CN104230201B - 水泥砂浆、混凝土防水防腐剂及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂(粉剂)及其制备，属于建筑材料防水防腐剂领域。该防水防腐剂(粉剂)的配方包括，硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠和防腐缓蚀剂，质量比为30-40:20-30:3-5:30-40:2-3:1-5。制备包括：配制氢氧化钠溶液；混合硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至100-130℃，得混合液；把所述氢氧化钠溶液加入所述混合液中，保温反应，再加入表面活性剂和防腐缓蚀剂，继续反应，然后停止加热，冷却即得。本发明的防水防腐剂具有防水、防腐性能优良，结构坚固，使用寿命长，施工简单方便，施工周期缩短，成本低，安全环保；产品是粉剂，运输、储存、使用方便等优点。

Description

水泥砂浆、混凝土防水防腐剂及其制备

技术领域

本发明涉及建筑材料防水防腐剂技术领域，特别是指一种防水防腐剂及其制备。

背景技术

预应力钢筒混凝土管(简称PCCP)是国家重点工程南水北调的专用水管。水管的水泥砂浆保护层的防水、防腐性能好坏，是保护水管中钢丝及钢筒避免腐蚀，保证PCCP耐久性和提高质量的关键。目前保护层进行防水、防腐主要材料是环氧煤沥青涂料，但是普遍认为环氧煤沥青涂料施工环境恶劣，且防水、防腐效果并不理想。

目前国内的砂浆混凝土防水材料几乎都是液体防水涂料。

环氧煤沥青涂料存在以下缺点：

1、涂层薄、易老化、易破损、使用寿命短——环氧煤沥青涂料喷涂在砂浆保护层表面，喷涂质量无法检测，水管质量很难保证；涂层很薄，只有0.6mm，易老化，在生产、吊装、运输、安装、填埋过程中容易破损。一旦保护层喷涂环氧煤沥青涂层不均匀密实、老化、破损，管子就失去防水、防腐功能，影响使用寿命，从而埋下质量、安全隐患。

2、延长施工周期，增加堆放场地，综合成本高——PCCP砂浆保护层施工后，需经过七天左右养护后才能进行环氧煤沥青涂料喷涂施工。喷涂后也要进行七天左右的养护。所以，延长了生产周期，增加了PCCP堆放场地，耗时费工，综合成本较高。

3、环氧煤沥青涂料为有毒有害物质，有严重的恶臭味。在施工时不仅危害施工人员的身体健康，也严重污染周围环境。

4、包装运输成本高——环氧煤沥青涂料是液体，需用铁桶或者塑料桶包装，包装材料成本和运输成本是粉剂的5--10倍。

5、其它液体防水涂料有环氧煤沥青涂料上述相类似的缺点。

发明内容

本发明提出一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂及其制备，该防水防腐剂具有防水、防腐性能优良，结构坚固，使用寿命长，施工简单方便，生产周期短，成本低等优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠和防腐缓蚀剂，其质量比为30-40:20-30:3-5:30-40:2-3:1-5。

作为优选的技术方案，所述硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠、防腐缓蚀剂的质量比为33-37:23-27:3-5:33-37:2-3:1-2。

