CN107254255A - 混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法 - Google Patents

混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法 Download PDF

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CN107254255A CN201710447682.4A CN201710447682A CN107254255A CN 107254255 A CN107254255 A CN 107254255A CN 201710447682 A CN201710447682 A CN 201710447682A CN 107254255 A CN107254255 A CN 107254255A
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Abstract

本发明涉及一种混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法，混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：石蜡90～110重量份、氨水4～5重量份、硬脂酸8～9重量份、氟硅酸镁9～11重量份、消泡剂1～3重量份、防腐剂0.4～0.6重量份和水180～220重量份。本发明提供的混凝土增硬防水剂，可以提高混凝土的强度和防水性能，可以封堵混凝土细小孔隙而大幅提高密封功能，能够替代防水卷材，减少工程造价，提高工程质量；并且制备方法简单，安全无毒，绿色环保。

Description

混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法。
背景技术
混凝土防水剂应该具有提高混凝土抗渗防水功能，同时具有缓凝、早强，减水、抗裂等功效，并可改善新拌砂浆的和易性，可替代石灰膏，适用于平房房顶用混凝土、大体积防水混凝土、水工混凝土、防水砂浆等。现有的混凝土防水剂主要有两类：有机硅类防水剂和无机铝盐类防水剂。有机硅类防水剂是一种分子量较小的水溶性聚合物，易被弱酸分解形成不溶于水的具有防水性能的甲基硅醚防水膜，防水膜包围在混凝土的组成粒子之间而具有憎水性能；由于混凝土在浇注硬化过程中会因为冷缩或干缩等原因而引起体积收缩，有机硅类防水剂的主要缺点在于不能补偿混凝土的收缩裂缝，因此混凝土的收缩开裂会使其防水抗渗性能大受影响。无机铝盐类防水剂是以铝盐和碳酸钙为主要原料，辅以多种无机盐制成，具有抗渗、抗冻、耐热、早强速凝等特点，但是这类防水剂的早强速凝作用，使早期水化物结构形成较快，结构致密程度较差，混凝土早期强度愈是增加得快，后期强度就愈低，因此，早强、速凝作用使其对混凝土的后期强度有不利的影响，抗渗性也较差。因此，还需要开发新型的混凝土增硬防水剂，来避免现有技术中存在的不足。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种混凝土增硬防水剂及其制备方法与使用方法，以通过使用混凝土增硬防水剂，提高混凝土的强度和防水性能，封堵混凝土细小孔隙而大幅提高密封功能，能够替代防水卷材，减少工程造价，提高工程质量；并且制备方法简单，安全无毒，绿色环保。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种混凝土增硬防水剂，混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：石蜡90～110重量份、氨水4～5重量份、硬脂酸8～9重量份、氟硅酸镁9～11重量份、消泡剂1～3份、防腐剂0.4～0.6重量份和水180～220重量份。
在本发明的进一步实施方式中，石蜡为52号氯化石蜡；氨水的质量分数为25％；消泡剂选自有机硅消泡剂、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或几种；防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、脱氢乙酸、对羟苯甲酸、对羟苯甲酸乙酯、对羟苯甲酸丙酯、对羟苯甲酸丁酯、对羟苯甲酸异丙酯、对羟苯甲酸异丁酯和水杨酸中的一种或几种。
在本发明的进一步实施方式中，混凝土增硬防水剂的原料组分还包括：三异丙醇胺15～20重量份、焦亚硫酸钠6～8重量份、氯化钾0.5～1重量份、亲水性气相白炭黑4～6重量份、木质素磺酸钙9～11重量份和丙烯酸酯化环氧树脂10～12重量份。
在本发明的进一步实施方式中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂、阻聚剂和催化剂混合均匀，升温至100～108℃，然后滴加丙烯酸，保温反应60～80min，升温至148～152℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂。
在本发明的进一步实施方式中，环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为(840～860):(80～90):(4～6):1。
在本发明的进一步实施方式中，环氧树脂为环氧树脂E44，阻聚剂为对苯二酚，催化剂为苄胺。
在本发明的进一步实施方式中，混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、正戊醇2份、苯甲酸钠0.5重量份、水200重量份、三异丙醇胺18重量份、焦亚硫酸钠7重量份、氯化钾0.8重量份、亲水性气相白炭黑5重量份、木质素磺酸钙10重量份和丙烯酸酯化环氧树脂11重量份。
第二方面，本发明提供了混凝土增硬防水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.5～6.0，然后加热；S2：将S1得到的产物调节pH值至7.5～8.0，再次加热，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。需要说明的是，本发明中的室温，是指15～30℃。
