CN107540304B - 一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料 - Google Patents

一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料 Download PDF

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本发明公开了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:硅酸盐水泥320~570份;石英砂240~480份;重钙60~250份;硅灰5~150份;可再分散乳胶粉2~125份;表面活性剂0.5~50份;催化剂0.5~30份;纤维素醚0.05~2份。本发明与水作用后,防水材料中的活性化学物质由于具有较强的渗透性,能以水为载体深入渗透到水泥混凝土的内部孔隙中,促使未水化水泥颗粒发生水化反应,生成大量的针状结晶体,填塞封闭毛细孔道,使水泥混凝土具有优良的防水抗渗功能;当混凝土中产生新的微细裂缝时,在潮湿条件下或有水渗入时,活性化学物质将会再度激活,催化发生新的水化反应,在缝隙中生成新的针状结晶体,填塞堵住微细裂缝,具有优良的自修复功能。

Description

一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料
技术领域
本发明涉及建筑防水材料领域,特别是涉及复合型水泥基渗透结晶型防水材料。
背景技术
地铁、隧道、涵洞、水库、大坝、码头、港口、游泳池、地下室、灌溉水渠等建筑是以水泥混凝土为建筑材料的工程,通常会因为水及水溶性碳酸盐、氯离子、二氧化硫和硫酸盐等腐蚀性物质从结构缺陷部位(如裂纹、裂缝和微孔)渗入而腐蚀混凝土内部的钢筋,造成混凝土内部增强钢筋性能的退化,严重影响建筑工程的使用寿命。因此,需要使用防水材料对混凝土进行防水处理。
目前,开发和使用的防水材料众多,总的来说,可以分为柔性防水材料与刚性防水材料两大类。
传统的柔性防水材料如高聚物卷材与涂料,虽然具有柔性、施工方便等优点,但与基面混凝土粘结力弱,尤其在基面潮湿或有渗水的情况下无法使用,不宜作背水面和潮湿基面的防水。另一方面,由于柔性防水材料为高聚物,易老化、分解、降解,因而其使用寿命相对于刚性防水材料来说较短。同时,绝大部分的柔性防水材料对于环境来说都是有害的,无法作为绿色建材来使用。
刚性水泥基防水材料具有柔性材料无法比拟的性能,在特殊领域和场合应用广泛,但混凝土结构在受力或其它因素作用下会出现损伤,造成微裂纹,虽然这些损伤是隐形的,但是如果不能及时修复,这些微裂纹会进一步发展,出现大的裂纹,由于水的渗入会导致钢筋锈蚀,将降低混凝土结构的抗震能力和使用寿命。若刚性防水材料作为混凝土防水层,也将由于裂纹而起不到应有的防水作用。
普通的水泥基防水材料可以说是属于表面密封防水材料,防水效果主要作用在表面,一旦防水层遭到破坏,防水能力随之丧失。因此,从混凝土结构产生开裂漏水的原因分析着手,开发出能自动、深入地渗透到结构内部,防水效果持久的新型的防水材料势在必行。
水泥基渗透结晶型防水材料是一种对混凝土裂缝具有自修复作用的防水材料,在国内外已得到广泛的应用。渗透结晶型防水材料的作用原理是通过活性物质促使未水化水泥在混凝土的内部孔隙中反应形成晶体,堵塞封闭毛细孔通道,提高混凝土的抗渗能力,而且当混凝土中产生新的细微缝隙时,该物质又可促使未水化水泥产生新的晶体把缝隙堵住,所以渗透结晶型防水材料可具有优良的自修复能力。
发明内容
针对现有技术所存在的缺陷,本发明提供了一种抗渗、防水效果佳且防水效果持久的复合型水泥基渗透结晶型防水材料。
为实现本发明的目的,采用以下技术方案予以实现:
一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:320~570份;
石英砂:240~480份;
重钙:60~250份;
硅灰:5~150份;
可再分散乳胶粉:2~125份;
表面活性剂:0.5~50份;
催化剂:0.5~30份;
纤维素醚:0.05~2份。
本发明提供了一种复合型的水泥基渗透结晶型防水材料,所述防水材料与水作用后,防水材料中的活性化学物质由于具有较强的渗透性,能以水为载体深入渗透到水泥混凝土的内部孔隙中,促使未水化水泥颗粒发生水化反应,生成大量的针状结晶体,填塞封闭毛细孔道,使水泥混凝土具有优良的防水抗渗功能;当混凝土中产生新的微细裂缝时,在潮湿条件下或有水渗入时,活性化学物质将会再度激活,催化发生新的水化反应,在缝隙中生成新的针状结晶体,填塞堵住微细裂缝,具有优良的自修复功能。
进一步地,所述复合型水泥基渗透结晶型防水材料由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:360~540份;
石英砂:265~433份;
重钙:75~235份;
硅灰:15~125份;
可再分散乳胶粉:7~110份;
表面活性剂:1~40份;
催化剂:1~25份;
纤维素醚:0.1~1.65份。
进一步地,所述复合型水泥基渗透结晶型防水材料由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:400~500份;
石英砂:300~400份;
重钙:100~200份;
硅灰:20~100份;
可再分散乳胶粉:10~100份;
表面活性剂:3~30份;
催化剂:2~20份;
纤维素醚:0.2~1.5份。
进一步地,所述表面活性剂包括聚羧酸盐、聚乙二醇和十八酸盐。
其中,聚羧酸盐含有羧酸根离子,具有较强的亲水性,不仅能提高浆液的渗透性,同时还具有减水剂和分散剂功能,可以调节浆液的粘度和流动性;聚乙二醇含有大量的羟基作为亲水基团,不仅能提高浆液的渗透性,同时还能使浆液中泡沫局部表面张力降低,从而泡沫破灭,起到消泡功能;十八酸盐含有大量亲水基团——电离的羧基,有氢键受体,能与水分子作用形成氢键,具有亲水性,该材料与水作用后,十八酸盐能提高浆液的渗透性;十八酸盐还含有疏水基团(8个碳原子以上烃链),具有疏水性,能提高该材料的防水性能。
本发明采有多种表面活性剂复合,不仅能调节浆液的粘度和流动性,而且能提高浆液的渗透性,起到增强该防水材料渗透能力的效果。其中,表面活性剂减小渗透结晶活性物质溶液的表面张力,使催化剂能够更快、更深地渗入水泥基材料的孔隙和裂缝中,催化加速水泥的水化和结晶体的形成,从而堵住混凝土的微裂纹,进而提高该材料的防水效果。同时,表面活性剂也使活性物质能够更快的被吸收,减少流失,得到更高效的利用。
进一步地,所述表面活性剂中各组分的重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=5~10﹕12~22﹕68~83。
进一步地,所述可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物。本发明引入氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物能向水泥砂浆引入大量气泡,改变水泥砂浆的结构,增加水泥砂浆中毛细孔含量,从而有效提高水泥砂浆的孔隙率和毛细孔数量,同时显著改善水泥砂浆抗渗能力,进而降低水泥砂浆的吸水量和吸水率,进一步提高水泥砂浆的防水性能。
进一步地,所述催化剂为甲酸盐。所述催化剂含有电离的羧基,能够加速水泥的水化和结晶体的形成,在防水材料水化过程中起催化剂的作用。
优选地,所述十八酸盐为硬脂酸钙;催化剂为甲酸钙。
进一步地,所述纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚。
进一步地,所述石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=14~42﹕58~86。本发明引入复配惰性掺和料组分,有效提高混凝土结构自密实性,进一步提高混凝土的防水性能。
进一步地,硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
