CN105110697A - 一种渗透反应型防水防腐添加剂以及含有该添加剂的砂浆组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种渗透反应型防水防腐添加剂以及含有该添加剂的砂浆组合物，具体而言，本发明涉及一种具有优异的防水防腐性能，施工简单，具有渗透性和反应活性的渗透反应型防水防腐添加剂。本发明的渗透反应型防水防腐添加剂既可作为新建构筑物防水防腐的屏障，也可以解决现有构筑物已出现的渗漏水病害。
Description
技术领域
本发明涉及一种渗透反应型防水防腐添加剂以及含有该添加剂的砂浆组合物，具体而言，本发明涉及一种具有优异的防水防腐性能，施工简单，具有渗透性和反应活性的渗透反应型防水防腐添加剂，本发明还涉及含有所述添加剂的砂浆组合物。
背景技术
在我国，每年都因地下构筑物渗漏等导致巨大的财产损失，而且地下构筑物渗漏还可能对环境安全带来严重危害，例如，某地发生的苯污染事件。在现有地下防水技术中，通常采用外加剂结构自防水、卷材防水、涂膜防水等方法综合处置。因地下构筑物的施工特殊性，在有水压和潮湿环境下，施工受工艺及材料自身的性能影响很难一次性施工到位，无法像地上构筑物一样采用迎水面防水，因而主要采用被动背水面防水。现有的防水施工技术与材料性能存在如下缺点：
a、地下构筑物结构自防水时往往受地下水的影响，很难一次施工到位。
b、在有水压及渗漏情况下，无论采用水性的防水材料或油性防水材料，均有可能在固化前被水破坏导致界面粘结失效而渗水。
c、油性卷材施工需在干燥基面上实施，在地下构筑物施工时往往很难满足这种条件。
d、水性防水砂浆分憎水型防水和密实型防水，在构筑物施工缺陷产生后无二次反应活性。
e、现有渗透性防水材料。例如渗透性防水剂和水泥基结晶渗透材料虽然施工简便，长期防水效果好，有二次活性，但其起效时间长，需与其它防水材料配套使用才能满足防水要求。
f、一般渗透型防水剂，只有对水泥砂浆及混凝土的密实作用而对腐蚀介质不敏感，无防腐阻锈功能。
因此，当前需要一种既可作为新建构筑物防水防腐的屏障，也可以解决现有构筑物已出现的渗漏水病害，满足使用要求，保障地下构筑物的安全及耐久性功能的防水防腐材料。
发明内容
鉴于上述现有的技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的问题，以简单的施工、低成本地实现对新建构筑物和现有构筑物的防水防腐功能。
本发明提供了一种防水防腐添加剂，其既可作为混凝土的防水防腐添加剂，又可用于背水面的二次砂浆补强，同时具有反应活性，由被动防水变为主动防水，减少施工难度，同时具有渗透性及反应活性，提高防水防腐等功效。
为实现上述目的，本发明使用天然纳米材料提纯钠基膨润土，利用其综合性能，如吸水膨胀性、分散悬浮性、触变性、黏结性和可塑性、离子交换性、对有机物的吸附性、稳定性和无毒性等性能与无机硅酸盐的反应活性和有机水性橡胶的粘接成膜性，将其作为本发明的防水防腐添加剂的主要组分，形成以无机物为骨架，并包含其他有机插层的有机无机互穿网络结构，使其同时具有渗透性与反应活性、且对环境友好、对人和动物无害、提高构筑物的强度，使构筑物防水、防渗、防腐，使用方便，本发明的防水防腐添加剂为液体形式。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明的一方面涉及一种渗透反应型防水防腐添加剂，以质量份计算，其各组分以及各组分的含量为：
其中，所述的催化剂为偏磷酸铝和钼酸钠的混合物，其中，以重量份计，偏磷酸铝和钼酸钠的配比为3:1至1:1，优选2:1至1:1，更优选1.5:1；
其中，所述的润湿剂为表面活性剂H140，即德国科宁公司生产的有机硅润湿剂Hydropalat140；
其中，所述的稳定剂为三乙醇胺；
其中，所述水性橡胶可以是选自阳离子丁苯橡胶、苯丙橡胶、氯丁橡胶和纯丙橡胶中的一种或几种的混合物；优选地，所述水性橡胶为阳离子丁苯橡胶(SBR)；
优选地，各组分的含量为：
更优选地，各组分的含量为：
优选地，所述的钠水玻璃是模数为2.4～3的液体钠水玻璃；
优选地，所述的锂水玻璃是模数为3～6的液体锂水玻璃；
优选地，所述的提纯钠基膨润土为纳米级的提纯钠基膨润土，性能指标为ENa+/CEC×100％≥50％，其中，ENa+表示可交换性的Na+量，CEC表示阳离子交换容量。。
优选地，所述的NaOH为工业级烧碱。
本发明的另一方面涉及一种根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂的使用方法，其特征在于，将所述渗透反应型防水防腐添加剂以重量比1:10至1:25的比例与常规的砂浆混合。
