CN108409266A - 一种防水抗裂砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水抗裂砂浆，包括硅酸盐水泥50‑60％，硫铝酸盐水泥5‑10％，40目的水洗砂5‑10％，70目的水洗砂5‑10％，100‑120目的水洗砂5‑15％，可再分散乳胶粉3‑5％，聚乙烯醇1‑2％，憎水剂SEAL80 0.3‑1％，硅酸钠0.5‑1％，聚丙烯纤维0.2‑0.5％，羟丙基甲基纤维素0.1‑0.3％，三聚磷酸钠0.1‑0.2％，消泡剂0.1‑0.3％，减水剂0.1‑0.3％，JX抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.2‑1％，硫化铝0.3‑0.5％。本发明采用中砂和特细砂不同粒径的水洗砂与甲基叔丁基醚、硫化铝混合，所得砂浆的流动性、防水性能和抗裂性能优异。

Description

一种防水抗裂砂浆
技术领域
本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种防水抗裂砂浆。
背景技术
砂浆主要运用于建筑等行业领域，目前市场上对防水性能和抗裂性能要求高的砂浆的需求度很大。传统砂浆所暴露出的许多缺陷，如因墙体控股、开裂、脱落等而引起的墙体渗漏、透风、剥落等问题，在建筑工程中越来越突出，严重影响了工程质量和使用寿命，其主要原因除了地基不均匀沉降等引起的结构裂缝外，主要可以归纳为：一是墙体材料自身吸水率高，收缩率大；二是所用砂浆防水性差。柔性差收缩变形大、粘结强度低、耐候抗裂性差以及匹配不合理。而现有的抗裂砂浆由于在设计是未充分考虑材料本身的收缩，因而需要在砂浆成型后再添加筋材以增强其抗裂功能，造成施工工艺的复杂，不利于材料的推广使用。
对于水泥基材料，水泥石和砂之间存在界面薄弱区。界面区域存在微裂纹，随着水泥基材料外部约束力增大，内部微裂发展形成宏观裂缝，导致试件开裂。因此微观界面微裂纹少，水泥石紧密、孔隙少的材料开裂性能更好。现有的研究显示中砂和水泥石的结合最为紧密，界面过渡区的孔隙较少，水泥石更为紧密，微裂纹较少。因此使用中砂的砂浆抗开裂性能最好。使用细砂和特细砂的砂浆，其抗裂性能较差，因为界面过渡区薄弱、水泥石疏松，微裂纹较多，并且其表面积较大、界面过渡区较多，当试件受到外部约束力时，试件容易形成宏观裂缝而开裂。但是中砂表面粗糙，所拌砂浆的流动性差，限制了其应用。
专利申请号201410453439.X公开了一种防水砂浆。所述防水砂浆由下列原料按照如下质量百分比组成：水泥32.3-33％，中砂64.7-65.4％，防水剂0.7-2％,可再分散胶乳粉0.5-2％，减水剂0.3-0.6％，木质纤维0.3-0.6％，甲基纤维素0.1-0.6％。使用单一粒径的中砂，所得砂浆的流动性差，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防水抗裂砂浆。
本发明提供一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硅酸盐水泥50-60％，硫铝酸盐水泥5-10％，40目的水洗砂5-10％，70目的水洗砂5-10％，100-120目的水洗砂5-15％，可再分散乳胶粉3-5％，聚乙烯醇1-2％，憎水剂SEAL80 0.3-1％，硅酸钠0.5-1％，聚丙烯纤维0.2-0.5％，羟丙基甲基纤维素0.1-0.3％，三聚磷酸钠0.1-0.2％，消泡剂0.1-0.3％，减水剂0.1-0.3％，JX抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.2-1％，硫化铝0.3-0.5％。
优选的，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂或奈系高效减水剂中的一种。
优选的，所述聚丙烯纤维的长度为5-7mm。
优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
优选的，所述硅酸盐水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。
本发明中所述可再分散乳胶粉是泰安天润国美工贸有限公司提供的天润-502可再分散乳胶粉。
本发明中所述憎水剂SEAL80是上海钦和化工有限公司提供的。
本发明中所述有机硅消泡剂是武汉明瑞兴盛原料有限公司提供的型号为00S-8A的有机硅消泡剂。
本发明中所述JX抗裂硅质防水剂是金华市欣生沸石开发有限公司提供的JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂。
硅酸盐类水泥和硫铝酸盐水泥：通过水泥的水化获得水化产物，如C-S-H凝胶和钙钒石，起凝胶作用和空间骨架支撑作用。