本发明所提供的防水材料的使用方法具体为:以水灰比0.3~0.35:1兑水搅拌均匀后得到浆料,将其浆料涂刷或喷涂在水泥混凝土表面即可。所述防水材料与水作用后,活性化学物质具有较强的渗透性,能以水为载体深入渗透到混凝土结构内部,促使未水化水泥在混凝土的内部孔隙中反应生成大量的针状结晶体,填塞毛细孔道和微细缝隙,提高混凝土致密性和防水性。
与现有技术比较,本发明的有益效果在于:本发明提供的防水材料不仅能与基层混凝土成为一体,而且还能深入到混凝土内部,促使未水化水泥反应生成大量的针状结晶体,填塞毛细孔道和微细缝隙,具有长久的防水作用,耐久性好;同时,该防水材料对后期混凝土新产生的0.4mm以下的裂缝有修复作用,具有独特的自动修复性能;还具备结晶速度快、无污染、无公害等特殊优势,尤其适用于地铁、隧道、涵洞、水库、大坝、码头、港口、游泳池、地下室、灌溉水渠等建筑的防水工程,易施工且施工效果好,性价比高。
同时,本发明提供的防水材料抗压强度、湿基面粘结强度、抗渗压力比(带涂层)、抗渗压力比(去除涂层)等性能指标都远超过标准的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:320份;
石英砂:240份;
重钙:60份;
硅灰:5份;
可再分散乳胶粉:2份;
表面活性剂:0.5份;
催化剂:0.5份;
纤维素醚:0.05份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=5﹕12﹕83;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=14﹕86;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例2
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:570份;
石英砂:480份;
重钙:250份;
硅灰:150份;
可再分散乳胶粉:125份;
表面活性剂:50份;
催化剂:30份;
纤维素醚:2份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=10﹕22﹕68;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=42﹕58;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例3
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:360份;
石英砂:265份;
重钙:75份;
硅灰:15份;
可再分散乳胶粉:7份;
表面活性剂:1份;
催化剂:1份;
纤维素醚:0.1份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=6﹕14﹕80;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=18﹕82;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例4
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:540份;
石英砂:433份;
重钙:235份;
硅灰:125份;
可再分散乳胶粉:110份;
表面活性剂:40份;
催化剂:25份;
纤维素醚:1.65份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=9﹕20﹕71;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=38﹕62;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例5
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:400份;
石英砂:300份;
重钙:100份;
硅灰:20份;
可再分散乳胶粉:10份;
表面活性剂:3份;
催化剂:2份;
纤维素醚:0.2份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=7﹕16﹕77;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=24﹕76;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例6
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:500份;
石英砂:400份;
重钙:200份;
硅灰:100份;
可再分散乳胶粉:100份;
表面活性剂:30份;
催化剂:20份;
纤维素醚:1.5份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=8﹕18﹕74;可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=32﹕68;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
实施例7
本实施例提供了一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:465份;
石英砂:340份;
重钙:175份;
硅灰:55份;
可再分散乳胶粉:45份;
表面活性剂:18份;
催化剂:12份;
纤维素醚:1份。
其中,所述表面活性剂由重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=8.5﹕18.7﹕72.8(即聚羧酸盐的重量份数为1.53份,聚乙二醇的重量份数为3.37份,十八酸盐的重量份数为13.10份);可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物;催化剂为甲酸盐;纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚;石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=28﹕72;硅灰是一种高活性、无定形球状颗粒,其中主要成份二氧化硅的含量大于95%。
对比例1
与实施例7相比,配方中不含有催化剂。
对比例2
与实施例7相比,配方中催化剂的重量份数为0.3份。
对比例3
与实施例7相比,配方中催化剂的重量份数为35份。
对比例4
与实施例7相比,配方中表面活性剂为聚羧酸盐和聚乙二醇,聚羧酸盐的重量份数为1.53份,聚乙二醇的重量份数为3.37份。
对比例5
与实施例7相比,配方中表面活性剂为聚羧酸盐和十八酸盐,聚羧酸盐的重量份数为1.53份,十八酸盐的重量份数为13.10份。
对比例6
与实施例7相比,配方中表面活性剂为聚乙二醇和十八酸盐,聚乙二醇的重量份数为3.37份,十八酸盐的重量份数为13.10份。
对比例7
与实施例7相比,配方中的可再分散乳胶粉为聚醋酸乙烯-聚乙烯共聚物。
按照国标GB18445-2012(水泥基渗透结晶型防水材料)所规定的方法,测试该防水材料的各项性能,所得结果如表1所示。
由表1数据可知,实施例1~7所提供的防水材料符合GB18445-2012的性能指标要求,其中抗压强度、湿基面粘结强度、抗渗压力比(带涂层)、抗渗压力比(去除涂层)等性能指标都远超过标准的要求,说明实施例1~7所提供的防水材料性能很好。其中,实施例7为最优方案。
另外,对于实施例1~7,经施工应用测试,该防水材料符合施工应用要求,兑水范围宽(适用不同干湿程度的基面),粘稠度适中,流动性好,可施工时间≥45min,易施工;施工后表面与基面粘结牢固,无起皮无脱落,无掉砂无起粉,粗糙程度适中,能与后续普通砂浆层粘结牢固,施工效果佳。
Figure BDA0001381906800000111