本发明的另一方面涉及一种包含根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂的防水防腐砂浆，该砂浆包含以下组分：10-30重量份，优选20重量份的水泥；30-50重量份，优选40重量份的砂；3-6重量份，优选5重量份的水；以及3-6重量份的上述的渗透反应型防水防腐添加剂。
其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，所述砂为普通河砂，所述渗透反应型防水防腐添加剂为上述的根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂。
在根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂中，
所述的钠水玻璃用于与混凝土中的钙镁离子通过离子交换反应进行渗透生成不溶于水的凝胶最后硬化成混凝土的一个组分；
所述的锂水玻璃用于与混凝土中的钙镁离子进行离子交换直接形成不溶于水的膜，因锂离子粒径小于钙镁离子可以有效的填充混凝土的空隙增加混凝土的强度；
所述催化剂用于硬化液体硅酸盐，钼酸钠的加入既能起催化剂的作用又能有效阻止钢筋锈蚀；
所述的润湿剂为有机改性聚硅氧烷二丙二醇单甲醚溶液，因较低的表面张力可用于润湿各种基材，帮助活性物质渗透增加附着力；
所述的稳定剂用于防止硅酸盐歧化和凝胶，以及与钼酸钠共同作用以增强防腐阻锈效果；
所述的水性橡胶用于与所述提纯钠基膨润土及水泥结石体形成互穿网络结构，提高防水防腐功能；
所述提纯膨润土因层状结构作为反应载体与无机离子交换和有机物插层反应，复合反应成为有机无机功能性防水防腐阻锈复合材料；
所述的NaOH用于溶解偏磷酸铝，调整体系模数。
单一添加剂往往不能同时实现多种功能。而多种施工工艺、数种外加剂的掺入和多种材料的使用，不但增加了人工和机械费用及施工时间，而且由于加入了更多的化学材料，它们相互作用，利弊因素共存，最终常常是事倍功半的效果，其耐久性能没有得到根本性的解决。
在包含特定含量的上述的各特定组分的情况下，本发明的防水防腐添加剂可以使用单一外加剂实现抗渗防水、抗蚀防腐、预防钢筋锈蚀的综合性能，既能保证混凝土、砂浆或净浆构筑物的技术性能，又能提高其综合耐久性，还能降低材料费用、机械费、人工费用和维修费用，同时能满足内掺外涂施工、泵送施工、喷射施工、普通施工等多种施工工艺的技术要求。本发明的防水防腐添加剂既可作为混凝土的防水防腐添加剂，又可用于背水面的二次砂浆补强，同时具有反应活性，由被动防水变为主动防水，减少施工难度，同时具有渗透性及反应活性，提高防水防腐等功效。
本发明的防水防腐添加剂可用于各种地下构筑物的防水防腐的应用中，例如：隧道、地下室、洞窟，城市地下铁路、大坝廊道、油田阀门井等渗水环境中。其可以解决在建地下构筑物发生渗漏水情况的维修问题，例如各种混凝土材料自身的缺陷，及防水施工缺陷引起的渗水，漏水，腐蚀，以保证构造物的使用安全性与耐久性。其既可作为新建构筑物防水防腐的一道屏障，也可以解决已有构筑物出现的渗漏水病害，满足使用要求，保障地下构筑物的安全及耐久性功能。
附图说明
图1为采用本发明的防水防腐添加剂用于某集团燃气管道井进行防渗防腐背水面施工之前的管道井积水情况的照片，未处理前，该管道井每天需采取人工抽水方法抽水三次，平均深度在1.2m左右；以及
图2为采用本发明的防水防腐添加剂用于某集团燃气管道井进行防渗防腐背水面施工之后的管道井的照片，六个月后未发现渗水现象。
具体实施方式
在下文中将根据优选的实施例对本发明进行更详细的描述，然而以下实施例仅限于对本发明的理解，本发明并不限于此。
提纯钠基膨润土的制备
提纯钠基膨润土的制备工艺如下：将钠基膨润土原矿自然干燥、破碎，之后通过气流干燥，再通过雷蒙磨进行粉磨，然后通过气流分级机风选分级得到提纯的钠基膨润土，性能指标为ENa+/CEC×100％≥50％。
制备实施例
步骤a：称取偏磷酸铝15g，NaOH30g，钼酸钠10g，去离子水30g，加入90℃的反应器中搅拌并恒温，持续10min。
步骤b：将300g去离子水置于上述反应器中在常温下用100～300rpm机械搅拌均匀。
步骤c：称取1161g去离子水在常温下置于另一较大的反应器中，加入4g表面活性剂H140并用30～50rpm慢速搅拌，加入上述步骤b中制备的催化剂至混合均匀。
步骤d：称取三乙醇胺50g，加入上述步骤c中的反应器中，以30～50rpm搅拌5min后，静置2小时。
