CN106830852B - 一种水性通用强效防水材料 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：硅酸盐水泥40‑60份；河砂10‑14份；石英砂1‑5份；机制砂1‑5份；粉煤灰粉2‑10份；纤维素醚1‑6份；淀粉醚0.5‑3份；有机硅助剂0.3‑0.8份；引气剂0.1‑0.5份；消泡剂0.5‑3份；可再分散乳胶粉末2‑10份；保水剂1‑6份；增稠剂2‑10份；粘度调节剂0.1‑2份；缓凝剂1‑5份；抗泛碱剂1‑5份。本发明提供的水性通用强效防水材料，具有环境友好、低成本、性能优异的优点。

Description

一种水性通用强效防水材料
技术领域
本发明涉及到建筑材料领域，特别是涉及到一种水性通用强效防水材料。
背景技术
建筑工程应用防水材料已有悠久的历史，为了避免雨水的渗透和潮湿气候时的水气对建筑物的影响，通常是在建筑物基层，即水泥砂浆抹灰和找平层上直接涂刷聚合物水泥防水涂料层，以避免雨水的渗透和潮湿气候时的水气对建筑物的影响。
由于建筑物基层内部的砂浆不牢固、易松动，因此，在基层上涂刷聚合物水泥防水涂料层时，建筑物基层在外界温度变化的影响下产生热胀冷缩的形变，不牢固、易松动的砂浆会产生位移，导致涂料层、空鼓或脱落，从而影响到建筑物的安全；而且由于原有建筑物基层的表面比较粗燥，无法有效地将聚合物水泥防水涂料涂刷在基面上，使得防水涂料的用量较大，成本较高。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种环境友好、低成本的水性通用强效防水材料，降低当前防水涂料成本高昂的问题。
本发明提出一种水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥40-60份；
河砂10-14份；
石英砂1-5份；
机制砂1-5份；
粉煤灰粉2-10份；
纤维素醚1-6份；
淀粉醚0.5-3份；
有机硅助剂0.3-0.8份；
引气剂0.1-0.5份；
消泡剂0.5-3份；
可再分散乳胶粉末2-10份；
保水剂1-6份；
增稠剂2-10份；
粘度调节剂0.1-2份；
缓凝剂1-5份；
抗泛碱剂1-5份。
优选地，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥45-55份；
河砂11-13份；
石英砂2-4份；
机制砂1-5份；
粉煤灰粉3-9份；
纤维素醚1-6份；
淀粉醚0.5-3份；
有机硅助剂0.3-0.8份；
引气剂0.1-0.5份；
消泡剂0.5-3份；
可再分散乳胶粉末3-9份；
保水剂1-6份；
增稠剂2-10份；
粘度调节剂0.1-2份；
缓凝剂1-5份；
抗泛碱剂1-5份。
优选地，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥50份；
河砂12份；
石英砂3份；
机制砂3份；
粉煤灰粉6份；
纤维素醚1-6份；
淀粉醚0.5-3份；
有机硅助剂0.3-0.8份；
引气剂0.1-0.5份；
消泡剂0.5-3份；
可再分散乳胶粉末4-8份；
保水剂1-6份；
增稠剂2-10份；
粘度调节剂0.1-2份；
缓凝剂1-5份；
抗泛碱剂1-5份。
优选地，所述硅酸盐水泥的强度等级包括52.5、52.5R、62.5和\或62.5R。
优选地，所述石英砂的目数为10-100目。
优选地，所述保水剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸胺、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。
优选地，所述增稠剂包括白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒土、分子筛、硅凝胶中的一种或多种。
优选地，所述纤维素醚包括甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素、苄基氰乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素和苯基纤维素中的一种或多种。
优选地，所述引气剂包括松香树脂类化合物、烷基苯磺酸盐类化合物、脂肪醇磺酸盐类化合物中的一种。
优选地，所述粘度调节剂包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡、超支化聚合物、APAO、亚乙基双硬脂酸酰胺、EVA、尿素、盐酸羟胺、硫酸羟胺、环己醇中的一种或多种。
本发明提供了一种环境友好、低成本的水性通用强效防水材料，具有以下优点：
1、采用了机制砂、粉煤灰粉等废渣材料，可以减轻固体废弃物对环境的损害；
