CN106673706A - 水性高渗透结晶防水硬化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：碱金属硅酸盐20‑40%，早强剂0.25‑1%，催化剂1‑6%，表面活性剂0‑0.5%，促硬剂1‑4%，水溶性高分子聚合物0.5‑2%，有机硅0‑8%，余量为水。本发明成本适中，能够完全国产化，渗透深度更深、与混凝土中物质反应后硬度更高、抗水压能力更强。

Description

水性高渗透结晶防水硬化剂

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种水性高渗透结晶防水硬化剂。

背景技术

渗漏是混凝土建筑物常见的主要病害之一。渗漏对混凝土建筑物的危害性很大，其一是渗漏会使混凝土产生溶蚀破坏。所谓溶蚀，即渗漏水对混凝土产生溶出性侵蚀。众所周知，混凝土中水泥的水化产物主要有水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁铝酸钙及氢氧化钙，而足够的氢氧化钙又是其他水化产物凝聚、结晶稳定的保证。在以上水化产物中，氢氧化钙在水中的溶解度较高。在正常情况下，混凝土毛细孔中均存在饱和氢氧化钙溶液。而一旦产生渗漏，渗漏水就可能把混凝土中的氢氧化钙溶出带走，在混凝土外部形成白色碳酸钙结晶，这样就破坏了水泥其他水化产物稳定存在的平衡条件，从而引起水化产物的分解。导致混凝土性能的下降。当混凝土中总的氢氧化钙含量（以氧化钙含量计算）被溶出25%时，混凝土抗压强度要下降50%；而当溶出量超过33%时，混凝土将完全失去强度而松散破坏。

其二是渗漏会引起并加速其他病害的发生与发展。当环境水对混凝土有侵蚀作用时，由于渗漏会促使环境水侵蚀向混凝土内部发展，从而增加破坏的深度与广度；在寒冷地区，由于渗漏，会使混凝土的含水量增大，促使混凝土的冻融破坏；对水工钢筋混凝土结构物，渗漏还会加速钢筋锈蚀等等。

由此可见，渗漏对混凝土产生溶蚀将造成严重的后果，为防止危害，最好能涂装防护材料。

尽管近年来水性渗透结晶防水剂已在混凝土建筑物中得到大量应用，但其中一种关键原材料催化剂使用的是国外产品，国内至今没有性能能与之相比的替代品，这种进口催化剂售价882元/kg。由于价格昂贵，限制了其在防水工程中的应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种水性高渗透结晶防水硬化剂，成本适中，能够完全国产化，渗透深度更深，与混凝土中物质反应后硬度更高，抗水压能力更强。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：

碱金属硅酸盐 20-40%，

早强剂 0.25-1%，

催化剂 1-6%，

表面活性剂 0-0.5%，

促硬剂 1-4%，

水溶性高分子聚合物 0.5-2%，

有机硅 0-8%，

余量为水。

在本发明一个较佳实施例中，所述的碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂中的一种或几种。

在本发明一个较佳实施例中，所述的催化剂为EDTA-2Na。

在本发明一个较佳实施例中，所述的早强剂为三乙醇胺。

在本发明一个较佳实施例中，所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂、聚醚改性聚硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷和聚醚三硅氧烷中的一种或几种。

在本发明一个较佳实施例中，所述的促硬剂为磷酸硅铝。

在本发明一个较佳实施例中，所述的水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺。

在本发明一个较佳实施例中，所述的有机硅为甲基硅酸钾和甲基硅酸钠中的一种或两种。

本发明是一种环保型碱激活的化学渗透液，其中的活性成分以水为载体渗入混凝土，与游离碱、游离金属及碱土金属离子（如氢氧化钙、钙离子、镁离子等）发生反应生成透气的无机晶体物质，填充混凝土中毛细孔隙，并能填充混凝土中0.2mm以下的裂缝，成为混凝土一部分，碱金属硅酸盐是主要活性成分，其活性应该足够高且不返碱；结晶物质的膨胀/收缩性能可令混凝土不断“呼吸”，其亲水性，将使其拥有独特的二次渗透能力，只要有水和碱金属或碱土金属离子存在，反应过程就会不断重复。它能强化混凝土结构，阻止外部水、油、酸、氯化物及紫外线对混凝土的渗透腐蚀及侵蚀，防止混凝土受冻，能整体永久保护混凝土，满足建筑物及构筑物对耐久性的要求。

