发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土渠道防渗剂,其组方经济,防渗效果好,功能持久;同时提供一种该混凝土渠道防渗剂的制备方法,该方法工艺简单,使用设备少;同时也给出了该混凝土渠道防渗剂的用途,即采用辊涂、刷涂或喷涂这三种传统方法在混凝土渠道表面形成防渗膜。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种混凝土渠道防渗剂,它包括如下组分:
所述氟硅树脂(固含量≥90%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为8~11.5%,且主链含氟原子。
该混凝土渠道防渗剂的制备方法为:在40~50重量份的醚化淀粉(固含量≥90%)中加入300~350重量份的水进行溶解后,加入10~15重量份的亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量≥90%),并加温至70℃,充分搅拌后,冷至室温,再加入30~35重量份的氟硅树脂(固含量≥90%)和80~100重量份的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌;所述氟硅树脂(固含量≥90%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为8~11.5%,且主链含氟原子,即可制得所述的混凝土渠道防渗剂。
该混凝土渠道防渗剂的用途为:采用辊涂、刷涂或喷涂这三种传统方法在混凝土渠道表面形成防渗膜。
为能简洁说明问题起见,以下对本发明所述混凝土渠道防渗剂均简称为本防渗剂。
醚化淀粉(固含量≥90%)含有极性官能基团,可与混凝土基材发生一定的交联反应,使本防渗剂与混凝土基材的附着力较佳;醚化淀粉(固含量≥90%)是淀粉分子中的羟基与活性物质反应生成的淀粉取代基醚,为成膜剂组分之一;因淀粉的醚化作用,提高了醚化淀粉(固含量≥90%)的粘度和稳定性,且在强碱性条件下醚键不易发生水解,故醚化淀粉(固含量≥90%)在混凝土表面的留着性比较好,可促进本防渗剂在混凝土表面成膜,使本防渗剂在混凝土表面易于附着,成膜后对企图侵入混凝土的介质起到机械隔离作用。
氟硅树脂(固含量≥90%)具有优异的耐温性、抗粘性、耐化学品性、防污性和装饰性,可增强本防渗剂所成膜的防渗功能、提高装饰效果。
水性氟碳乳液(固含量48%)有极佳的机械稳定性、超长的耐侯性、抗碱性、耐酸雨,能承受较大剪切力,且为常温固化,可调整本防渗剂的成膜温度和成膜性(常温下可快速成膜),提高膜层的耐老化、抗污染能力。
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量≥90%)是混凝土减水剂,在本防渗剂中进一步增强防渗效果。
根据所述防渗剂的用途,使用该防渗剂对混凝土渠道表面进行防渗处理后,可在混凝土渠道表面形成防渗膜,使混凝土渠道具有良好的防渗效果,且使混凝土表面拒水、抗污,从而最大限度地降低了混凝土的渗漏冻融,能满足混凝土渠道的防渗要求。因此,本防渗剂组方经济,防渗效果好,功能持久。
作为本发明的改进,所述防渗剂的组分还包括:
该防渗剂的制备方法为:还包括将40~50重量份的凹凸棒土加入到60~65重量份的乙醇、40~50重量份的异丙醇和20~30重量份的丙酮所组成的混合溶液中,充分搅拌,并超声分散10分钟以形成悬浮液,将悬浮液加入到制得的所述混凝土渠道防渗剂中,充分搅拌后,再加入55~75重量份的聚四氟乙烯乳液,并搅拌均匀。
该防渗剂的用途为:采用辊涂、刷涂或喷涂这三种传统方法在混凝土渠道表面形成防渗膜。
聚四氟乙烯乳液为功能性添加剂之一,具有良好的耐候性、优异的介电性能和耐化学腐蚀性能,使用温度范围宽、摩擦系数低、不吸水、不粘、不燃、无毒,且成膜后具有较高的热稳定性,可承受100℃以上的高温。这样,一方面可提高膜层的耐温性,另一方面可降低膜层的表面能,使腐蚀介质(如:腐蚀性的液体、气体)不易在混凝土表面停留或沉积,从而提高本防渗剂的防渗性能。所述聚四氟乙烯乳液水溶性、分散性较好,因此可顺利地进入本防渗剂中。
凹凸棒土的晶体呈网状排列,均匀地分布在本防渗剂所生成的膜中,由于凹凸棒土的特殊微观多孔结构,使得外界介质侵入混凝土基材的路径得到了极大延长,增强了混凝土对外界介质侵入的抵抗能力。凹凸棒土在外力搅拌下分散性好,形成稳定、不被电解质破坏的悬浮液,使本防渗剂不沉淀、不分层,具有多种优越性:涂刷性能好,不流挂,对水份接受、排放的性能强,不膨胀,不变形,粘结性能好,质轻、韧性大,可防虫蛀,抗垂度强,能适应空气温度的变化,且不变形。
乙醇作为凹凸棒土的分散剂,保证凹凸棒土在本防渗剂中更好、更均匀地分散。异丙醇和丙酮为本防渗剂成膜速度快慢的调节剂。
根据所述的防渗剂的用途,使用本防渗剂对混凝土基材进行防渗处理后,可在混凝土表面形成一层低表面能防渗膜,基于上述功能性添加剂加入本防渗剂中,使得本防渗剂的防渗效果进一步提高。
综上所述,本防渗剂其组方经济,防渗效果好,具有与混凝土渠道的附着力较佳、防霉性优良等优点,能满足混凝土渠道的防渗要求,功能持久;本防渗剂的制备方法,其工艺简单,使用设备少;本防渗剂的用途广泛,适应性强,工业化使用简便易行、没有障碍,安全环保,施工速度快、造价经济,便于推广和实施。在国内开创了对混凝土渠道进行防渗处理、使混凝土渠道具有良好耐渗性的先河。
经检测,本防渗剂在30~50℃即可成膜,且与混凝土渠道的附着力较佳;在正常使用环境下,混凝土渠道的防渗期可达12个月以上。
本防渗剂的物理化学性质为:
存储 通风阴凉干燥处,5℃以上保存,避免日光直晒
本防渗剂中的醚化淀粉(固含量≥90%)、氟硅树脂(固含量≥90%)、水性氟碳乳液(固含量48%)、亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量≥90%)、聚四氟乙烯乳液、凹凸棒土、乙醇、异丙醇、丙酮均为市售品,具体信息如下:
