CN103936361B

CN103936361B - 一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料

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Publication number: CN103936361B
Application number: CN201410111089.9A
Authority: CN
Inventors: 申爱琴; 万晨光; 郭寅川; 王剑
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: CN103936361A

Abstract

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%～45%的成膜物、51%～56%的粉料、2%～5%的着色颜料和2%～5%的助剂，其中，粉料为白水泥、石英砂和矿粉的混合物。本发明的防水防腐涂层材料不仅具有出色的防水性能，而且具有优良的防酸、碱及盐冻性能，延长混凝土的工作寿命，同时还具有成本低、配方简单、施工方便等优点，克服了现有防腐涂层材料普遍存在的性能单一的问题。

Description

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料

技术领域

本发明涉及一种用于混凝土表层保护的新型涂料，具体涉及一种一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料。

背景技术

混凝土本身的耐水、耐化学腐蚀能力是十分有限的，因此，对于那些暴露在腐蚀环境中的水泥混凝土、尤其是钢筋混凝土而言，采取必要的保护措施就显得十分迫切。在众多混凝土防腐技术中，涂层技术是最直接，且相对简单的一种，因此在土木工程领域得到了广泛的应用。

现有的直接应用于混凝土表面的涂层保护技术主要包括水泥基渗透结晶型涂料和有机硅防水渗透剂。其中，水泥基渗透结晶型涂料可直接涂覆于水泥混凝土基面上，其基本作用机理是涂料中含有的活性化学物质以水为载体，向混凝土内部渗透，与混凝土中各种氧化物反应，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔道，从而使混凝土表层达到致密、防水的效果，虽然此种涂料对于混凝土防水有一定效果，但试验研究表明，在盐冻、水耦合环境下，该类型涂料对于混凝土的保护效果较差，在经历较少的冻融循环次数时（与普通混凝土可承受的冻融循环次数相近），就出现明显的开裂、掉皮现象，基本失去对混凝土的保护功能；另外，对于有机硅防水剂，通常是由烷氧基烷基硅烷制备的，是一种对水稳定又能起斥水作用的有机硅化合物，其基本作用原理是在混凝土表面喷涂无色透明的有机硅溶液，该溶液可渗入混凝土表层1～3mm，这层有机硅涂层具有强烈的憎水性和透气性，可对混凝土进行深层次防水保护，但经试验研究表明，该涂层基本没有成膜厚度，只是一层隔水薄膜，应对外界复杂环境变化的能力较差，在初步涂覆于混凝土表面时，有一定的防水效果，但经历一段时间后（几个月甚至十几天左右），防水效果就会明显减弱，尤其是在盐冻耦合环境下，其成膜后的涂层稳定性受到很大破坏，难以起到抵抗盐冻侵蚀破坏的作用。

综上所述，对于大多数涂层材料来说，抗盐冻性能、抗氯离子渗透性能及抗腐蚀性能较差，只能起到一般的防水作用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明目的在于提出一种抗盐冻、水耦合性能好并且同时具备刚性和柔性涂层材料特点的聚合物水泥基防水防腐涂层材料，适用于公路工程小型混凝土构造物的防水、防腐工程。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：按质量百分比计，包括40%～45%的成膜物、51%～56%的粉料、2%～5%的着色颜料和2%～5%的助剂，其中，粉料为白水泥、石英砂和矿粉的混合物。

所述成膜物为AcronalPS608ap乳液和/或EZ-100乳液。

所述成膜物是由AcronalPS608ap乳液和EZ-100乳液按质量比1：（0.1～0.4）混合而成。

所述白水泥为42.5级白水泥，石英砂的粒径为60～100目。

所述粉料为白水泥、石英砂和矿粉按质量比1:（0.76～0.84）:（0.36～0.44）混合而成。

所述着色颜料为黄色颜料、白色颜料或绿色颜料。

所述助剂是由A-40分散剂、KLD-941消泡剂和BYK333流平剂按质量比1：（0.8～1.0）：（0.8～1.0）混合而成。

按质量百分比计，包括42%的成膜物、54%的粉料、2%的着色颜料和2%的助剂，其中，白水泥、石英砂和矿粉按质量比1:（0.76～0.84）:（0.36～0.44）混合而成。