Claims (8)

1.一种复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:320~570份;
石英砂:240~480份;
重钙:60~250份;
硅灰:5~150份;
可再分散乳胶粉:2~125份;
表面活性剂:0.5~50份;
催化剂:0.5~30份;
纤维素醚:0.05~2份;
其中,所述可再分散乳胶粉为氯乙烯-乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物,所述催化剂为甲酸盐。
2.根据权利要求1所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:360~540份;
石英砂:265~433份;
重钙:75~235份;
硅灰:15~125份;
可再分散乳胶粉:7~110份;
表面活性剂:1~40份;
催化剂:1~25份;
纤维素醚:0.1~1.65份。
3.根据权利要求2所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,由以下重量份配比的原料组成:
硅酸盐水泥:400~500份;
石英砂:300~400份;
重钙:100~200份;
硅灰:20~100份;
可再分散乳胶粉:10~100份;
表面活性剂:3~30份;
催化剂:2~20份;
纤维素醚:0.2~1.5份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,所述表面活性剂包括聚羧酸盐、聚乙二醇和十八酸盐。
5.根据权利要求4所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,所述表面活性剂中各组分的重量份配比具体为:聚羧酸盐﹕聚乙二醇﹕十八酸盐=5~10﹕12~22﹕68~83。
6.根据权利要求1~3任一项所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,所述纤维素醚为黏度为200~1300mPa·s的羟乙基甲基纤维素醚。
7.根据权利要求1~3任一项所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,所述石英砂由50~100目石英砂和70~140目石英砂复配得到,复配重量比具体为:50~100目石英砂﹕70~140目石英砂=14~42﹕58~86。
8.根据权利要求1~3任一项所述的复合型水泥基渗透结晶型防水材料,其特征在于,所述硅灰的二氧化硅含量大于95%。
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