具体实施方式
以下通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例1:
本防渗剂的制备方法,包括以下两个工艺步骤:
1)在40克的醚化淀粉(固含量90%)中加入300克的水进行溶解后,加入10克亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量90%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入30克的氟硅树脂(固含量90%)和80克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量90%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为8%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂;
2)将40克的凹凸棒土加入到60克的乙醇、40克的异丙醇和20克的丙酮所组成的混合溶液中,充分搅拌(连续搅拌3min),并超声分散10分钟以形成悬浮液,将悬浮液加入到制得的本防渗剂中,充分搅拌后(连续搅拌3min),再加入55克的聚四氟乙烯乳液,并搅拌均匀(连续搅拌3min)。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂辊涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。
实施例2:
本防渗剂的制备方法,包括以下两个工艺步骤:
1)在45克的醚化淀粉(固含量95%)中加入325克的水进行溶解后,加入12克亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量95%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入32克的氟硅树脂(固含量95%)和90克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量95%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为10%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂;
2)将45克的凹凸棒土加入到65克的乙醇、45克的异丙醇和25克的丙酮所组成的混合溶液中,充分搅拌(连续搅拌3min),并超声分散10分钟以形成悬浮液,将悬浮液加入到制得的本防渗剂中,充分搅拌后(连续搅拌3min),再加入65克的聚四氟乙烯乳液,并搅拌均匀(连续搅拌3min)。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂刷涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。
实施例3:
本防渗剂的制备方法,包括以下两个工艺步骤:
1)在50克的醚化淀粉(固含量98%)中加入350克的水进行溶解后,加入15克的亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量98%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入35克的氟硅树脂(固含量98%)和100克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量98%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为11.5%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂;
2)将43克的凹凸棒土加入到62克的乙醇、50克的异丙醇和30克的丙酮所组成的混合溶液中,充分搅拌(连续搅拌3min),并超声分散10分钟以形成悬浮液,将悬浮液加入到制得的本防渗剂中,充分搅拌后(连续搅拌3min),再加入75克的聚四氟乙烯乳液,并搅拌均匀(连续搅拌3min)。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂喷涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。
为了测试本防渗剂的性能,以混凝土制备出1~81号实验试样,经标准养护28天后,待用,每种性能测试所用实验试样均包括200号、400号、600号混凝土,以保证实验结果对各型号混凝土均有效。
本防渗剂对混凝土进行处理后,采用phoenix-300 plus多功能型接触角分析仪对接触角进行测定,结果见表1,其中:实验试样编号1、2为200号混凝土,实验试样编号3、4为400号混凝土,实验试样编号5、6为600号混凝土。
表1
实验试样编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
接触角(°) |
120 |
118 |
120 |
115 |
121 |
116 |
从表1中可以看出,本防渗剂处理后的实验试样表面的拒水性很好(一般地,接触角大于105°,即可拒水),可有效防止水和污物积存。
对本防渗剂处理后的混凝土进行紫外光照500小时后,采用phoenix-300 plus多功能型接触角分析仪对接触角进行测定,结果见表2,其中:实验试样编号7、8为200号混凝土,实验试样编号9、10为400号混凝土,实验试样编号11、12为600号混凝土。
表2
实验试样编号 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
接触角(°) |
120 |
118 |
120 |
115 |
121 |
116 |
从表2中可以看出,实验试样在紫外线照射后,拒水、拒污性未受影响,能满足户外防护要求。