硅酸盐水泥以硅酸钙矿物为主，其凝结时间较长，早期强度低等不足降低了施工效率，但后期强度增长较大。硫铝酸盐水泥主要是以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥，它具有快硬、早强、收缩小、抗冻和抗渗性能好等优点，已广泛应用于水泥制品、抢修工程、防渗及低温工程，但后期强度增长不明显。将两种水泥复配使用，能够使两者的优势互补。
水洗砂：在砂浆中，水洗砂起骨架作用，称为骨料，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙，水泥浆硬化后，将骨料胶结成一个坚实的整体，能够增加砂浆的强度和硬度。
水洗砂的粒径对砂浆的抗压、抗折强度、自由收缩量、抗开裂性能有很大的影响。中砂与水泥的结合最为紧密，界面过渡区的孔隙较少，水泥石更为紧密，微裂纹较少，与水泥在界面上粘结强度高，砂浆强度较高，抗裂效果好；但是中砂表面粗糙，所拌砂浆的流动性差。细砂和特细砂表面光滑，所配制砂浆流动性好，但是因为砂的表面积增大，相应的界面过渡区增大，砂浆的薄弱层增多，砂浆强度降低，抗裂性能差。传统技术中为了使砂浆的抗裂性能良好，通常使用中砂，但所得砂浆的流动性较差，不利用施工使用，并且在中砂中混入细砂或者特细砂后，砂浆的强度会大幅度降低，但是砂浆的流动性也没有明显的提高，故现有技术都是使用单一粒径的砂。本发明中采用40目、70目和120目的水洗砂搭配使用，其中40目的水洗砂的平均粒径为0.425mm，为中砂；70目和120目的水洗砂的平均粒径分别为0.212mm和0.125mm，为特细砂；本发明采用三种不同粒径的砂与硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，可再分散乳胶粉，聚乙烯醇，憎水剂SEAL80，硅酸钠，聚丙烯纤维，羟丙基甲基纤维素，三聚磷酸钠，消泡剂，减水剂，JX抗裂硅质防水剂，甲基叔丁基醚和硫化铝相混合，所得砂浆突破了现有认知，其流动性、防水性能和抗裂性能优异，施工和易性好，节能降耗、性能稳定、施工简单，并不含有毒有害物质。
可再分散乳胶粉：一方面可以有效提高砂浆各成分的粘结程度，大大增强砂浆的耐磨性和抗雨水冲击性能；另一方面可以减少砂浆搅拌过程中的起泡现象，保证砂浆拌合物硬化后表面光洁，无空洞。
聚乙烯醇(PVA)：对水泥砂浆进行改性，首先PVA水解，形成的带正电荷的有机官能团与水泥水化物H2SiO4 2-结合形成反应产物,并和钙离子及其相应水化物C-S-H交织在一起，生成无机-有机薄膜基质。水泥水化产物与其相互穿插，构成致密的空间网络微观结构，提高水泥砂浆的机械强度。
憎水剂SEAL80：SEAL80使Elotex开发的产品，是基于将憎水性添加剂包覆在亲水性外壳中。即采用易溶于水的保护胶体和抗结块剂通过喷雾干燥将硅烷包裹后获得粉末状硅烷基产品。当砂浆加水拌合后，SEAL80的保护胶体外壳迅速溶解于水并释放包裹的硅烷使其分散到拌合水中。在水泥水化后的高碱性环境下，硅烷中亲水的有机官能团水解形成高反应活性的硅烷醇基团，硅烷醇基团继续与水泥水化产物中的羟基进行不可逆反应形成化学结合，从而使通过交联反应连接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂浆中的孔壁表面。由于憎水的有机官能团朝向孔壁的外侧，使得孔隙的表面获得憎水性，由此砂浆整体具有憎水效果。
硅酸钠：用作激发剂能够有效提高砂浆的固化速率、稳定性和耐久性。
聚丙烯纤维：PP短纤维是一种以聚丙烯为主要原料以独特生产工艺制造而成的强度束状单丝纤维，加入混泥土成砂浆中可有效的控制混泥土砂浆固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑制裂缝的形成及发展，大大改善混泥土的阻裂抗渗性能，抗冲击及抗震能力。但掺量过量，则会造成搅拌困难，使砂浆不均匀地呈团状、饼状。
羟丙基甲基纤维素：用作保水剂，通过高分子吸水缓释效应，一方面通过吸水作用减缓砂浆表面水分的蒸发，防止砂浆由于干燥过快而体积收缩，起抗开裂的作用；另一方面通过内部持续水分缓释实现砂浆的自养护，起到保证砂浆强度持续稳定发展的作用。但是过量加入，防水抗裂抹面砂浆将变得干燥，不便于施工操作。
三聚磷酸钠：用作缓凝剂，三聚磷酸钠与硅酸盐水泥溶出的钙离子,形成络合物从而延迟水泥水化,降低水化放热，从而延长混凝土的凝结时间,使新拌混凝土较长时间保持塑性,方便浇注,提高施工效率,同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响。
消泡剂：本发明采用有机硅消泡剂，可以有效控制水泥砂浆体系内泡沫产生，使混凝土构件更加致密光亮。
减水剂：在保证砂浆稠度基本相同的条件下，大幅减少砂浆的拌合用水量，或者在同样的砂浆用水量下提高砂浆的流动度，改善砂浆的工作性，能够增加防水抗裂抹面砂浆的和易性、减小水泥用量。但是过量掺加，和易性基本不变，不能继续节约水泥掺量，而且强度也不再增加。