本发明的有益效果是：

1、本发明中的EDTA-2Na催化剂和聚丙烯酰胺能络合混凝土中的游离钙、镁等离子，与碱金属硅酸盐中分离出的硅酸根首先生成水化硅酸钙和硅酸镁凝胶体，此等凝胶体遇水能膨胀，干燥后形成坚硬的结晶体，堵塞混凝土中空隙，并能愈合0.2mm以下的裂缝；

2、本发明中的磷酸硅铝促硬剂能促进碱金属硅酸盐固化，改善其耐水性和固化性，增加混凝土硬度并降低其吸水率；

3、本发明渗透深度更深、与混凝土中物质反应后硬度更高、抗水压能力更强。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：

硅酸钾40%，三乙醇胺0.3%，EDTA-2Na 5%，聚醚改性聚硅氧烷0.3%，磷酸硅铝2.5%，聚丙烯酰胺2%，甲基硅酸钠4.4%，水45.5%。

实施例2

一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：

硅酸钠40%，三乙醇胺0.5%，EDTA-2Na 2%，聚醚改性聚有机硅氧烷0.5%，磷酸硅铝2.5%，聚丙烯酰胺2%，甲基硅酸钾8%，水44.5%。

实施例3

一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：

硅酸锂30%，三乙醇胺早强剂0.8%，EDTA-2Na 3%，聚醚三硅氧烷0.5%，磷酸硅铝4%，聚丙烯酰胺1%，甲基硅酸钠有机硅7%，水53.7%。

实施例4

一种水性高渗透结晶防水硬化剂，包括如下重量百分比的组分：

硅酸钾20%，三乙醇胺0.25%，EDTA-2Na 1%，聚醚改性聚有机硅氧烷0.25%，磷酸硅铝2.67%，聚丙烯酰胺0.67%，甲基硅酸钾3.5%，水71.66%。

对比例

对比例为市面上所售渗透结晶防水剂。

本发明实施例1~实施例4制得的水性高渗透结晶防水硬化剂及对比例的性能如下表1所示。

表1

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例
						渗透深度（mm）	10	8	9	11	8
1.2MPa压力渗水高度（mm）	10	13	8	6	18
						表面张力（mN/m）	36	35	35	35	36
粘度（s）	11	11	11	11	11
						初凝时间（min）	62	95	98	80	10
终凝时间（min）	140	160	162	140	140
						摩氏硬度表	6	7	7	7	5

本发明中碱金属硅酸盐为主要活性组分，与游离碱、游离金属及碱土金属离子（如氢氧化钙、钙离子、镁离子等）发生反应生成透气的无机晶体物质，填充混凝土中毛细孔隙，并能填充混凝土中0.2mm以下的裂缝； EDTA-2Na常用作重金属解毒药、络合剂、抗氧增效剂、稳定剂及软化剂等，及钙、镁及其他金属离子络合剂，EDTA-2Na为本发明的催化剂，用来加速无机晶体物质的生成，并可络合金属离子和碱土金属离子，促进水化硅酸钙、氢氧化镁、铁铝酸钙等不溶物的形成；三乙醇胺早强剂能使加速结晶体的形成；磷酸硅铝能够增加混凝土硬度并降低其吸水率；表面活性剂能大大降低液体表面张力，使混凝土很容易被润湿，从而使溶液中的活性成分及其他组分渗入混凝土中反应；聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力；甲基硅酸钾和甲基硅酸钠有机硅其分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现“反毛细管效应”形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能，本发明施工方便，施工质量好。

从表1可以看出，水性高渗透结晶防水硬化剂的初凝时间更长，渗透深度更深，在水压力下渗水高度更小，摩氏硬度表更高，更能增加混凝土耐久性，所用原材料完全国产化，是一种高性能低成本水性高渗透结晶防水硬化剂。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

碱金属硅酸盐 20-40%，

早强剂 0.25-1%，

催化剂 1-6%，

表面活性剂 0-0.5%，

促硬剂 1-4%，

水溶性高分子聚合物 0.5-2%，

有机硅 0-8%，

余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的催化剂为EDTA-2Na。

4.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的早强剂为三乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂、聚醚改性聚硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷和聚醚三硅氧烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的促硬剂为磷酸硅铝。

7.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的水溶性高分子聚合物为聚丙烯酰胺。

8.根据权利要求1所述的水性高渗透结晶防水硬化剂，其特征在于，所述的有机硅为甲基硅酸钾和甲基硅酸钠中的一种或两种。