对本防渗剂处理后的混凝土用腐蚀溶液浸泡30天,进行耐腐蚀试验,结果见表3,其中:实验试样编号13-27为200号混凝土,实验试样编号28-42为400号混凝土,实验试样编号43-57为600号混凝土。
表3
从表3中可以看出,实验试样的抗腐蚀性优良。另外,将本防渗剂处理后的200号混凝土(实验试样编号13-27)、400号混凝土(实验试样编号28-42)、600号混凝土(实验试样编号43-57)这三种混凝土在100℃水中浸泡24小时,实验试样外观无变化。
对本防渗剂处理后的混凝土采用GB 50164《混凝土质量控制标准》,对本防渗剂的防渗性进行测试,结果如表4~表6,其中:实验试样编号58、59、60、61、62、63为200号混凝土,实验试样编号64、65、66、67、68、69为400号混凝土,实验试样编号70、71、72、73、74、75为600号混凝土。
表4
实验试样编号 |
58 |
59 |
60 |
61 |
62 |
63 |
评级 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
表5
实验试样编号 |
64 |
65 |
66 |
67 |
68 |
69 |
评级 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
表6
实验试样编号 |
70 |
71 |
72 |
73 |
74 |
75 |
评级 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
>P12 |
一般地,根据混凝土在防渗实验时所能承受的最大水压力,将混凝土的防渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级。从表4~表6中可以看出,防渗性评级均大于P12,故本防护剂与各型号混凝土的附着力较佳,能分别满足它们的防渗要求。本防渗剂的防渗性能优良。
采用天津材料试验机厂生产的QFZ漆膜附着力试验仪,并根据GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》,对本防渗剂与混凝土的附着力进行考察,划格间距为2mm,结果见表7,其中:实验试样编号76、77为200号混凝土,实验试样编号78、79为400号混凝土,实验试样编号80、81为600号混凝土。
表7
实验试样编号 |
76 |
77 |
78 |
79 |
80 |
81 |
附着力等级 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
一般地,划格试验的结果分为0~5级,0级为完好无损,对于一般用途,1~3级也是令人满意的。从表7中可以看出,附着力等级在0~1级,故本防渗剂与各型号混凝土的附着力较佳,能分别满足在各型号混凝土表面的成膜要求,能分别满足各型号混凝土的防渗要求。
实施例4:
本防渗剂的制备方法为:在40克的醚化淀粉(固含量90%)中加入300克的水进行溶解后,加入10克亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量90%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入30克的氟硅树脂(固含量90%)和80克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量90%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为8%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂辊涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。
实施例5:
本防渗剂的制备方法为:在45克的醚化淀粉(固含量95%)中加入325克的水进行溶解后,加入12克亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量95%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入32克的氟硅树脂(固含量95%)和90克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量95%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为10%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂刷涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。
实施例6:
本防渗剂的制备方法为:在50克的醚化淀粉(固含量98%)中加入350克的水进行溶解后,加入15克的亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物(固含量98%),并加温至70℃,充分搅拌后(连续搅拌3min),冷至室温,再加入35克的氟硅树脂(固含量98%)和100克的水性氟碳乳液(固含量48%),充分搅拌(连续搅拌3min);所述氟硅树脂(固含量98%)是由氟树脂和有机硅树脂混炼而成的合成树脂;水性氟碳乳液(固含量48%)为氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物,氟的重量百分比浓度为11.5%,且主链含氟原子,即可制得所述的本防渗剂。
用上述方法制得的本防渗剂,易于存储,只需保存在5℃以上、避免日光直晒、通风阴凉干燥处即可,密封储存1年不变质。
在空气温度2℃以上的非雨天气下,将制得的本防渗剂喷涂在混凝土渠道的表面,阴天l小时、晴天20分钟即可形成良好防渗膜,完成对混凝土渠道的防渗处理。