作为优选的技术方案，所述表面活性剂为单甘酯、斯潘或它们的组合。

作为优选的技术方案，所述防腐缓蚀剂为磷酸盐。

作为优选的技术方案，所述防水防腐剂为粉剂。

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，包括：

配制氢氧化钠溶液；

混合硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至100-130℃，得混合液；

把所述氢氧化钠溶液加入所述混合液中，保温反应，再加入表面活性剂和防腐缓蚀剂，继续反应，然后停止加热，冷却即得。

作为优选的技术方案，所述氢氧化钠溶液的浓度为20-30％(g/g)。

作为优选的技术方案，所述加热温度为110-120℃。

作为优选的技术方案，所述保温反应的温度为100-150℃，时间为60-90min。

作为优选的技术方案，所述继续反应的时间为45-60min。

原理：防水防腐剂与水泥、砂子、碎石一起混合，加水搅拌成砂浆、混凝土的过程中，憎水性高分子化合物在水和表面活性剂作用下，通过拌和机拌合，能很快在水中分散、溶解，均匀分布在砂浆、混凝土中，与水泥发生水合反应，生成特殊的结晶体。砂浆、混凝土凝固后能高度密封沙浆、混凝土内部结构，形成严密防水防腐层，自动切断或者堵住水泥的毛细孔，实现“反毛细管效应”——砂浆混凝土中的水分可以向外蒸发，但是外面的水分子和有害介质不能进入砂浆、混凝土内部。从而有效地阻止水分和有害介质侵入，使砂浆、混凝土整体具有永久的防水、防腐、防潮和防海水氯离子侵入等性能。

本发明防水防腐剂可广泛用于工业建筑与民用建筑的砂浆、混凝土中：水利、电力、机场、港口码头、跨海大桥桥墩、涵洞、矿井等工程中的砂浆、混凝土地下防水工程，水池、水塔、卫生间、外墙、屋面、地下室墙面、地面、砂浆、混凝土防水施工。

本发明与环氧煤沥青涂料(包括其它液体防水材料)比较，有以下优点：

1、防水、防腐性能优良，结构坚固，使用寿命长：使用防水防腐剂在PCCP保护层进行防水防腐，性能优良。经质检机构检测，指标均达到和优于JC474-2008《砂浆、混凝土防水剂》、GB/T19685-2005《预应力钢筒混凝土管》标准。防水防腐剂使砂浆保护层形成整体防水防腐层，结构坚固、不容易老化，在生产、吊装、运输、安装和填埋过程中不容易破损。只要砂浆保护层不被破坏，就能永久防水防腐，使用寿命长。

2、施工简单方便，生产周期短，成本低：应用防水防腐剂进行防水防腐，不增加设备和工序，实现保护层施工、防水防腐、养护一次完成；由于本发明不必进行防水防腐的二次施工，可以缩短生产周期，减少产品堆放场地，省工省时省场地，提高设备利用率；同时可以节省大量的人工费用，综合成本大大低于环氧煤沥青涂料。

3、施工无污染，安全环保：防水防腐剂主要原料是可以用于化妆品和面粉加工的高分子化合物，表面活性剂也是用于食品、饲料工业的原料。产品无毒、无害、无异味，施工无污染，安全环保。

4、防水防腐性能优良；防水防腐剂在酸性、碱性和海水介质中防水防腐性能优良，同时有一定的减水效果。

5、包装运输成本低；该防水防腐剂是粉剂，用编织袋或者纸袋包装，包装运输成本仅为液体防液体的1/5—1/10。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中使用的物质均是市售易得的物质。

本发明的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂起关键点在于物质之间的比例，这些比例的物质组合之后起到了意想不到的技术效果，检测数据详见附表1、2。

本发明的防水防腐剂的配方包括按一定比例组成的硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠和防腐缓蚀剂。该防水防腐剂应用到水泥砂浆、混凝土中时，具有防水、防腐性能优良，结构坚固，使用寿命长，施工简单方便，生产周期短，成本低等优点。且本发明的防水防腐剂可以制备成粉剂，易于运输和保存。

实施例1

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸30g、油酸20g、聚乙烯醇5g、单甘酯40g、氢氧化钠2g和磷酸盐3g。

上述防水防腐剂的制备，具体如下：

(1)将2g的氢氧化钠配制成浓度20％的氢氧化钠溶液；

(2)在反应釜中添加上述原料中的硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至120℃，然后缓慢加入步骤(1)配制好的氢氧化钠溶液(也可以买配置好的次浓度的氢氧化钠直接使用)，在120-150℃保温反应60—90分钟，再加入单甘脂、磷酸盐，继续反应45-60min，使表面活性剂单甘脂、缓蚀剂磷酸盐均匀分散在憎水性高分子化合物中。然后停止加热，冷却、出料，粉碎包装。

实施例2

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸33g、油酸26g、聚乙烯醇3g、单甘酯33g、氢氧化钠3g和磷酸盐2g。

