CN105541168B - 一种无机矿物防水活性母料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无机矿物防水活性母料。所述无机矿物防水活性母料，按重量百分比计包含以下组分原料：凹凸棒土或改性凹凸棒土20％～80％；增稠保湿剂5％～20％；水玻璃5～30％；活性铝盐10％～30％；早期强化剂0％～15％；减水剂0％～5％。本发明的防水活性母料为渗透结晶型增密防水材料，配以各种活性矿物辅助料干混而成的，是一种粉状防水材料是绿色、无味、无毒、无公害产品。

Description

一种无机矿物防水活性母料

技术领域

本发明属于建筑装饰材料领域，具体地涉及一种无机矿物防水活性母料。

背景技术

传统砂浆混凝土等材料在硬化后，因本身保水性、收缩性、内部空气、水化不完整等因素，内部会出现很多细微的空隙和裂缝，使得建筑的迎水面，背水面，坡面，异行 面，受到雨水、地下水和内部水汽等侵蚀，出现空鼓、开裂、窜水及漏水等现象。因此 防水性成为建筑物检测非常重要的指标之一，现有的防水技术大概分为以下几类：

1、基础处理：现在的防水一般采用在振捣密实才能保证混凝土的抗渗性，按规范规 定进行机械振捣，一般都可以满足这一要求。但预留孔、预埋管、预埋件及止水带等处的结构形状不直顺，尺寸也较小，一方面振捣不方便，另一方面振捣时混凝土中的空气 不易完全排出，因此这些部位施工时，应在机械振捣的基础上，再辅以人工插捣，这样 有助于空气的排出，有利于振捣密实；

2、在完成基础处理以后，在表面采用覆膜等方法隔断水路，比如高分子成膜防水材 料、双组份水泥基防水材料以及各种性质的卷材防水；

3、在基础完成后，利用高温融化防水材料(部分材料可在常温施工)，使得高分子组份渗透到基础的混凝土或砂浆内部，起到封闭作用，部分材料是通过高分子的物理作 用进行堵塞和封闭，比如防水火漆；部分材料是通过水泥中的阳离子反应，形成新的物 质，堵塞细小的空隙和孔洞，比如以水玻璃为基料的渗透结晶型防水材料；

4、以有机硅油为主要成分，依靠材料憎水作用产生防水机理的材料，比如有机氟硅 防水涂料；

5、将活性母料添加在水泥或者混凝土中，利用非金属材料的化合作用，捕捉材料中 游离阳离子，形成枝蔓状的结晶体，堵塞细小的空隙和孔洞，比如永凝液活性母料。

以上防水技术存在下述不足或缺陷：

1)、捣实法：捣实震荡对设备要求高，且内部空气不容易排出，采用人工捣实造成成本高效率低。

2)、覆膜类卷材易开裂，使用过程中随着时间的延长其内部高分子易老化开裂，且卷材缺乏抗压能力，容易受到物理冲击而易损坏损耗，导致防水效果被破坏。

3)、利用高温融化防水材料使得高分子组份渗透到基础的混凝土或砂浆内部，起到 封闭作用。这类施工方法要求条件高，工序复杂，人力成本高，二次施工不方便等。

4)、有机硅油、氟硅等材料能很好做到憎水效果，但是只能作用于表面难易渗入和填充空洞与裂缝。

5)、活性母料一直以进口等方式投放市场，目前市价约为4～6万元/吨，应用到工程 上大大加重生产成本，性价比较低让市场较难接受。

发明内容

针对现有技术中的以上缺陷，本发明提供一种防水效果优良且后期抗渗抗折能力强， 收缩率小且性价比较高的无机矿物防水活性母料。该发明的技术目的是通过以下技术方 案实现的：