2、利用机制砂、粉煤灰粉中的矿物材料填充到基层材料颗粒，缝隙之间降低了孔隙率，促进与水泥材料的水化反应，极大地改善和提高了基层材料的密实和防水抗渗性能；
3、水性通用强效防水材料中的高分子材料降低了氯离子对基层的侵蚀，提高了基层的密度，从而提高了材料的耐化学腐蚀和耐久性能；
4、可填充砂浆层表面的空隙，使得墙体表面平整，适合聚合物水泥防水涂层的施工，提高涂刷效果，减少涂料的用量，有效的节约的涂刷成本。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出一种水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥40-60份；
河砂10-14份；
石英砂1-5份；
机制砂1-5份；
粉煤灰粉2-10份；
纤维素醚1-6份；
淀粉醚0.5-3份；
有机硅助剂0.3-0.8份；
引气剂0.1-0.5份；
消泡剂0.5-3份；
可再分散乳胶粉末2-10份；
保水剂1-6份；
增稠剂2-10份；
粘度调节剂0.1-2份；
缓凝剂1-5份；
抗泛碱剂1-5份。
现将各原料的性质详述如下：
硅酸盐水泥
凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥根据3d和28d的抗压强度分为三个强度等级即42.5、52.5、62.5，每个等级有两个类型即普通型与早强型(用R表示)。本发明实施例选用强度为52.5、52.5R、62.5和\或62.5R的硅酸盐水泥。普通型和早强型的选用可根据实际需要进行选用。
河砂
河砂，又称河沙，是天然石在自然状态下，经水的作用力长时间反复冲撞、摩擦产生的，其成份较为复杂、表面有一定光滑性，杂质含量多的非金属矿石。河沙颗粒圆滑，比较洁净，来源广，氯离子含量低。
石英砂
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7。本发明实施例选用的石英砂目数为10-100目。
机制砂
机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子，满足日常需求。机制砂来自矿物废渣，其坚固性能比河砂稍差，但仍然达到GB/T 141684293标准的优等品指标，故在本发明实施例中被采用。
粉煤灰粉
粉煤灰粉，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。其成分根据来源不同，成分会有较大变化，一般可认为其成分包括：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
粉煤灰粉是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。
在混凝土中掺加粉煤灰粉节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土的修饰性。
纤维素醚
纤维素醚由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中每个葡萄糖基环含有三个羟基，第六碳原子上的伯羟基、第二、三个碳原子上的仲羟基，羟基中的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。是纤维素高分子中羟基的氢被烃基取代的生成物。纤维素是一种既不溶解也不熔融的多羟基高分子化合物。纤维素经醚化后则能溶于水、稀碱溶液和有机溶剂，并具有热塑性。
本发明实施例采用的纤维素醚为甲基纤维素。
淀粉醚
由于淀粉的醚化作用提高了粘度稳定性，且在强碱性条件下醚键不易发生水解，因此，醚化淀粉在许多工业领域中得以应用。羧甲基淀粉(CMS)是阴离子型的天然产物的变性体，是能溶于冷水的天然高分子聚电解质醚。
有机硅助剂
有机硅材料具有许多独特的性能，如表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高、耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等。
引气剂
引气剂主要用于抗冻性要求高的结构。引气剂包括松香树脂类化合物、烷基苯磺酸盐类化合物、脂肪醇磺酸盐类化合物。其具有的功能有：改善混凝土坍落度、流动性和可塑性；减少混凝土泌水和离析，提高混凝土的均质性；提高混凝土的抗折强度，当含气量为3％－5％时，抗折强度提高10％－20％；掺引气剂弹性模量较低，刚性较小，柔韧性好；混凝土的热扩散及传导系数降低，提高了混凝土的体积稳定性，增强了结构的耐候性，延长了混凝土的使用寿命；大大提高了混凝土抗冻性、抗盐渍性、抗渗性、耐硫酸盐侵蚀及抗碱性能。
消泡剂
