CN105669133A - 一种以无机矿物为主要填料的防水砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以无机矿物为主要填料的防水砂浆，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：硅酸盐水泥15％～45％；凹凸棒土或改性凹凸棒土1％～10％；活性铝盐1％～7％；膨润土0％～3％；配级砂40％～70％；增稠保湿剂0.3％～1％；早期强化剂0.1％～1％；缓凝剂0％～1.5％；活性激活剂0％～10％。本发明的所提供的防水砂浆具有良好的防水抗渗功能，不仅有较好的早期强度而且后期强度也有较大提高、耐候性好。

Description

一种以无机矿物为主要填料的防水砂浆
技术领域
本发明属于建筑装饰材料领域，具体地涉及一种以无机矿物为主要填料的防水砂浆。
背景技术
建筑物渗漏，不仅会损坏工程内部装潢及设备，严重还会破坏工程结构，使其丧失使用功能，酿成建筑物报废甚至危及人们生命安全。采取防水材料及时来防止建筑物渗水和漏水在20世纪50年代就已经开始使用。
防水砂浆是一种刚性防水材料，通过提高砂浆的密实性及改进抗裂性以达到防水抗渗的目的。主要用于不会因结构沉降，温度、湿度变化以及受振动等产生有害裂缝的防水工程。用作防水工程的防水层的防水砂浆有三种：(1)刚性多层抹面的水泥砂浆；(2)掺防水剂的防水砂浆；(3)聚合物水泥防水砂浆。
1、刚性多层抹面类
由水泥加水配制的水泥素浆和由水泥、砂、水配制的水泥砂浆，将其分层交替抹压密实，以使每层毛细孔通道大部分被切断，残留的少量毛细孔也无法形成贯通的渗水孔网。硬化后的防水层具有较高的防水和抗渗性能。
2、掺防水剂类
在水泥砂浆中掺入各类防水剂以提高砂浆的防水性能，常用的掺防水剂的防水砂浆有氯化物金属类防水砂浆、氯化铁防水砂浆、金属皂类防水砂浆和超早强剂防水砂浆等。由于掺防水剂类砂浆执行防水剂检测标准，所以工地现场施工需加入：水泥，砂进行现场搅拌，污染较为严重，现场搅拌对产品质量也难以控制，现国内已多地限制此法施工。防水砂浆进入工地现场施工需要在工厂混好成品，装袋进入工地现场。
3、聚合物水泥类
用水泥、聚合物分散体作为胶凝材料与砂配制而成的砂浆。聚合物水泥砂浆硬化后，砂浆中的聚合物可有效地封闭连通的孔隙，增加砂浆的密实性及抗裂性，从而可以改善砂浆的抗渗性及抗冲击性。聚合物分散体是在水中掺入一定量的聚合物胶乳(如合成橡胶、合成树脂、天然橡胶等)及辅助外加剂(如乳化剂、稳定剂、消泡剂、固化剂等)，经搅拌而使聚合物微粒均匀分散在水中的液态材料。常用的聚合物品种有：有机硅、阳离子氯丁胶乳、乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液、丁苯橡胶胶乳、氯乙烯-偏氯化烯共聚乳液等。
现有的防水砂浆要么是耐候性差，要么是后期强度跟不上，或者是操作方法复杂，因此需要研发出一种防水抗渗的能力好，且后期强度也高的容易操作使用的防水砂浆。
发明内容
针对现有技术中的以上缺陷，本发明提出一种防水抗渗功能良好，不仅有较好的早期强度而且后期强度也有较大提高、耐候性好的以无机矿物为主要填料的防水砂浆。
为了实现上述技术目的，采用的技术方案为：
本发明所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
进一步地，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
进一步地，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
更进一步地，按照重量百分比计算所述防水砂浆还包含以下组分原料：
抗冻剂0％～0.1％；
减水剂0％～0.3％；
功能填料0％～3％。
优选地，所述改性凹凸棒土可以为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的凹凸棒土。凹凸棒土起着保水作用，增稠防分层，增加可塑性便于施工附着，后期与胶料中的钙镁碱性物质吸附契合反应。凹凸棒土还能增加后期强度密度，减弱返碱等现象。增加耐候性，对建筑材料中的重金属离子有很强吸附作用，防止重金属离子二次析出危害健康。
优选地，所述活性铝盐为可溶性铝盐，其选自硫酸铝、氯化铝、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。利用其微膨胀性，可提高防水砂浆的密实性，增强抗渗抗水能力。