JX抗裂硅质防水剂：以高品级丝光沸石为主要原料，利用天然丝光沸石特有的吸附性、离子交换性、耐酸性、耐碱性、热稳定性、环保性等性能通过活化、焙烧、改性等一系列特殊工艺处理精制而成。是集密实、减水、引气、憎水、补偿收缩、自愈合性等防水机理于一体的多功能砂浆、混凝土防水剂，可综合替代多种混凝土外加剂。能够增加砂浆的密实性，提高强度和抗渗性，同时降低水泥毛细孔壁的表面张力，减少水泥凝胶的收缩，从而减少了干缩，并使硬化后的砂浆产生憎水性。实现抗渗、抗裂、耐水、耐酸、耐碱、耐盐、耐高温、耐低温、抗冻融循环、抗碳化、抗氯离子渗透、对钢筋无腐蚀、无锈蚀、不老化等特性。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用中砂和特细砂多种不同粒径的水洗砂与甲基叔丁基醚、硫化铝混合，所得砂浆的流动性、防水性能和抗裂性能优异。
2、本发明采用硅酸盐类水泥和硫铝酸盐水泥搭配使用，能够使两者的优势互补，水泥的后期强度增长大，并且早期强度大，凝结时间短。
3、本发明采用甲基叔丁基醚、硫化铝和其他助剂搭配使用，所得砂浆能高效防水、整体抗裂、机械力学性能高、抗冲击性和柔韧性优良，施工和易性好，节能降耗、性能稳定、施工简单，并不含有毒有害物质。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。
实施例1
一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：42.5号普通硅酸盐水泥50％，硫铝酸盐水泥5.4％，40目的水洗砂10％，70目的水洗砂5％，100-120目的水洗砂15％，可再分散乳胶粉5％，聚乙烯醇2％，憎水剂SEAL80 1％，硅酸钠0.5％，聚丙烯纤维0.2％，羟丙基甲基纤维素0.1％，三聚磷酸钠0.1％，有机硅消泡剂0.1％，聚羧酸减水剂(上海昭硕实业有限公司型号QS-8020)0.1％，JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.2％，硫化铝0.3％，其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，聚丙烯纤维的长度为7mm。
先将占原料总量15％的水倒入搅拌机内，然后按上述质量百分含量称取各原料倒入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间控制在3min，获得搅拌均匀后的砂浆，最后将搅拌混合好后的砂浆倒在预浇注区域，凝固24h。
实施例2
一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：42.5号普通硅酸盐水泥60％，硫铝酸盐水泥10％，40目的水洗砂5％，70目的水洗砂6.3％，100-120目的水洗砂5％，可再分散乳胶粉4％，聚乙烯醇1％，憎水剂SEAL80 0.3％，硅酸钠1％，聚丙烯纤维0.5％，羟丙基甲基纤维素0.3％，三聚磷酸钠0.2％，有机硅消泡剂0.1％，氨基磺酸盐系高效减水剂(莱芜市延辉建材有限公司提供的氨基减水剂)0.3％，JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.5％，硫化铝0.5％，其中羟丙基甲基纤维素的粘度为150000mPa·s，聚丙烯纤维的长度为6mm。
先将占原料总量15％的水倒入搅拌机内，然后按上述质量百分含量称取各原料倒入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间控制在3min，获得搅拌均匀后的砂浆，最后将搅拌混合好后的砂浆倒在预浇注区域，凝固24h。
实施例3
一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：42.5号普通硅酸盐水泥50％，硫铝酸盐水泥5％，40目的水洗砂5.5％，70目的水洗砂10％，100-120目的水洗砂15％，可再分散乳胶粉3％，聚乙烯醇1.4％，憎水剂SEAL80 1％，硅酸钠1％，聚丙烯纤维0.5％，羟丙基甲基纤维素0.3％，三聚磷酸钠0.2％，有机硅消泡剂0.3％，奈系高效减水剂(上海云哲新材料有限公司提供的型号为FDN-C)0.3％，JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚1％，硫化铝0.5％，其中羟丙基甲基纤维素的粘度为120000mPa·s，聚丙烯纤维的长度为5mm。
先将占原料总量15％的水倒入搅拌机内，然后按上述质量百分含量称取各原料倒入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间控制在3min，获得搅拌均匀后的砂浆，最后将搅拌混合好后的砂浆倒在预浇注区域，凝固24h。
对比例1
