CN104072013B - 水泥基材料用防水型防腐剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水泥基材料用液态防水型防腐剂及其制备方法。所述水泥基材料用液态防水型防腐剂由以下几种组份按下述重量份数比配制而成：防水组分20‑35，防腐组分15‑35，分散剂5‑10，水20‑40。本发明所述水泥基材料用防水型防腐剂配方简单合理，环保清洁，施工操作简便，兼具防水和防腐功能，能显著提升混凝土建筑物的耐侵蚀能力，尤其是地下现浇的混凝土建筑物的耐侵蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料防腐抗蚀技术领域，尤其是水泥基材料的耐久性提升措施，具体涉及一种水泥基材料用防水性防腐剂。
背景技术
建筑材料的防腐耐蚀技术已成为工程建设可持续发展主题的核心要素。随着工程建设规模的日益壮大，材料暴露出来的过早失效问题也越来越多，尤其是作为工程主体的水泥基材料(混凝土)。据报道分析，建设在滨海滩涂、盐碱及尾矿区的建筑物处于高氯盐高硫酸盐浓度环境中，受到氯盐及硫酸盐的侵蚀后，混凝土开裂现象频发，引发建筑物非力学性破坏，造成严重的经济损失。
提升水泥基材料在腐蚀环境中服役时的抗侵蚀能力是延长混凝土构筑物使用寿命的关键。现阶段，常用的技术手段有：1)掺入密实防腐组分或特种水泥，如CN 101913841A、CN 101475334 A等，该技术手段通常是依靠改变水泥基材料的矿物组份，控制易遭受化学反应的成分从而降低遭受侵蚀的风险，它们往往忽略环境的殊异性，认为掺入防腐密实组分能包治百病，实则有害介质照常侵入，防腐耐蚀效果难以得到保障；2)外防护措施，如有机聚氨酯涂料、无机涂层等，这些技术手段依赖优质的原材料，通常其价格昂贵，耐候性差，且在地下现浇工程中难以使用。
发明内容
本发明针对现有混凝土建筑物的耐侵蚀能力提升问题，尤其是地下现浇的混凝土建筑物的耐侵蚀能力提升问题，提供一种水泥基材料用防水型防腐剂。
传统的水泥基材料防腐蚀技术主要依赖于优化胶凝体系组成及将材料制备得更加密实。事实上，降低水泥基材料的用水量是可以将其制备得更密实，但忽略了水泥基材料本身的多孔特性，此特性将不可回避毛细管吸附效应；而环境中的有害介质，如SO4 2-、Cl-等介质在压力差及浓度差的梯度下，始终是通过水为媒介进行传输，透过基体内部通道诱发一系列的化学腐蚀破坏反应，最终造成水泥基材料遭受侵蚀。
因此，本发明专利从水泥基材料自身物理防水角度，从源头上降低基体中水的渗透量及吸附速率，从而大大降低了有害介质的侵入对其腐蚀破坏的风险，有效阻隔有害介质的侵入从而达到增强基体防腐抗蚀能力的目标。
本发明提供一种水泥基材料用防水型防腐剂，为新型内掺水泥基材料用防水型防腐剂。
本发明所述水泥基材料用液态防水型防腐剂，由以下几种组份按下述重量份数比配制而成：
所述防水组分选自油脂乳液防水组分或者硅酸盐防水组分中的任意一种；
所述油脂乳液防水组分的组成按重量份数配比为：硬脂酸(酯)15-25份，油酸酯45-75份和表面活性剂5-10份；所述表面活性剂选自能乳化硬脂酸、硬脂酸酯及油酸酯的任何表面活性剂；可以是脂肪醇聚氧乙烯醚类、吐温、硬脂酸甘油酯中的一种；
所述硅酸盐防水组分的组成为：甲基硅酸钠25-40份和硅酸钠10-30份；
所述防腐组分的组成按重量份数配比为：苯甲酸钠15-25份、柠檬酸钠5-10份、六偏磷酸钠10-20份；
所述分散剂选自木质素磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂中的任意一种；
所述水泥基材料用防水型防腐剂的最佳组成份数比为：防水组分：30，防腐组分：30，分散剂：8，水：32。
本发明所述水泥基材料用防水型防腐剂的制备方法，具体包括如下步骤：将相应分量的水恒温至60℃，加入表面活性剂，搅拌3min后，加入相应比例的防水组分搅拌20min，待溶液澄清透明不分层后，加入防腐组分，继续搅拌10min至完全溶解，最后加入分散剂，持续搅拌2min即可。
所述水泥基材料用防水型防腐剂使用掺量为水泥基材料质量的0.5％-1.0％。
本发明是将水泥基材料打造成自防水防腐材料，掺入本发明中的防水型防腐剂后，水泥基材料整体形成了一道有效的立体憎水膜，水滴的浸润角大于90°，区别于仅仅有表层效果的外涂式防水剂；同时，本发明也解决了一般内掺式防水剂不能隔绝基体与侵蚀介质发生腐蚀反应的问题；真正的隔绝外界有害介质的侵入，保证长期防腐效果。
本发明所述水泥基材料用防水型防腐剂配方简单合理，环保清洁，施工操作简便，兼具防水和防腐功能，能显著提升混凝土建筑物的耐侵蚀能力，尤其是地下现浇的混凝土建筑物的耐侵蚀能力。
具体实施方式：
以下结合具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：