优选地，所述膨润土有着优良的吸水性，膨胀性，保湿性和可塑性性，其可为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的膨润土。
优选地，所述配级砂选自石英砂、海沙、河沙、石粉、矿砂中一种或两种以上作为填料和骨料的材料。
所述增稠保湿剂能保持防水砂浆的水分，让硅酸盐充分水化，其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。
优选地，为了增加早期强度，缩短施工时间。所述早期强化剂选自氯化钙、氯化铝、甲酸钙或碳酸钠中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述缓凝剂能控制开放时间，提高施工间隔，其选自柠檬酸钠、酒石酸、葡萄酸钠中一种或两种以上混合物；所述抗冻剂选自氯化钙、氯化镁、氯化钠中一种或两种以上混合物。
优选地，所述活性激活剂为可溶性硅酸盐，其选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中一种或两种以上混合物。其能激活活性铝盐和凹凸棒土的活性，中和掉硅酸盐多余的氢氧化钙形成大量硅酸二钙，增强后期强度和体系密实度，而二次产生的钙矾石，铝酸三钙等微膨胀性，建设后期干缩性。
优选地，为了减少体系内水分而达到施工粘度要求，增加建筑物后期密实度、和强度内聚力，所述减水剂选自萘系减水剂、和/或三聚氰胺类塑化减水剂。
本发明添加的功能填料选自轻钙粉，硅微粉，沸石粉中的一种或两种以上的混合物，其能改善内部性能，能为防水砂浆强度增长后期提供足够的活性素材。
优选地，所述配级砂的粗砂和细砂的配级情况为：粗砂粒径为40-80目，细沙粒径80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。粗细配合的配级砂能增加防水砂浆的抗压强度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的防水砂浆相对于传统砂浆、市售砂浆的稠度要高，和易性也较好些，收缩率明显降低，28天的最高抗水压要高很多。
2、添加的活性激活剂可溶性硅酸盐，它能被吸附在凹凸棒土的细微孔径中，让凹凸棒土改性变得活跃，大量的硅酸根离子跟凹凸棒土的硅氧根和氧化铝，结合形成凝胶，后期能增进砂浆体系内部密度，硬度，抗折等加强，一部分未反应的硅酸根和砂浆体系中的强氧化钙等在遇到新的裂缝时候，被侵入的雨水溶解从新反应凝胶堵塞修补裂缝空洞等，进行第二次自我修复抗渗防水能力。而且随着时间增加，整个体系强度随着硅酸二钙的逐步水化，后期强度增长较好，形成良好的耐候性。
3、添加有早期强化剂，它不但可以早期强度，后期还能形成钙矾石，硫铝四钙等产物，这些物质均具有微膨胀性，可以很好解决普通硅酸盐类产品后期的干缩导致的收缩性裂缝，防水层出现破绽，而且整体密度更高。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例对本发明的以无机矿物为主要填料的瓷砖胶作进一步详细说明，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。
本产品中以凹凸棒土来作为内部填料，凹凸棒土是一种具有纤维纹理层的链状过渡结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，主要成分是凹凸棒石，化学式为Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2.4H2O。俗称镁山软木，山软木，山柔皮等。凹凸棒土具有很好的吸附能力，独特的分散性，可塑性和粘力，耐高温，干燥后收缩率小，悬浮不絮凝不沉淀。
凹凸棒土在水泥基基础下凝结固化过程，搅拌过程会使得胶料具有很好的保水性，悬浮不分层性，具有独特的纤维状结构，使得胶料具有很好的可塑性，使得施工方便不粘刀，固化后，应其填充在水泥基的小孔与裂缝中，在湿润时候起到吸附周围水分子保持内部干湿平衡；而在干燥后，应其收缩性小，使得内部结实，不会空鼓掉落等。
因凹凸棒土是天然的一种无机矿物，后期形成的也是一种无机凝胶，所以耐紫外光老化，等耐候性上表现优越不会像高分子那样，随着时间推移高分子链不断变氧化断裂，导致质量在后期急速下降问题。
