CN104591660A - 一种改性无机防水堵漏材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改性无机防水堵漏材料，由以下重量份的组分组成：水泥100份，减水剂0.5-3份，二苯基甲烷二异氰酸酯1-5份，早强剂0.1-0.6份，反应调节剂0.05-0.25份；所述水泥由硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥组成，硅酸盐水泥占水泥总质量的0-40％；所述早强剂为锂盐或氢氧化锂中的一种或2种以上任意比例混合；所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂；所述的反应调节剂为三亚乙基二胺、N-甲基-N’-羟乙基哌嗪或辛酸钾中的一种或2种以上任意比例混合。本发明制备的改性无机防水堵漏材料，具有可拌合时间长，适合较大体积施工，体积稳定性好，不易开裂，后期强度稳定增强等优点，适应于防水抗渗工程的抢险堵漏。

Description

一种改性无机防水堵漏材料

技术领域

本发明涉及一种改性无机防水堵漏材料。

背景技术

无机防水堵漏材料(GB/T 23440)是目前防水堵漏工程中常用的一种水泥基快速堵漏材料，该类材料以水泥基材料为主体，相比于有机防水堵漏材料，具有无毒无味，安全环保，可带水作业，施工简便，硬化迅速且成本较低等优势，使其在防水防渗、抢险堵漏工程中有很广泛的应用。然而，水泥基材料快速凝固硬化通常都不可避免带来诸多通病，主要包括两方面：一是不能大量拌合使用，拌合体积越大，硬化太快，来不及使用即凝固；二是水泥基材料水化早期会放热，产生升温和膨胀，随后冷却速度过快，带来的开裂以及冷却后体积收缩大等问题，从而造成现有的无机防水堵漏材料质量的缺限和耐久性不足；另外，大量无机防水堵漏材料为了调整凝结时间，使用了大量的石膏，这种成份使水泥体系硬化后，在长期浸水条件下极易产生二次钙矾石，易破坏已经硬化的结构，最终造成结构粉化解体，而作为堵漏材料浸水情况是难以避免的。正是上述多种原因，造成了现在无机防水堵漏材料只能作为一种临时的、短期的防渗堵漏措施。

发明内容

本发明提供一种无机防水堵漏材料，该材料具有可拌和时间长，适合较大体积施工，体积稳定性好，不易开裂，后期强度稳定增强的特点。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种改性无机防水堵漏材料，其特征在于由以下重量份的组分组成：水泥100份，减水剂0.5-3份，二苯基甲烷二异氰酸酯1-5份，早强剂0.1-0.6份，反应调节剂0.05-0.25份；所述水泥由硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥组成，硅酸盐水泥的质量占水泥的总质量的0-40％；所述早强剂为锂盐或氢氧化锂中的一种或2种以上任意比例混合，所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂；所述的反应调节剂为三亚乙基二胺、N-甲基-N’-羟乙基哌嗪或辛酸钾中的一种或几种任意比例混合。

优选地，所述硅酸盐水泥的质量占水泥总质量的20-40％。在此范围内，可更有效的缩短初终时间与终凝时间的时间差，并更早的获得强度。

优选地，所述锂盐为氯化锂或碳酸锂。使用这两种原料，早强效果较稳定，配制的产品多次性能检测结果重现性好。

为了施工方便，所述减水剂为萘系减水剂。

二苯基甲烷二异氰酸酯与水发生如下反应：

从而生成有机发泡体，申请人通过研究发现这种物质掺入水泥反应体系中，仍然能够与水发生此反应，因此，在无机防水堵漏材料中掺入二苯基甲烷二异氰酸酯后，一方面存在水泥基材料的胶结硬化，另一方面二苯基甲烷二异氰酸酯与水反应聚合生成一定的骨架结构，并且后者相对于前者更具韧性，同时生成的气体又使固结体具有微膨胀的性能。通过组分的比例的调节与反应调节剂的添加协调水泥基材料水化和二苯基甲烷二异氰酸酯与水反应的反应速率，控制整个反应体系的反应放热速率和体积变化率，使二苯基甲烷二异氰酸酯反应体系的骨架略优先于水泥骨架的形成，即初期改性无机防水堵漏材料的凝固主要依赖二苯基甲烷二异氰酸酯与水的反应，从而使水泥体系进入快速反应期后，体系具有足够的强度抵抗水泥基材料反应产生的温度及收缩应力，这时二苯基甲烷二异氰酸酯的反应产物在体系中可起到了抗裂纤维的作用，尚未反应的可继续反应产生膨胀补偿水泥基材料的收缩，从而有效的抑制开裂现象的产生。