按照重量份数比，该水泥基材料用防水型防腐剂的配方可为：
硬脂酸 6.9，
油酸丁酯 20.7，
硬脂酸甘油酯 2.4，
苯甲酸钠 15，
柠檬酸钠 5，
六偏磷酸钠 10，
木质素磺酸盐 8，
水 32。
实施例2：
按照重量份数比，该水泥基材料用防水型防腐剂的配方可为：
甲基硅酸钠 20，
硅酸钠 10，
苯甲酸钠 15，
柠檬酸钠 5，
六偏磷酸钠 10，
木质素磺酸盐 8，
水 32。
对比例1：
CN 101913841-混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的实施例1
一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，各组分及其重量百分比含量如下：
1)超细矿粉：80％；超细矿粉为钢铁厂冶炼钢铁的工业废物，经过加工厂磨细后制成超细矿粉成品，无需再按照氧化物形式制备。主要组分为氧化钙、氧化硅、氧化铝，超细矿粉的比表面积≥600m2/kg；超细矿粉主要组分按重量份数配比为：氧化钙3～4.5份；氧化铝0.5～1.5份；氧化硅2～4.5份。
2)硫铝酸盐水泥熟料：10％；比表面积≥300m2/kg。
3)硬石膏：10％；硬石膏比表面积≥300m2/kg。
按该实施例配比制成的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂相关性能指标如下：
凝结时间：初凝时间2h40min，终凝时间4h50min；
1)抗压强度比：7d抗压强度比99％，28d抗压强度比116％；
2)膨胀率：1d膨胀率0.08％，28d膨胀率0.10％；
3)膨胀系数：1.44；
4)抗蚀系数：0.85。
对比例2
CN 101475334-复合型混凝土防腐剂的实施例1
A、萘系高效减水剂 10％，
B、Na2PO4 2％，
C、脂肪醇磺酸盐 1％，
D、膨胀剂 47％，
E、硅粉 40％。
上述复合混凝土防腐剂，属粉体掺合料，主要用于大流动度混凝土，如地下灌注桩、排水渠等施工条件较差、要求较高的混凝土，防腐剂掺量为水泥用量的10％。主要包含密实组分和阻锈成分，是将混凝土制备的更密实，辅以钢筋阻锈成分来实现钢筋混凝土防腐效果。事实上，混凝土材料制备得越密实，其毛细管吸附效应就越凸显。
对比例3
CN 102173637一种防腐阻锈型高性能混凝土防水剂的实例一
制备100kg的防腐阻锈型高性能混凝土防水剂，取：萘磺酸盐甲醛缩合物20kg、苯甲酸盐类0.3kg、对叔丁基苯甲酸6kg、乙醇胺类0.4kg、乙基硅酸钠2kg、烷基磺酸钠0.02kg、余量为水。将上述组分称量后依次倒入混凝土容器内，进行充分搅拌即可制成防腐阻锈型高性能混凝土防水剂。
对比例4
CN 102515844新型防水防腐剂及其制
新型防水防腐剂，由下述重量份比的组分配制而成：天然椰子油40千克、表面活性剂50kg、氢氧化钠2千克、氨水3千克、重铬酸钾3千克、防腐缓释剂2千克。具体制法如下：按配比称取定量天然椰子油置入反应釜中，加热至150度20分钟，先后加入表面活性剂，已稀释好的氢氧化钠，防腐缓释剂。继续加热升温到度，反应1.5小时反应完全，加自来水稀释至要求浓度，降温装桶备用。
对比例5
缺少防水组分，其它与实施例1相同。
对比例6
缺少防腐组分，其它与实施例1相同。
应用例：
按JC/T474《砂浆、混凝土防水剂》、JC/T1011《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》的要求进行检测，检测指标参照GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。
结果如下：
表1：实施例1-2的性能检测
实施例1和实施例2中试验结果的差异，主要是因为两种防水剂的种类导致检测结果不一样。
按JC/T474《砂浆、混凝土防水剂》、JC/T1011《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》的要求进行检测，检测指标参照GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。对比例1-4和实施例的性能对比见下表：
表2 对比例1-4以及和实施例1-2的性能对比
对比例1主要区别点：渗透高度比、吸水量比、收缩率比、状态
本发明与对比例1都可作为混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，主要区别点在于本发明是液态型(对比例1是粉体)，依据JC/T1011检测结果，提升混凝土抗腐蚀性指标优于对比例1，同时本发明有效降低了水在基体中的吸附及渗透量，依照JC/T474检测指标中，渗透高度比、吸水量明显小于对比例1，最后，本发明指标中收缩率比也小于对比例1(掺有超细矿粉易收缩变形)。