一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：42.5号普通硅酸盐水泥60％，硫铝酸盐水泥10％，70目的水洗砂16.3％，可再分散乳胶粉4％，聚乙烯醇1％，憎水剂SEAL80 0.3％，硅酸钠1％，聚丙烯纤维0.5％，羟丙基甲基纤维素0.3％，三聚磷酸钠0.2％，有机硅消泡剂0.1％，氨基磺酸盐系高效减水剂(莱芜市延辉建材有限公司提供的氨基减水剂)0.3％，JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.5％，硫化铝0.5％，其中羟丙基甲基纤维素的粘度为150000mPa·s，聚丙烯纤维的长度为6mm。
先将占原料总量15％的水倒入搅拌机内，然后按上述质量百分含量称取各原料倒入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间控制在3min，获得搅拌均匀后的砂浆，最后将搅拌混合好后的砂浆倒在预浇注区域，凝固24h。
对比例2
一种防水抗裂砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：42.5号普通硅酸盐水泥60％，硫铝酸盐水泥10％，40目的水洗砂6％，70目的水洗砂6.3％，100-120目的水洗砂5％，可再分散乳胶粉4％，聚乙烯醇1％，憎水剂SEAL80 0.3％，硅酸钠1％，聚丙烯纤维0.5％，羟丙基甲基纤维素0.3％，三聚磷酸钠0.2％，有机硅消泡剂0.1％，氨基磺酸盐系高效减水剂(莱芜市延辉建材有限公司提供的氨基减水剂)0.3％，JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂5％，其中羟丙基甲基纤维素的粘度为150000mPa·s，聚丙烯纤维的长度为6mm。
先将占原料总量15％的水倒入搅拌机内，然后按上述质量百分含量称取各原料倒入搅拌机中搅拌均匀，搅拌时间控制在3min，获得搅拌均匀后的砂浆，最后将搅拌混合好后的砂浆倒在预浇注区域，凝固24h。
将实施例1-3和对比例1-2所得砂浆的性能进行测试，结果如下表1。
其中，砂浆的吸水率测试按检验标准ASTM C1403-2013《圬工砂浆吸水率的标准实验方法》中的规定进行；砂浆强度测试按照检验标准DBJ14-030-2004《回弹法检测砌筑砂浆强度技术规程》的规定进行；砂浆的干密度测试按照JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》中的规定进行。
表1砂浆性能测试结果
实施例 强度(MPa) 干密度(g/m3) 吸水率(％)
实施例1 3.4 1422 20
实施例2 3.3 1431 22
实施例3 3.6 1442 18
对比例1 2.6 1393 27
对比例2 2.4 1336 26
从上表中可以看出，采用本发明的原料得到的防水抗裂砂浆凝结后的干密度为1422-1442g/m3，强度为3.3-3.6MPa，吸水率为18-22％，其具有良好防水性、容重小、强度高的优点。对比例1和对比文件2与本发明所得砂浆相比，其强度大大降低，干密度也相应下降，吸水率升高，砂浆的防水抗裂效果较差。说明采用中砂和特细砂多种不同粒径的水洗砂只有与甲基叔丁基醚、硫化铝混合使用，才能达到即提高防水抗裂性能，又具有良好的流动性，同样的甲基叔丁基醚、硫化铝只有与不同粒径的水洗砂混合使用，所得砂浆能高效防水、整体抗裂、机械力学性能高、抗冲击性和柔韧性优良，施工和易性好，节能降耗、性能稳定、施工简单，并不含有毒有害物质。

Claims (6)

1.一种防水抗裂砂浆，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：硅酸盐水泥50-60％，硫铝酸盐水泥5-10％，40目的水洗砂5-10％，70目的水洗砂5-10％，100-120目的水洗砂5-15％，可再分散乳胶粉3-5％，聚乙烯醇1-2％，憎水剂SEAL80 0.3-1％，硅酸钠0.5-1％，聚丙烯纤维0.2-0.5％，羟丙基甲基纤维素0.1-0.3％，三聚磷酸钠0.1-0.2％，消泡剂0.1-0.3％，减水剂0.1-0.3％，JX抗裂硅质防水剂5％，甲基叔丁基醚0.2-1％，硫化铝0.3-0.5％。
2.如权利要求1所述的防水抗裂砂浆，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s。
3.如权利要求1所述的防水抗裂砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂或奈系高效减水剂中的一种。
4.如权利要求1或2所述的防水抗裂砂浆，其特征在于，所述聚丙烯纤维的长度为5-7mm。
5.如权利要求1或2所述的防水抗裂砂浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
6.如权利要求1或2所述的防水抗裂砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。
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