与现有技术和方法相比，本发明具备以下有益效果：本发明的防腐涂层可以在混凝土表面形成一层致密的薄膜，它可以阻止水分以及酸、碱等各种盐溶液透过而直接作用混凝土表面，对其产生腐蚀作用，从而发挥防腐效能。

（1）经120小时吸水率试验，涂覆该新型涂层材料的混凝土吸水率仅为0.5%，比涂覆了市场已有涂料的混凝土降低50%左右，比普通混凝土降低70%左右；

（2）经耐盐酸腐蚀试验测试，涂覆该新型涂层材料的混凝土腐蚀液浸泡15天后该涂层才出现轻微的起皮、起泡现象，而普通聚合物水泥涂层在最初的3～4天就出现较为严重的起泡、褪色现象；

（3）经抗碱性试验测定，涂覆该新型涂层材料的混凝土泛碱程度较涂覆其他类型防腐涂层材料的混凝土大为减轻，抗碱性能优异；

（4）经《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275—2000）所规定的混凝土抗氯离子渗透能力标准试验方法测试，6小时电通量为394库伦，比市场已有涂料降低80%左右，比普通混凝土降低90%左右，氯离子渗透性达到很低的水平；

（5）在抗盐冻性试验中，在保证试件整体稳定完整的前提下，比原有聚合物水泥类涂层混凝土经受盐冻耦合循环次数多50～75次，比普通混凝土多出100～125次。当达到100次冻融循环时，盐水渗入导致的质量变化率仅为0.6%，动弹模量维持在80%左右，整体耐久性明显增强。

本发明的防水防腐涂层材料不仅具有出色的防水性能，而且具有优良的防酸、碱及盐冻性能，延长混凝土的工作寿命，同时还具有成本低、配方简单、施工方便等优点，克服了现有防腐涂层材料普遍存在的性能单一的问题。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步详细说明本发明。本领域的普通技术人员应理解的是，在此所公开的具体实施方式是本发明的优选实施方式，而不是要将本发明的范围限制为这些具体实施方式。

本发明中的聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%～45%的成膜物、51%～56%的粉料、2%～5%的着色颜料和2%～5%的助剂；其中成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液、PRIMAL^TMEZ-100乳液或AcronalPS608ap乳液和PRIMAL^TMEZ-100乳液质量比为1：（0.1～0.4）的混合物；所述粉料由42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉按质量比1:（0.76～0.84）:（0.36～0.44）混合而成；所述着色颜料为黄色颜料、白色颜料或绿色颜料；所述助剂是由巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂按质量比1：（0.8～1.0）：（0.8～1.0）混合而成。

本发明的聚合物水泥基防水防腐涂层材料的制备方法为：先将粉料、着色颜料和助剂混合，采用150rpm左右的速度搅拌1～2分钟，搅拌均匀后加入成膜物，同样采用150rpm左右的速度搅拌5～10分钟，使涂料分布均匀。

施工时，用滚筒刷采用参考混凝土试块制作时的“十字”工法将该涂层材料在混凝土基面上进行涂抹，涂抹2～3遍，各遍之间间隔20～40分钟，该涂层材料的涂刷量为2.3～2.8kg/m²。

以下结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括42%的成膜物、54%的粉料、2%的黄色颜料和2%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.2混合而成；粉料为质量比为1:0.80:0.42的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:1:1的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例2

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括45%的成膜物、51%的粉料、2%的绿色颜料和2%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.3混合而成；粉料为质量比为1:0.78:0.39的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.8:0.9的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例3

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、52%的粉料、3%的绿色颜料和3%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.1混合而成；粉料为质量比为1:0.82:0.44的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:1:0.8的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例4

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括41%的成膜物、53%的粉料、3%的绿色颜料和3%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.2混合而成；粉料为质量比为1:0.77:0.39的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.8:1的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例5

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括44%的成膜物、51%的粉料、3%的绿色颜料和2%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.4混合而成；粉料为质量比为1:0.81:0.41的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.8:0.8的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例6

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括42%的成膜物、51%的粉料、3%的绿色颜料和4%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.1混合而成；粉料为质量比为1:0.79:0.43的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.9:0.8的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例7