消泡剂，也称消沫剂，用于降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的添加剂。本发明实施例采用乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和\或聚二甲基硅氧烷。
可再分散乳胶粉末
可再分散乳胶粉产品为水溶性可再分散粉末，分为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物等等，喷雾干燥后制成的粉体粘合剂，以聚乙烯醇作为保护胶体。这种粉体在与水接触后可以很快再分散成乳液，因而具有高粘结能力和独特的性能。
保水剂
保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。本发明实施例采用聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸胺、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。
增稠剂
增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。对于黏度较低的水性涂料来说，是非常重要的一类助剂。本发明实施例采用白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒土、分子筛和\或硅凝胶。
粘度调节剂
粘度调节剂主要是降低聚合物的黏度。增加流动性。对于热熔胶的制造和使用很有意义。
常用的黏度调节剂有石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡、超支化聚合物、APAO、亚乙基双硬脂酸酰胺、EVA、尿素、盐酸羟胺、硫酸羟胺、环己醇等。其中APAO全称为UBETACAPAO，系非晶性旷烯烃，相对密度0.86。软化点129～146～C。脆性温度为35～18℃。针入度15～40。熔融黏度(190℃)8000～8500mPa·s。
缓凝剂
缓凝剂是一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂。
抗泛碱剂
抗泛碱剂可有效的抑制表面泛碱，达到良好的使用效果。
在实际生产中，不同批次的原料，性质可能有较大差异。在以上原料成分中，纤维素醚、淀粉醚、有机硅助剂、引气剂、消泡剂、可再分散乳胶粉末、保水剂、增稠剂、粘度调节剂、缓凝剂、抗泛碱剂均属于性能调节剂，它们的添加量一般会有较大的变动。
实施例1
水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥40份；
河砂10份；
石英砂1份；
机制砂1份；
粉煤灰粉2份；
纤维素醚1份；
淀粉醚0.5份；
有机硅助剂0.3份；
引气剂0.1份；
消泡剂0.5份；
可再分散乳胶粉末2份；
保水剂1份；
增稠剂2份；
粘度调节剂0.1份；
缓凝剂1份；
抗泛碱剂1份。
实施例2
水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥60份；
河砂14份；
石英砂5份；
机制砂5份；
粉煤灰粉10份；
纤维素醚6份；
淀粉醚3份；
有机硅助剂0.8份；
引气剂0.5份；
消泡剂3份；
可再分散乳胶粉末10份；
保水剂6份；
增稠剂10份；
粘度调节剂2份；
缓凝剂5份；
抗泛碱剂5份。
实施例3
水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥45份；
河砂11份；
石英砂2份；
机制砂1份；
粉煤灰粉3份；
纤维素醚1份；
淀粉醚0.5份；
有机硅助剂0.3份；
引气剂0.1份；
消泡剂0.5份；
可再分散乳胶粉末3份；
保水剂1份；
增稠剂20份；
粘度调节剂0.1份；
缓凝剂1份；
抗泛碱剂1份。
实施例4
水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥55份；
河砂13份；
石英砂4份；
机制砂5份；
粉煤灰粉9份；
纤维素醚6份；
淀粉醚0.3份；
有机硅助剂0.8份；
引气剂0.5份；
消泡剂0.3份；
可再分散乳胶粉末9份；
保水剂6份；
增稠剂10份；
粘度调节剂0.2份；
缓凝剂5份；
抗泛碱剂5份。
实施例5
水性通用强效防水材料，按质量计包括以下原料：
硅酸盐水泥50份；
河砂12份；
石英砂3份；
机制砂3份；
粉煤灰粉6份；
纤维素醚3份；
淀粉醚2份；
有机硅助剂0.5份；
引气剂0.3份；
消泡剂1.5份；
可再分散乳胶粉末5份；
保水剂2份；
增稠剂6份；
粘度调节剂1份；
缓凝剂3份；
抗泛碱剂4份。