在本发明的进一步实施方式中，S1中，加热的温度为80～90℃，加热的时间为15～20min；S2中，加热的温度为95～105℃，加热的时间为10～15min。
第三方面，本发明提供了混凝土增硬防水剂的使用方法，包括如下步骤：将混凝土增硬防水剂喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.3～0.5kg/m2，保持润湿0.5h，然后静置24h，即可。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的混凝土增硬防水剂，可以提高混凝土的强度和防水性能，可以封堵混凝土细小孔隙而大幅提高密封功能，强度、密封、防水能达到20年不变，能够替代防水卷材，减少工程造价，提高工程质量；(2)本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法简单，安全无毒，绿色环保；(3)本发明提供的混凝土增硬防水剂使用时，只需将混凝土增硬防水剂喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.3～0.5kg/m2，保持润湿0.5h，让混凝土表面充分吸入混凝土增硬防水剂，能渗透0.5～1cm，然后静置24h，强度防水密封效果就可以显现；施工工具可以采用水壶、水桶、喷雾器、喷枪等，使用方法简单。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
本发明提供一种混凝土增硬防水剂，混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：石蜡90～110重量份、氨水4～5重量份、硬脂酸8～9重量份、氟硅酸镁9～11重量份、消泡剂1～3重量份、防腐剂0.4～0.6重量份和水180～220重量份；其中，石蜡为52号氯化石蜡；氨水的质量分数为25％；消泡剂选自有机硅消泡剂、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或几种；防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、脱氢乙酸、对羟苯甲酸、对羟苯甲酸乙酯、对羟苯甲酸丙酯、对羟苯甲酸丁酯、对羟苯甲酸异丙酯、对羟苯甲酸异丁酯和水杨酸中的一种或几种。
优选地，混凝土增硬防水剂的原料组分还包括：三异丙醇胺15～20重量份、焦亚硫酸钠6～8重量份、氯化钾0.5～1重量份、亲水性气相白炭黑4～6重量份、木质素磺酸钙9～11重量份和丙烯酸酯化环氧树脂10～12重量份；其中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂E44、阻聚剂对苯二酚和催化剂苄胺混合均匀，升温至100～108℃，然后滴加丙烯酸，保温反应60～80min，升温至148～152℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为(840～860):(80～90):(4～6):1。
另外，本发明还提供了上述混凝土增硬防水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.5～6.0，然后80～90℃加热15～20min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.5～8.0，再95～105℃加热10～15min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
下面结合具体实施例对本发明提供的混凝土增硬防水剂及其制备方法作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡90重量份、质量分数为25％的氨水5重量份、硬脂酸8重量份、氟硅酸镁11重量份、消泡剂(正戊醇)1重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.6重量份和水180重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.5，然后80℃加热15min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.5，再95℃加热10min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
实施例二
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡110重量份、质量分数为25％的氨水4重量份、硬脂酸9重量份、氟硅酸镁9重量份、消泡剂(正戊醇)3重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.4重量份和水220重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至6.0，然后90℃加热20min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至8.0，再105℃加热15min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
实施例三
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、消泡剂(正戊醇)2重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.5重量份和水200重量份。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.8，然后85℃加热18min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.6，再100℃加热12min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
实施例四