上述防水防腐剂的制备，具体如下：

(1)将3g的氢氧化钠配制成浓度25％的氢氧化钠溶液；

(2)在反应釜中添加上述原料中的硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至100℃，然后缓慢加入步骤(1)配制好的氢氧化钠溶液，在100-130℃保温反应60—90分钟，再加入单甘脂、磷酸盐，继续反应45-60min，使表面活性剂单甘脂、缓蚀剂磷酸盐均匀分散在憎水性高分子化合物中。然后停止加热，冷却、出料，粉碎包装。

实施例3

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸37g、油酸20g、聚乙烯醇4g、斯潘8035g、氢氧化钠3g和磷酸盐1g。

上述防水防腐剂的制备，具体如下：

(1)将3g的氢氧化钠配制成浓度30％的氢氧化钠溶液；

(3)在反应釜中添加上述原料中的硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至130℃，然后缓慢加入步骤(1)配制好的氢氧化钠溶液，在130-150℃保温反应60—90分钟，再加入单甘脂、磷酸盐，继续反应45-60min，然后停止加热，冷却、出料，粉碎包装。

实施例4

一种水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸40g、油酸25g、聚乙烯醇3g、斯潘8015g、单甘脂15g、氢氧化钠2g和磷酸盐1g。

上述防水防腐剂的制备，具体如下：

(1)将2g的氢氧化钠配制成浓度28％的氢氧化钠溶液；

(4)在反应釜中添加上述原料中的硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至110℃，然后缓慢加入步骤(1)配制好的氢氧化钠溶液，在110-140℃保温反应60—90分钟，再加入单甘脂、磷酸盐，继续反应45-60min，然后停止加热，冷却、出料，粉碎包装。

将实施例1制备的防水防腐剂与水泥、砂子、碎石一起混合，加水搅拌成砂浆、混凝土的过程中，通过拌和机拌合，能很快在水中分散、溶解，均匀分布在砂浆中，与水泥发生水合反应，生成特殊的结晶体。砂浆凝固后能高度密封沙浆、混凝土内部结构，形成严密防水防腐层，自动切断或者堵住水泥的毛细孔，实现“反毛细管效应”——砂浆中的水分可以向外蒸发，但是外面的水分子和有害介质不能进入砂浆保护层。从而有效地阻止水分和有害介质侵入，使砂浆、混凝土整体具有永久的防水、防腐、防潮和防海水氯离子侵入等性能。检测数据如表1、2。

表1：试验室φ38×25mm试块抗压强度、抗压强度比测试结果

注1：JC474-2008《砂浆、混凝土防水剂》一等品抗压强度比％≥100。

表2：试验室φ38×25mm试块吸水量比测试结果

注2：JC474-2008《砂浆、混凝土防水剂》一等品吸水量比％≤65。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，其特征在于，该防水防腐剂的配方包括，硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠和防腐缓蚀剂，其质量比为30-40:20-30:3-5:30-40:2-3:1-5；所述表面活性剂为单甘酯、斯潘或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，其特征在于，所述硬脂酸、油酸、聚乙烯醇、表面活性剂、氢氧化钠、防腐缓蚀剂的质量比为33-37:23-27:3-5:33-37:2-3:1-2。

3.根据权利要求1或2所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂，其特征在于，所述防腐缓蚀剂为磷酸盐。

4.根据权利要求1所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，其特征在于，步骤为配制氢氧化钠溶液；混合硬脂酸、油酸和聚乙烯醇，然后加热至100-130℃，得混合液；把所述氢氧化钠溶液加入所述混合液中，保温反应，再加入表面活性剂和防腐缓蚀剂，继续反应，然后停止加热，冷却、出料，粉碎包装。

5.根据权利要求4所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为20-30％(g/g)。

6.根据权利要求4所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，其特征在于，所述加热温度为110-120℃。

7.根据权利要求4所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，其特征在于，所述保温反应的温度为100-150℃，时间为60-90min。

8.根据权利要求7所述的水泥砂浆、混凝土防水防腐剂的制备方法，其特征在于，所述继续反应的时间为45-60min。