本发明所提供的无机矿物防水活性母料，按照以下步骤制备而成：

1)、按重量百分比计秤取以下各组分原料：

2)、将所述活性铝盐粉碎，过80目筛，待用，让铝盐均可无结块；将所述凹凸棒土和活性铝盐在搅拌机内充分搅拌后导入振动筛，再80目筛后得均匀颗粒状半成品；

3)、将步骤2)所得半成品与所述水玻璃、所述增稠保湿剂放入干燥的固体搅拌机上 进行搅拌，搅拌均匀后通过包装、封袋。

优选地，所述步骤3)中固体搅拌机内的相对湿度RH≤80％，搅拌时间为20min。

优选地，所述步骤1)中按重量百分比计秤取以下各组分原料：

更优选地，所述步骤1)中按重量百分比计秤取以下各组分原料：

优选地，所述凹凸棒土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换得到的凹凸棒土。

优选地，为了起到保水保湿，增强施工性等目的，所述增稠保湿剂为羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、纤维素酶中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述水玻璃为可溶性硅酸盐，其选自钾水玻璃、钠水玻璃、锂水玻璃中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述活性铝盐为硫酸铝、氯化铝、硫酸铝钾、氯化铁与硫酸铝和/或氯化铝的脱水结晶盐、或硫酸铁与氯化铝和/或硫酸铝的脱水结晶盐。

具体地，为了能够促使水玻璃，凹凸棒土等水化反应和提高早期强度，所述早期强化剂为氯化钙、氯化铝、甲酸钙、或碳酸钠中的一种或两种以上的混合物。它们在水泥 体系中促进硅酸三钙水化结晶，更让体系内的铝盐更快反应生成铁铝四钙结晶硫铝四钙 等.形成膨胀,减少后期因硅酸盐特性收缩导致裂缝减弱防水能力。

优选地，所述减水剂选自萘系减水剂、和/或三聚氰胺类塑化减水剂。所述减水剂可 以减少砂浆水灰比和砂浆的流动性，和后期密度，硬度等，加强防水性和二次抗渗性能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的无机矿物防水活性母料的科学配方使得该结构中的毛细孔缝得到充盈密 实，提高了混凝土结构的抗渗水能力。防水材料中由于水化空间和C-S-H凝胶的束缚产 生的凝胶状结晶，在涂层中起到密实抗渗的作用，随着时间(一般为14～365d)的发展，结晶量递增，增强结构整体的抗渗抗折能力。

2、本发明的无机矿物防水活性母料添加有高吸附性的凹凸棒土，能有效吸附能在混 凝土内部析出的Ca(OH)₂等碱性盐类起到束缚作用，有效地减缓混凝土制品的返碱现象， 并且为后期提供活性素材增加后期强度。

3、本发明因会生产铁铝四钙，硫铝四钙和钙矾石等膨胀微结晶，让整个体系后期强 度上升，防止普通硅酸盐制品的后期收缩导致裂缝，造成防水失败等问题。

具体实施方式

本产品为渗透结晶型增密防水材料，是一种粉状防水材料是绿色、无味、无毒、无公害产品。

本发明的防水机理：防水材料中含有的活性矿物质，以水为载体，随着水渗透到混凝土结构内部的孔缝中，催化硅酸钙与水泥水化反应过程中析出的Ca(OH)₂与硅酸钙交 互反应，形成不溶于水的枝蔓状纤维结晶物，在混凝土结构内部吸水膨胀，使结构中的 毛细孔缝得到充盈密实，从而有效提高了混凝土结构的抗渗水能力。在防水涂层中由于 水化空间和C-S-H凝胶的束缚产生的凝胶状结晶，在涂层中起到密实抗渗的作用，随着 时间(一般为14～365d)的发展，结晶量递增，增强结构整体的抗渗能力。