步骤e：称取硅酸钠50g，加入上述步骤d中的反应器中，并以30～50rpm搅拌5min。
步骤f：称取硅酸锂150g，加入上述步骤e中的反应器中，并以30～50rpm搅拌5min。
步骤g：称取100g提纯钠基膨润土，加入上述步骤f中的反应器中，并以30～50rpm搅拌30min。
步骤h：称取阳离子丁苯橡胶100g，加入上述步骤g中的反应器中，并以50rpm搅拌10min，然后静置装桶密封，制成所述渗透反应型防水防腐添加剂。
实施例一
根据以下比例配制防水防腐砂浆：
42.5R普通硅酸盐水泥：砂：水：渗透反应型防水防腐添加剂＝1000g:2000g:250g:300g
将上述砂浆搅拌均匀后制备胶砂试件，标养7天，自然养护21天后检测其防水防腐性能，其性能见表1。
表1防水防腐砂浆主要性能要求
实施例二
根据以下比例配制防水防腐砂浆：
42.5铝酸盐水泥：砂：水：渗透反应型防水防腐添加剂＝1000g:2000g:250g:300g
将上述砂浆搅拌均匀后制备胶砂试件，标养7天，自然养护21天后检测其防水防腐性能，其性能见表2。
表2防水防腐砂浆主要性能要求
实施例三
根据以下比例配制防水防腐砂浆：
42.5硫铝酸盐水泥：级配砂：水：渗透反应型防水防腐添加剂＝1000g:2000g:250g:300g
将上述砂浆搅拌均匀后制备胶砂试件，标养3天，自然养护7天后检测其防水防腐性能，其性能见表3。
表3防水防腐砂浆主要性能要求
根据以上表1至表3的结果可以看出，采用本发明所述的防水防腐添加剂进一步制备的砂浆完全符合中华人民共和国建材行业标准《JC/T984—2011》和国标《GB50224—2010》中对于防水防腐砂浆的主要性能要求。
实验实施例
我们采用根据实施例三的比例制得的防水防腐砂浆对某集团燃气管道井进行防渗防腐背水面施工，未处理前每天需采取人工抽水方法抽水三次，平均深度在1.2m左右，通过处理后，一个月内未发现渗水现象，详见图1和图2。其中，图1为处理前积水情况的照片，图2显示出：在处理后即无渗水现象。
Claims (10)
1.一种渗透反应型防水防腐添加剂，以质量份计算，其各组分以及各组分的含量为：
其中，所述的催化剂为偏磷酸铝和钼酸钠的混合物，其中，偏磷酸铝和钼酸钠的配比为3:1至1:1；
其中，所述的润湿剂为表面活性剂H140；
其中，所述的稳定剂为三乙醇胺；
其中，所述水性橡胶是选自阳离子丁苯橡胶、苯丙橡胶、氯丁橡胶和纯丙橡胶中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂，
其中，在所述催化剂中，偏磷酸铝和钼酸钠的配比为2:1至1:1。
3.根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂，
其中，所述水性橡胶为阳离子丁苯橡胶。
4.根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂，
其中，所述的钠水玻璃是模数为2.4～3的液体钠水玻璃；且所述的锂水玻璃是模数为3～6的液体锂水玻璃。
5.根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂，
其中，所述的提纯钠基膨润土为纳米级的提纯钠基膨润土，且所述的NaOH为工业级烧碱。
6.根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂，
其中，以质量份计算，其各组分以及各组分的含量为：
7.一种根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂的使用方法，其特征在于，将所述渗透反应型防水防腐添加剂以重量比1:10至1:25的比例与常规的砂浆混合。
8.一种包含根据本发明的渗透反应型防水防腐添加剂的防水防腐砂浆，该砂浆包含以下组分：10-30重量份的水泥；30-50重量份的砂；3-6重量份的水；以及3-6重量份的根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂。
9.根据权利要求8所述的防水防腐砂浆，其中，该砂浆包含以下组分：20重量份的水泥；40重量份的砂；5重量份的水；以及3-6重量份的根据权利要求1所述的渗透反应型防水防腐添加剂。
10.根据权利要求8所述的防水防腐砂浆，
其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，所述砂为普通河砂。
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