反应调节剂协调水泥水化和二苯基甲烷二异氰酸酯与水反应的反应速率，延长初凝时间，缩短终凝时间的效果，掺量越高，趋势越明显，这是因为反应调节剂，在这一过程中降低了初期水泥的水化速度，降低了早期水化放热速度，即降低了体积效应，促进了二苯基甲烷二异氰酸酯与水的反应，从而出现了优先形成二苯基甲烷二异氰酸酯反应体系的骨架，延缓水泥骨架结构形成的效果，而在初凝后，水泥体系反应到一定阶段后，反应调节剂对水化反应的效果逐渐弱化，而早强剂的效用逐渐体现，从而可以快速终凝并迅速产生强度。

因而，本发明所述的改性无机防水堵漏材料具有如下优点：

一、延长拌和时间，解决大体积拌合问题；

二、降低早期水泥的水化热，体积稳定性好，有效的抑制开裂现象的产生；

三、不需要通过掺加过量各类型的石膏来调整凝结时间，解决后期粉化问题。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅限于以下几个实施例。将水泥，减水剂，二苯基甲烷二异氰酸酯，早强剂和反应调节剂混合搅拌均匀制得本发明所述的改性无机防水堵漏材料。使用时，加水搅拌成匀浆体或糊状即可，一般情况下，所加入水的质量为所使用水泥质量的25-45％，以下对比例和实施例中的所加入水的质量为所使用水泥质量的25-45％。

以下实施例与对比例中萘系减水剂购买于浙江五龙化工股份有限公司，聚羧酸类减水剂购买于弗克股份(苏州)有限公司。

对比例1为现有的无机防水堵漏材料的组成，对比例2为掺加了石膏进行调凝的现有的无机防水堵漏材料的组成。

表1

对表1中对比例和实施例的无机堵漏材料进行一系列性能测试，测试结果如表2所示。其中，初凝及终凝时间测试方法依据GB/T 1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，抗压强度测试依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》，体积变化率依据GB/T 50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》中的非接确式测量法。

表2

注：测试28d、90d强度的样品的养护条件为水养。

由表1和表2可看出，对比例1和2的无机防水堵漏材料初凝时间都比较短，即拌和时间较短，另外对比例1的无机防水堵漏材料终凝时间与初凝时间间隔很长，15min强度低，2h时体积收缩明显。对比例2为掺入大量石膏调凝以后的无机防水堵漏材料，相对于对比例1，终凝时间缩短，15min时强度得到提高，但是在水养条件下，28d强度很低，90d甚至没有强度，这是由于石膏过量，硬化浆体在水养条件下产生二次膨胀，破坏了原结构，造成了粉化的现象，同时掺入石膏对早期的收缩没有改善效果。

实施例1-8的改性无机防水堵漏材料初凝时间长，2h时体积不但没有收缩，而且有少量的膨胀，因而本发明所述的改性的无机防水堵漏材料具有更好的体积稳定性，较长的可拌和时间，初凝后迅速终凝并产生较高的强度，并且始终具有良好的体积稳定性，在水养条件下，其后期强度还可继续稳定的增强。

Claims (4)

1.一种改性无机防水堵漏材料，其特征在于由以下重量份的组分组成：水泥100份，减水剂0.5-3份，二苯基甲烷二异氰酸酯1-5份，早强剂0.1-0.6份，反应调节剂0.05-0.25份；所述水泥由硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥组成，硅酸盐水泥占水泥总质量的0-40％；所述早强剂为锂盐或氢氧化锂中的一种或2种以上任意比例混合；所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸类减水剂；所述的反应调节剂为三亚乙基二胺、N-甲基-N’-羟乙基哌嗪或辛酸钾中的一种或2种以上任意比例混合。

2.根据权利要求1所述的一种改性无机防水堵漏材料，其特征在于所述硅酸盐水泥占水泥总质量的20-40％。

3.根据权利要求1所述的一种改性无机防水堵漏材料，其特征在于所述锂盐为氯化锂或碳酸锂。

4.根据权利要求1所述的一种改性无机防水堵漏材料，其特征在于所述减水剂为萘系减水剂。