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡90重量份、质量分数为25％的氨水5重量份、硬脂酸8重量份、氟硅酸镁11重量份、消泡剂(正戊醇)1重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.6重量份、水180重量份、三异丙醇胺15重量份、焦亚硫酸钠8重量份、氯化钾0.5重量份、亲水性气相白炭黑6重量份、木质素磺酸钙9重量份和丙烯酸酯化环氧树脂12重量份；
其中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂E44、阻聚剂对苯二酚和催化剂苄胺混合均匀，升温至100℃，然后滴加丙烯酸，保温反应60min，升温至148℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为840:80:4:1。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.5，然后80℃加热15min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.5，再95℃加热10min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
实施例五
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡110重量份、质量分数为25％的氨水4重量份、硬脂酸9重量份、氟硅酸镁9重量份、消泡剂(正戊醇)3重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.4重量份、水220重量份、三异丙醇胺20重量份、焦亚硫酸钠6重量份、氯化钾1重量份、亲水性气相白炭黑4重量份、木质素磺酸钙11重量份和丙烯酸酯化环氧树脂10重量份；
其中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂E44、阻聚剂对苯二酚和催化剂苄胺混合均匀，升温至108℃，然后滴加丙烯酸，保温反应80min，升温至152℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为860:90:6:1。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至6.0，然后90℃加热20min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至8.0，再105℃加热15min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
实施例六
本实施例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、消泡剂(正戊醇)2重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.5重量份、水200重量份、三异丙醇胺18重量份、焦亚硫酸钠7重量份、氯化钾0.8重量份、亲水性气相白炭黑5重量份、木质素磺酸钙10重量份和丙烯酸酯化环氧树脂11重量份；
其中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂E44、阻聚剂对苯二酚和催化剂苄胺混合均匀，升温至104℃，然后滴加丙烯酸，保温反应70min，升温至150℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为850:85:5:1。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.8，然后85℃加热18min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.6，再100℃加热12min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
对比例一
本对比例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、消泡剂(正戊醇)2重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.5重量份、水200重量份、三异丙醇胺18重量份、焦亚硫酸钠7重量份、氯化钾0.8重量份、亲水性气相白炭黑5重量份和木质素磺酸钙10重量份；
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.8，然后85℃加热18min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.6，再100℃加热12min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
对比例二
本对比例提供一种混凝土增硬防水剂，原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、消泡剂(正戊醇)2重量份、防腐剂(苯甲酸钠)0.5重量份、水200重量份、焦亚硫酸钠7重量份、氯化钾0.8重量份、亲水性气相白炭黑5重量份和丙烯酸酯化环氧树脂11重量份；
其中，丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂E44、阻聚剂对苯二酚和催化剂苄胺混合均匀，升温至104℃，然后滴加丙烯酸，保温反应70min，升温至150℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到丙烯酸酯化环氧树脂；环氧树脂、丙烯酸、阻聚剂、催化剂的投料质量比为850:85:5:1。
按上述的原料，采用本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法，制备混凝土增硬防水剂：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.8，然后85℃加热18min；
S2：将S1得到的产物调节pH值至7.6，再100℃加热12min，然后冷却至室温，得到混凝土增硬防水剂。