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、51%的粉料、4%的绿色颜料和5%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.2混合而成；粉料为质量比为1:0.84:0.36的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.85:0.9的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例8

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、52%的粉料、5%的绿色颜料和3%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.3混合而成；粉料为质量比为1:0.76:0.38的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.9:1的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例9

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、56%的粉料、2%的绿色颜料和2%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液和陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液按照质量比1:0.4混合而成；粉料为质量比为1:0.83:0.4的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:1:0.85的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例10

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、52%的粉料、5%的绿色颜料和3%的助剂。其中，成膜物为BASF公司生产的AcronalPS608ap乳液；粉料为质量比为1:0.76:0.38的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:0.9:1的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

实施例11

一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，按质量百分比计，包括40%的成膜物、56%的粉料、2%的绿色颜料和2%的助剂。其中，成膜物为陶氏化学生产的PRIMAL^TMEZ-100乳液；粉料为质量比为1:0.83:0.4的42.5级白水泥、60～100目石英砂和矿粉的混合物；助剂为质量比为1:1:0.85的巴斯夫公司生产的A-40分散剂、西安道尔达生产的KLD-941消泡剂和德国毕克公司生产的BYK333流平剂的混合物。

本发明中上述实施例的涂层材料制备完成后，按照下述步骤进行施工：

（1）基面处理：本发明的聚合物水泥基涂料材料可在干燥或稍微潮湿的混凝土基面上直接涂抹施工，混凝土基面上应保持平整、清洁、无明水，没有突起的砂浆疙瘩，没有尘土杂物，但无需十分光滑，适当粗糙的界面会使得涂料与基面的粘结效果更好，且不需要在混凝土表面事先进行砂浆抹面工序。

（2）施工工艺：涂层材料制备完成后，应在2～3小时内使用完毕，施工时，用滚筒刷采用“十字”工法在混凝土基面上进行涂抹，一般涂抹2～3遍，各遍之间需间隔20～40分钟，该涂层材料的涂覆量约为2.3～2.8kg/m²。

（3）养护：聚合物水泥涂料不宜在比较潮湿的环境中施工，更不得在雨天或气温在0℃以下的环境中施工，应尽量在通风良好的环境中施工，在涂抹完成后，应采用干养护进行固化成型，即在通风良好的环境中自然干燥，最佳养护环境为湿度≤70、温度≥20℃。

施工完毕后的1～2天内不要触摸、刮擦涂层，保证其充分干结固化和涂层的完整性。

本发明的防腐涂层可以在混凝土表面形成一层致密的薄膜，它可以阻止水分以及酸、碱等各种盐溶液透过而直接作用混凝土表面，对其产生腐蚀作用，从而发挥防腐效能。

本发明的防水防腐涂层材料不仅具有出色的防水性能，而且具有优良的防酸、碱及盐冻性能，延长混凝土的工作寿命，同时还具有成本低、配方简单、施工方便及美化混凝土工作环境等优点，克服了现有防腐涂层材料普遍存在的性能单一的问题。

以上所述实施例，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明工作原理对以上实施例配方所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，按质量百分比计，包括40％～45％的成膜物、51％～56％的粉料、2％～5％的着色颜料和2％～5％的助剂，其中，粉料为白水泥、石英砂和矿粉的混合物；

所述成膜物为AcronalPS608ap乳液和/或EZ-100乳液；

所述粉料为白水泥、石英砂和矿粉按质量比1:(0.76～0.84):(0.36～0.44)混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，所述成膜物是由AcronalPS608ap乳液和EZ-100乳液的质量比为按质量比1：(0.1～0.4)混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，所述白水泥为42.5级白水泥，石英砂的粒径为60～100目。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，所述着色颜料为黄色颜料、白色颜料或绿色颜料。

5.根据权利要求1或4所述的一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，所述助剂是由A-40分散剂、KLD-941消泡剂和BYK333流平剂按质量比1：(0.8～1.0)：(0.8～1.0)混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥基防水防腐涂层材料，其特征在于，按质量百分比计，包括42％的成膜物、54％的粉料、2％的着色颜料和2％的助剂，其中，粉料为白水泥、石英砂和矿粉按质量比1:(0.76～0.84):(0.36～0.44)混合而成。