本发明所采用组分原料凹凸棒土中含有SiO2-56.96％，Al2O3Fe2O3-23.83％，在水泥基填充的时候水泥基内部为完全反应的Ca(OH)2等碱性物质，会与其反应生成硅酸钙与水化铝酸钙等，大部分已水化产物凝结体现出来，随着水泥基凝结后时间的增长，逐步转化为纤维状的晶体，随着数量的不断增加，晶体的相互交叉，形成锁链结构，填充孔隙形成较高强度，这样使得水泥基的胶料结构不仅有较好的早期强度而且后期强度也有较大提高。
因为凹凸棒土中的的SiO2，Al2O3能反应胶料中一大本分未反应的Ca(OH)2等碱性物质，并形成晶体堵塞体系内毛细孔和小裂缝，有效的减弱传统水泥基瓷砖胶的返碱发白现象导致的质量外观的下降情况。
实施例1
本发明实施例1所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆组分原料为：
普通硅酸盐水泥300份，配级石英砂587份，凹凸棒土40份，膨润土5份，早期强化剂甲酸钙3份，活性铝盐硫酸铝10份，增稠保湿剂羟甲基纤维素3份，缓凝剂柠檬酸钠1份，抗冻剂氯化镁1份，硅微粉30份，活性激活剂硅酸钠20份，配水240～350。其中石英砂的配级情况为：粗粒径石英砂过40-80目筛，细粒径石英砂过80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
将上述组分材料投放在搅拌缸内，搅拌均匀二十分钟后，按额定重量，包装到有内膜包装袋中环境相对湿度低于百分之八十，内膜密封外面封口好，避免水气进入影响质量。
实施例2
本发明实施例2所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆组分原料为：
普通硅酸盐水泥350份，配级石英砂600份，凹凸棒土10份，增稠保湿剂羟丙基甲基纤维素3份，活性铝盐硫酸铝30份，缓凝剂酒石酸1份，奈系减水剂3份，早期强化剂甲酸钙3份，配水180～280份。其中石英砂的配级情况为：粗粒径石英砂过40-80目筛，细粒径石英砂过80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
将上述组分材料投放在搅拌缸内，搅拌均匀二十分钟后，按额定重量，包装到有内膜包装袋中环境相对湿度低于百分之八十，内膜密封外面封口好，避免水气进入影响质量。
实施例3
本发明实施例3所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆组分原料为：
普通硅酸盐水泥380份，配级石英砂442，凹凸棒土100，增稠保湿剂羟丙基甲基纤维素3份，硅微粉20份，活性铝盐硫酸铝钾50份，早期强化剂碳酸钠5份。其中石英砂的配级情况为：粗粒径石英砂过40-80目筛，细粒径石英砂过80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
将上述组分材料投放在搅拌缸内，搅拌均匀二十分钟后，按额定重量，包装到有内膜包装袋中环境相对湿度低于百分之八十，内膜密封外面封口好，避免水气进入影响质量。
实施例4
本发明实施例4所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆组分原料为：
普通硅酸盐水泥400份，配级石英砂482，凹凸棒土10份，早期强化剂甲酸钙3份，活性铝盐氯化铝50份，增稠保湿剂甲基纤维素3份，缓凝剂葡萄酸钠1份，抗冻剂氯化镁1份，硅微粉30份，活性激活剂硅酸钠20份，配水240～350。其中石英砂的配级情况为：粗粒径石英砂过40-80目筛，细粒径石英砂过80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
将上述组分材料投放在搅拌缸内，搅拌均匀二十分钟后，按额定重量，包装到有内膜包装袋中环境相对湿度低于百分之八十，内膜密封外面封口好，避免水气进入影响质量。
实施例5
本发明实施例5所述的以无机矿物为主要填料的防水砂浆组分原料为：
普通硅酸盐水泥450份，配级石英砂463，凹凸棒土10份，膨润土5份，早期强化剂氯化钙3份，活性铝盐硫酸铝钾60份，增稠保湿剂纤维素酶4份，活性激活剂硅酸锂5份，配水240～350份。其中石英砂的配级情况为：粗粒径石英砂过40-80目筛，细粒径石英砂过80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