利用现有国家行业标准JC/T984-2005《聚合物水泥防水砂浆》(表中简记为JC)和GB23440-2009《无机防水堵漏材料》(表中简记为GB)对实施例1-5的水性通用强效防水材料性能进行测试，获得如下结果：
本发明提供了一种环境友好、低成本的水性通用强效防水材料，具有以下优点：
1、采用了机制砂、粉煤灰粉等废渣材料，可以减轻固体废弃物对环境的损害；
2、利用矿物材料填充到基层材料颗粒，缝隙之间降低了孔隙率，促进与水泥材料的水化反应，极大地改善和提高了基层材料的密实和防水抗渗性能；
3、降低了氯离子对基层的侵蚀，提高了基层的密度，从而提高了材料的耐化学腐蚀和耐久性能；
4、可填充砂浆层表面的空隙，使得墙体表面平整，适合聚合物水泥防水涂层的施工，提高涂刷效果，减少涂料的用量，有效的节约的涂刷成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性通用强效防水材料，其特征在于，按质量计包括以下原料；
硅酸盐水泥 40-60份；
河砂 10-14份；
石英砂 1-5份；
机制砂 1-5份；
粉煤灰粉 2-10份；
纤维素醚 1-6份；
淀粉醚 0.5-3份；
有机硅助剂 0.3-0.8份；
引气剂 0.1-0.5份；
消泡剂 0.5-3份；
可再分散乳胶粉末 2-10份；
保水剂 1-6份；
增稠剂 2-10份；
粘度调节剂 0.1-2份；
缓凝剂 1-5份；
抗泛碱剂 1-5份。
2.根据权利要求1所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，按质量计包括以下原料；
硅酸盐水泥 45-55份；
河砂 11-13份；
石英砂 2-4份；
机制砂 1-5份；
粉煤灰粉 3-9份；
纤维素醚 1-6份；
淀粉醚 0.5-3份；
有机硅助剂 0.3-0.8份；
引气剂 0.1-0.5份；
消泡剂 0.5-3份；
可再分散乳胶粉末 3-9份；
保水剂 1-6份；
增稠剂 2-10份；
粘度调节剂 0.1-2份；
缓凝剂 1-5份；
抗泛碱剂 1-5份。
3.根据权利要求1所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，按质量计包括以下原料；
硅酸盐水泥 50份；
河砂 12份；
石英砂 3份；
机制砂 3份；
粉煤灰粉 6份；
纤维素醚 1-6份；
淀粉醚 0.5-3份；
有机硅助剂 0.3-0.8份；
引气剂 0.1-0.5份；
消泡剂 0.5-3份；
可再分散乳胶粉末 4-8份；
保水剂 1-6份；
增稠剂 2-10份；
粘度调节剂 0.1-2份；
缓凝剂 1-5份；
抗泛碱剂 1-5份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥的强度等级包括52.5、52.5R、62.5和\或62.5R。
5.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述石英砂的目数为10-100目。
6.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述保水剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸胺、淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述增稠剂包括白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒土、分子筛、硅凝胶中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述纤维素醚包括甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素、苄基氰乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素和苯基纤维素中的一种或多种。
9.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述引气剂包括松香树脂类化合物、烷基苯磺酸盐类化合物、脂肪醇磺酸盐类化合物中的一种。
10.根据权利要求1-3任一项所述的水性通用强效防水材料，其特征在于，所述粘度调节剂包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡、超支化聚合物、APAO、亚乙基双硬脂酸酰胺、EVA、尿素、盐酸羟胺、硫酸羟胺、环己醇中的一种或多种。
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