另外，在混凝土未凝结的时候，凹凸棒土发挥其良好的保水性，而且凹凸棒土具有良好的悬浮、增稠、流平性等，可减少混凝土砂浆等内部的缩孔和表面的鱼眼，在施工 上有良好的触变性能和可塑性。在混凝土砂浆等凝结后细腻的凹凸的收缩性小，会减少 混凝土内部空洞和裂缝。凹凸棒土分子毛发状和纤维状，和细腻的油脂滑感，会使得混 凝土砂浆表面细腻有手感，密实和减少前期的泌水现象。而且高吸附性的凹凸棒土能有 效吸附能在混凝土内部析出的Ca(OH)₂等碱性盐类起到束缚作用，有效地解决混凝土制 品的返碱现象。在环保方面，凹凸棒土因其高吸附性，尤其是对重金属离子的束缚性， 针对蓄水池，饮水渠道等工程，可以大大减少砂浆体系内重金属离子对水体的二次污染。 在后期强度上，凹凸棒土的主要成分为Al₂O₃和SiO₂，在后期砂浆体系内氢氧化钙硅酸 盐等碱性活性物质的激活下，进一步产生凝胶状的结晶，堵住砂浆体系内原本的空隙， 和因干缩，振动，地基下降等造成的二次裂缝，实现二次抗渗。

母料中的活性铝盐，会生产铁铝四钙，硫铝四钙和钙矾石等膨胀微结晶，让整个体系后期强度上升，防止普通硅酸盐制品的后期收缩导致裂缝，造成防水失败等问题。

以下通过具体的实施案例对本发明的无机矿物防水活性母料作进一步详细说明，但 本发明并不仅限于以下的实施例。以下实施例中的重量份的单位可以是千克也可以是公 斤。

实施例1

1、配方原料的准备

实施例1的无机矿物活性防水母料的组分原料为：

凹凸棒土65份，羟丙基甲基纤维素10份，硫酸铝10份，早期强化剂甲酸钙5份， 水玻璃10份，砂浆按以上组分原料总重量的5％比例添加。

2、制备方法

1)、将所述10份活性铝盐粉碎，过80目筛，待用；将所述65份凹凸棒土和活性铝 盐在搅拌机内充分搅拌后导入振动筛，再过80目筛后得均匀颗粒状的半成品；

2)、将步骤1)所得半成品与所述10份水玻璃、所述10份增稠保湿剂、所述5份早 期强化剂放入干燥的固体搅拌机上进行搅拌，此时固体搅拌机内的相对湿度控制在≤ 80％，搅拌时间为20min。搅拌均匀后通过包装、封袋。包装袋采用内外双膜，能防潮， 避免产品因外界水分而导致结块变质。

3、本发明的防水活性母料使用方法

将水泥和砂按照施工配比好，将实施例1所述方法制备的防水活性母料均匀撒在上 面，搅拌后放入砂浆搅拌机中，高速搅拌均匀后(优选地，1000～3000r/min)，送达施工地 点后直接按材料所需施工。

实施例2

1、配方原料的准备

实施例2的无机矿物活性防水母料的组分原料为：

凹凸棒土30份，硫酸铝钾20份，水玻璃30份，早期强化剂碳酸锂10份，增稠保 湿剂羟丙基甲基纤维素5份，奈系减水剂5份。砂浆按以上组分原料总重量的6％比例添 加。

2、制备方法

1)、将所述20份活性铝盐粉碎，过80目筛，待用；将所述30份凹凸棒土和活性铝 盐在搅拌机内充分搅拌后导入振动筛，再过80目筛后得均匀颗粒状的半成品；

2)、将步骤1)所得半成品与所述30份水玻璃、所述5份增稠保湿剂、所述5份奈系减水剂放入干燥的固体搅拌机上进行搅拌，此时固体搅拌机内的相对湿度控制在≤80％，搅拌时间为20min。搅拌均匀后通过包装、封袋。包装袋采用内外双膜，能防潮，避免 产品因外界水分而导致结块变质。

3、本发明的防水活性母料使用方法

将水泥和砂按照施工配比好，将实施例2的方法制备的防水活性母料均匀撒在上面， 搅拌后放入砂浆搅拌机中，高速搅拌均匀后(优选地，1000～3000r/min)，送达施工地点 直接按材料所需施工。