本发明实施例一至实施例六提供的混凝土增硬防水剂的使用方法为：将混凝土增硬防水剂喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.3～0.5kg/m2，保持润湿0.5h，然后静置24h，即可。
将本发明实施例一至实施例六制备得到的混凝土增硬防水剂，通过功能学试验来系统评价其效果，并以对比例一和对比例二制备得到的混凝土增硬防水剂作为对照。
1、混凝土强度试验
试验方法：参照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法》，来评价实施例一至实施例六所制备得到的混凝土增硬防水剂对混凝土强度的影响，在使用混凝土增硬防水剂3d、7d和21d分别进行强度的测定。
试验结果：从结果可知，通过使用本发明实施例一至实施例六制备得到的混凝土增硬防水剂，混凝土早期、后期强度都有明显提高。试验得到的具体结果如下表1所示。
表1混凝土强度试验结果
2、防水等性能
将实施例一至实施例六、对比例一和对比例二所制备得到的混凝土增硬防水剂分别喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.5kg/m2，保持润湿0.5h，然后静置24h。对相关的防水等性能进行测定，测定得到的结果如下表2所示。从表2可以看见其性能均符合JC474-2008标准要求。
表2防水等性能测定结果
需要说明的是，除了上述实施例一至实施例六列举的情况，选用其他的原料组分配比及其制备方法参数也是可行的。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的混凝土增硬防水剂，可以提高混凝土的强度和防水性能，可以封堵混凝土细小孔隙而大幅提高密封功能，强度、密封、防水能达到20年不变，能够替代防水卷材，减少工程造价，提高工程质量；(2)本发明提供的混凝土增硬防水剂的制备方法简单，安全无毒，绿色环保；(3)本发明提供的混凝土增硬防水剂使用时，只需将混凝土增硬防水剂喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.3～0.5kg/m2，保持润湿0.5h，让混凝土表面充分吸入混凝土增硬防水剂，能渗透0.5～1cm，然后静置24h，强度防水密封效果就可以显现；施工工具可以采用水壶、水桶、喷雾器、喷枪等，使用方法简单。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种混凝土增硬防水剂，其特征在于，所述混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：
石蜡90～110重量份、氨水4～5重量份、硬脂酸8～9重量份、氟硅酸镁9～11重量份、消泡剂1～3重量份、防腐剂0.4～0.6重量份和水180～220重量份。
2.根据权利要求1所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于：
所述石蜡为52号氯化石蜡；
所述氨水的质量分数为25％；
所述消泡剂选自有机硅消泡剂、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或几种；
所述防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、丙酸钙、脱氢乙酸、对羟苯甲酸、对羟苯甲酸乙酯、对羟苯甲酸丙酯、对羟苯甲酸丁酯、对羟苯甲酸异丙酯、对羟苯甲酸异丁酯和水杨酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于，所述混凝土增硬防水剂的原料组分还包括：
三异丙醇胺15～20重量份、焦亚硫酸钠6～8重量份、氯化钾0.5～1重量份、亲水性气相白炭黑4～6重量份、木质素磺酸钙9～11重量份和丙烯酸酯化环氧树脂10～12重量份。
4.根据权利要求3所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于，
所述丙烯酸酯化环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂、阻聚剂和催化剂混合均匀，升温至100～108℃，然后滴加丙烯酸，保温反应60～80min，升温至148～152℃，保温至酸值测试结果小于0.4mg/g，得到所述丙烯酸酯化环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于：
所述环氧树脂、所述丙烯酸、所述阻聚剂、所述催化剂的投料质量比为(840～860):(80～90):(4～6):1。
6.根据权利要求4所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于：
所述环氧树脂为环氧树脂E44，所述阻聚剂为对苯二酚，所述催化剂为苄胺。
7.根据权利要求3所述的混凝土增硬防水剂，其特征在于，所述混凝土增硬防水剂的原料组分按重量份计，包括：
52号氯化石蜡100重量份、质量分数为25％的氨水4.5重量份、硬脂酸8.5重量份、氟硅酸镁10重量份、正戊醇2重量份、苯甲酸钠0.5重量份、水200重量份、三异丙醇胺18重量份、焦亚硫酸钠7重量份、氯化钾0.8重量份、亲水性气相白炭黑5重量份、木质素磺酸钙10重量份和丙烯酸酯化环氧树脂11重量份。
8.权利要求1-7任一项所述的混凝土增硬防水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将所有原料组分混合均匀，调节pH值至5.5～6.0，然后加热；
S2：将所述S1得到的产物调节pH值至7.5～8.0，再次加热，然后冷却至室温，得到所述混凝土增硬防水剂。
9.根据权利要求8所述的混凝土增硬防水剂的制备方法，其特征在于：
所述S1中，所述加热的温度为80～90℃，加热的时间为15～20min；
所述S2中，所述加热的温度为95～105℃，加热的时间为10～15min。
10.权利要求1-7任一项所述的混凝土增硬防水剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述混凝土增硬防水剂喷洒在混凝土表面，喷洒量为0.3～0.5kg/m2，保持润湿0.5h，然后静置24h，即可。
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