对比例2主要区别点：膨胀系数、渗透高度比、吸水量比、收缩率比、状态
本发明与对比例2都可作为混凝土防腐剂，主要区别点在于本发明是液态型(对比例2是粉体)，依据JC/T1011检测结果，提升混凝土抗腐蚀性指标优于对比例2，其中，对比例2中掺入膨胀剂后，膨胀系数偏大，检测指标不能回避自身的膨胀还是因腐蚀反应导致的膨胀；另外，本发明有效降低了水在基体中的吸附及渗透量，依照JC/T474检测指标中，渗透高度比、吸水量明显小于对比例2，最后，本发明指标中收缩率比也小于对比例2(膨胀剂因缺水导致收缩明显)。
对比例3主要区别点：抗蚀系数、渗透高度比、吸水量、收缩率比、抗压强度比。
本发明与对比例3主要区别点在于：依据JC/T1011检测结果，提升混凝土抗腐蚀性指标(抗蚀系数)优于对比例3(掺入钢筋阻锈成分，对混凝土基体耐腐蚀性能未有明显帮助)。另外，依照JC/T474检测，本发明的防水效果要优于对比例3，表现在渗透高度比、吸水量明显小于对比例3；最后，对比例3对基体的抗压强度略有降低的影响。
对比例4主要区别点：抗蚀系数、抗压强度比、使用方法。
本发明与对比例4主要区别点在于：对比例4是外涂式涂层，本发明是内掺式液体。依据JC/T1011检测结果，提升混凝土抗腐蚀性指标(抗蚀系数)优于对比例4。另外，依照JC/T474检测，本发明的防水效果要优于对比例4，表现在渗透高度比、吸水量明显小于对比例3；最后，对比例4降低基体的抗压强度较为明显，不利于使用。
对比例5缺少防水组分，其性能数据显示:本发明与对比例5主要区别点在于：缺少防水组分之后，有害介质侵入混凝土更容易，依据JC/T474检测，渗透高度比、吸水量比要明显高于实施例1、实施例2；同时，由于有害介质的侵入，其抗腐蚀性能也有所降低，依据JC/T1011检测，抗蚀系数降低，膨胀系数增加，性能明显劣于本发明中实施例。
对比例6缺少防腐组分，其性能数据显示:本发明与对比例6主要区别点在于：缺少防腐组分之后，混凝土的防水性能略低于本发明中的实施案例，抗压强度略有降低，依据JC/T474检测，渗透高度比、吸水量比略高于实施例1、实施例2，抗压强度比低于实施例1、实施例2；但在有害介质通过水侵入混凝土后，基体也易遭受侵蚀，抗蚀性能降低，依据JC/T1011检测，抗蚀系数低于本发明中的实施例。
Claims (3)
1.一种水泥基材料用液态防水型防腐剂，其特征在于由以下几种组份按下述重量份数比配制而成：
所述防水组分选自油脂乳液防水组分或者硅酸盐防水组分中的任意一种；
所述油脂乳液防水组分的组成按重量份数配比为：硬脂酸和/或硬脂酸酯15-25份，油酸酯45-75份和表面活性剂5-10份；所述表面活性剂选自能乳化硬脂酸、硬脂酸酯及油酸酯的任何表面活性剂；
所述硅酸盐防水组分的组成为：甲基硅酸钠25-40份和硅酸钠10-30份；
所述防腐组分的组成按重量份数配比为：苯甲酸钠15-25份、柠檬酸钠5-10份、六偏磷酸钠10-20份；
所述分散剂选自木质素磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的水泥基材料用液态防水型防腐剂，其特征在于：所述水泥基材料用防水型防腐剂的最佳组成份数比为：防水组分：30，防腐组分：30，分散剂：8，水：32。
3.权利要求1或2所述的水泥基材料用液态防水型防腐剂的应用方法，其特征在于：所述水泥基材料用液态防水型防腐剂使用掺量为水泥基材料质量的0.5％-1.0％。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201410340312.7A CN104072013B (zh) | 2014-07-16 | 水泥基材料用防水型防腐剂及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101058490A (zh) * | 2007-04-11 | 2007-10-24 | 寿延 | 鸡蛋黄水泥发泡剂及其轻质发泡水泥混凝土 |
| CN101585674A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-11-25 | 江苏特密斯混凝土外加剂有限公司 | 一种复合型混凝土外加剂水剂的防腐剂 |
| CN101798199A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-08-11 | 中建商品混凝土有限公司 | 适用于低胶凝材料混凝土的聚羧酸复合减水剂及其制备方法 |
| CN103011661A (zh) * | 2012-12-30 | 2013-04-03 | 中建商品混凝土有限公司 | 一种用于聚羧酸减水剂的防腐剂 |
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