)10％、去离子水33％。

制备方法：按照上述配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经目数为400目的耐酸滤网过滤处理去除溶液中的杂质，过滤处理后的清液即制得本发明的水性渗透结晶型防水剂。本实施例中制得的水性渗透结晶型防水剂具有良好的防潮、增强、密实、防水等性能，可以广泛用于各类混凝土结构防水、防潮工程。

使用方法：首先对应用的基面进行预处理，应除去上面的油污或其他杂物，表面应保持干燥，可采用喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面，第一遍干燥后，喷涂第二遍，进一步加强防水效果。

性能检测：本实施例制备的水性渗透结晶型防水剂无色或乳白色的透明液体，pH在3-6.5之间，密度为1.03g/cm³。经过本实施例处理后的混凝土基面，抗渗压力大于1.2MPa，48小时吸水率小于2％，抗压强度增长率达到20％以上，具有良好的抗渗、防水效果。

Claims (7)

1.一种水性渗透结晶型防水剂，该水性渗透结晶型防水剂中含有酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液和水，其中，以该水性渗透结晶型防水剂的总重量计，各组分的重量百分比为：

酒石酸                              15％～28％；

氟化钠                              8％～19％；

硅溶胶                              2％～10％；

硅烷乳液                   1％、3％、5％或10％；

水                                  33％-74％；

所述硅烷乳液的分散介质为水，分散质为正辛基三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷；且以硅烷乳液的总重量计，分散质的重量百分比为20％～40％。

2.如权利要求1中所述的水性渗透结晶型防水剂，其特征在于，所述酒石酸为右旋酒石酸、左旋酒石酸或内消旋酒石酸。

3.如权利要求1中所述的水性渗透结晶型防水剂，其特征在于，所述硅溶胶为酸性无稳定剂型的硅溶胶。

4.如权利要求3中所述的水性渗透结晶型防水剂，其特征在于，所述酸性无稳定剂型的硅溶胶的pH值为2.0～7.0，且所述酸性无稳定剂型的硅溶胶中的胶体粒子的平均粒径为10～20nm。

5.权利要求1～4中任一权利要求所述的水性渗透结晶型防水剂的制备方法，包括如下步骤：按配方比例称量各组分，然后依次将酒石酸、氟化钠、硅溶胶、硅烷乳液先后加入水中制得混合溶液，在反应釜中将混合溶液充分搅拌均匀，然后经过滤处理去除溶液中的杂质制得。

6.如权利要求5中所述的水性渗透结晶型防水剂的制备方法，其特征在于，所述过滤处理的步骤为：将混合溶液经过目数为400目的耐酸滤网过滤。

7.权利要求1～4中任一权利要求所述的水性渗透结晶型防水剂的使用方法，包括如下步骤：首先除去混凝土基面表面的油污和其他杂物，表面保持干燥，然后采用涂刷或喷涂的施工方式将水性渗透结晶型防水剂应用到混凝土基面表面。