实施例3

1、配方原料的准备

实施例3的无机矿物活性防水母料的组分原料为：凹凸棒土40份，增稠保湿剂羟丙基甲基纤维素20份，水玻璃5份，活性铝盐硫酸铝硫酸铁20份，早期强化剂甲酸钙15 份。砂浆按以上组分原料总重量的3％比例添加。

2、制备方法

1)、将所述20份活性铝盐粉碎，过80目筛，待用；将所述40份凹凸棒土和活性铝 盐在搅拌机内充分搅拌后导入振动筛，再过80目筛后得均匀颗粒状的半成品；

2)、将步骤1)所得半成品与所述5份水玻璃、所述20份增稠保湿剂、所述15份早 期强化剂放入干燥的固体搅拌机上进行搅拌，此时固体搅拌机内的相对湿度控制在≤ 80％，搅拌时间为20min。搅拌均匀后通过包装、封袋。包装袋采用内外双膜，能防潮， 避免产品因外界水分而导致结块变质。

3、本发明的防水活性母料使用方法

将水泥和砂按照施工配比好，将实施例2的方法制备的防水活性母料均匀撒在上面， 搅拌后放入砂浆搅拌机中，高速搅拌均匀后(优选地，1000～3000r/min)，送达施工地点后 按材料所需施工。

性能测试

用实施例1～3的防水活性母料制备而成的硅酸盐水泥，按照GB177的检测方法各个 时间段抗压强度和抗折强度，如表1所示。

表1抗压强度和抗折强度测试结果

从表1可以看出，采用本发明的防水活性母料所制备的硅酸盐水泥425随着时间的延长，其抗压强度和抗折强度逐渐增加，不会出现例如普通硅酸盐制品的后期收缩导致 裂缝，造成防水失败等问题。

表2实施例1～3中防水母料所制成的砂浆混凝土防水剂成品性能测试

参考技术标准(砂浆混凝土防水剂(JC474-92))，通过对添加砂浆后形成的防水砂浆测定其48h吸水量比、渗透高度比、抗压强度比和收缩率，参照技术指标规定均达到 一等品以上性能，符合工程施工需要。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范 围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也涉及本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种无机矿物防水活性母料，其特征在于，所述防水活性母料按照以下步骤制备而成：

1)、按重量百分比计秤取以下各组分原料：

2)、将所述活性铝盐粉碎，过80目筛待用；将所述凹凸棒土和活性铝盐在搅拌机内充分搅拌后导入振动筛，再过80目筛后得均匀颗粒状半成品；

3)、将步骤2)所得半成品与所述水玻璃、所述增稠保湿剂放入干燥的固体搅拌机上进行搅拌，搅拌均匀后通过包装、封袋。

2.根据权利要求1所述的防水活性母料，其特征在于，所述步骤3)中固体搅拌机内的相对湿度RH≤80％，所述步骤3)中搅拌时间为20min。

3.根据权利要求1所述的防水活性母料，其特征在于，步骤1)中按重量百分比计秤取以下各组分原料：

4.根据权利要求1所述的防水活性母料，其特征在于，步骤1)中按重量百分比计秤取以下各组分原料：

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述凹凸棒土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换得到的凹凸棒土。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述增稠保湿剂选自羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、纤维素酶中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述水玻璃为钾水玻璃、钠水玻璃、锂水玻璃中的一种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述活性铝盐为硫酸铝、氯化铝、硫酸铝钾、氯化铁与硫酸铝和/或氯化铝的脱水结晶盐、或硫酸铁与氯化铝和/或硫酸铝的脱水结晶盐。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述早期强化剂为氯化钙、氯化铝、甲酸钙、或碳酸钠中的一种或两种以上的混合物。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的防水活性母料，其特征在于，所述减水剂选自萘系减水剂、和/或三聚氰胺类塑化减水剂。