将上述组分材料投放在搅拌缸内，搅拌均匀二十分钟后，按额定重量，包装到有内膜包装袋中环境相对湿度低于百分之八十，内膜密封外面封口好，避免水气进入影响质量。
上述实施例的防水砂浆的施工方法，可表述如下：
1.施工前准备
1).所有表面应结实、干燥、清洁、不晃动、无油污、蜡渍和其他松散物。
2).若为油漆过的表面应进行打磨去除表面漆膜，以防后期漆膜脱落导致物件附着力降低。
3).若为新混凝土表面完成后，需养护六周，新抹灰的表面至少养护七天，防止底部开裂收缩。
4).旧的混凝土和抹灰面应清洗干净，凿除松动，水冲洗后晾干再施工。
5).底材疏松，吸水性强或者表面浮尘难清理的，可以先用界面剂处理后施工。
2.施工方法
1).先放水后加入粉料，使用人工或者电动搅拌器搅拌成膏状，避免先粉导致底部粉料分散不均匀。
2).水灰比是20～35：100。
3).搅拌需要充分，以无粉团为准，搅拌后静置5分钟后略为搅拌后使用。
4).胶料应根据天气情况下控制在2小时内用完。表层结皮大的应剔除不用。切勿将已干燥胶料加水后再用。
性能测试
表1本发明的防水砂浆与传统砂浆以及市售砂浆性能测试结果比较
从表1数据来看，本发明的防水砂浆相对于传统砂浆、市售砂浆的稠度要高，和易性也较好些，收缩率明显降低，28天的最高抗水压要高很多。
表2抗压强度、抗渗压力和收缩率的测试结果
备注：国标规定的28天的抗压强度为大于等于18Mpa，抗渗压力为大于等于1.2Mpa，收缩率比为小于等于125％。
从表2可以看出，通过测定实施例1～5所述的防水砂浆的28天的抗压抗渗压力均以达到而且优于国标，收缩率大大减少。
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)

1.一种以无机矿物为主要填料的防水砂浆，其特征在于，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
2.根据权利要求1所述的防水砂浆，其特征在于，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
3.根据权利要求1所述的防水砂浆，其特征在于，按照重量百分比计算所述防水砂浆包含以下组分原料：
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的防水砂浆，其特征在于，按照重量百分比计算所述防水砂浆还包含以下组分原料：
抗冻剂0％～0.1％；
减水剂0％～0.3％；
功能填料0％～3％。
5.根据权利要求4所述的防水砂浆，其特征在于，所述改性凹凸棒土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的凹凸棒土；所述活性激活剂为可溶性硅酸盐，其选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中一种或两种以上混合物。
6.根据权利要求4所述的防水砂浆，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；所述膨润土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的膨润土。
7.根据权利要求4所述的防水砂浆，其特征在于，所述配级砂选自石英砂、海沙、河沙、石粉、矿砂中一种或两种以上作为填料和骨料的材料；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。
8.根据权利要求4所述的防水砂浆，其特征在于，所述早期强化剂选自氯化钙、氯化铝、甲酸钙或碳酸钠中的一种或两种以上的混合物；所述缓凝剂选自柠檬酸钠、酒石酸、葡萄酸钠中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求4所述的所述的防水砂浆，其特征在于，所述抗冻剂选自氯化钙、氯化镁、氯化钠中一种或两种以上混合物；所述减水剂选自萘系减水剂、和/或三聚氰胺类塑化减水剂；所述功能填料选自轻钙粉，硅微粉，沸石粉中的一种或两种以上的混合物。
10.根据权利要求4所述的防水砂浆，其特征在于，所述配级砂的粗砂和细砂的配级情况为：粗砂粒径为40-80目，细沙粒径80-120目，所述粗砂与细砂的比例为2:1。
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