CN108516754B - 一种防水混凝土及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水混凝土及其生产工艺,涉及混凝土领域,解决了现有技术中的混凝土防水效果差的问题,该混凝土包括如下组分:水泥10wt%‑30wt%、细骨料砂子20wt%‑30wt%、粗骨料砂子20wt%‑30wt%、水10wt%‑20wt%和防水材料,其中防水材料包括石墨烯0.8wt%‑1.2wt%、PVA 5wt%‑15wt%、氯化钠0.5wt%‑1.5wt%和抗坏血酸2wt%‑7wt%,该混凝土具有能够提高混凝土防水性能,且生产工艺简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土领域,尤其涉及一种防水混凝土及其生产工艺。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而用量越来越大,同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。
但是,现有技术中的混凝土,防水效果不是特别好,生活中经常会遇到这样的现象,屋面渗水漏水,窗户渗水漏水,阳台墙体渗水,有时候是住在自己上面的邻居,有时候是自己家的,往往处理不好,还会影响邻里关系。且水进入建筑物的主体结构中,容易对钢筋混凝土中的水泥、钢筋和木头等造成危害,使建筑物的使用寿命大大降低。
现有市面上的防水材料包括:A、聚氨酯类:油性材料,在目前的防水涂料中其性能最好,但环保性能比较差,味道很臭;B、丙烯酸类:水性材料,性能比较好,但价格昂贵,且不适用与南方潮湿的天气;C、JS聚合物类:水性材料,在使用中加入了水泥等无机材料,能够与水泥基面粘接,但其防水效果不理想;D、灰浆类:水性材料,能与水泥基层粘接,但它的使用寿命短,更换的话耗费时间耗费力气耗费金钱。以上四种,都有各自的优点与不足,但共同的不足之处在于不环保,味道重,且都是涂料,不能从混凝土自身性能上解决防水问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水混凝土及其生产工艺,该混凝土具有能够提高混凝土防水性能,没有异味,比较环保,且生产工艺比较简单的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种防水混凝土,该混凝土包括如下重量的组分:水泥10wt%-30wt%、细骨料砂子20wt%-30wt%、粗骨料砂子20wt%-30wt%、水10wt%-20wt%和防水材料,其中防水材料包括石墨烯0.8wt%-1.2wt%和PVA 5wt%-15wt%。
优选所述防水材料还包括0.5wt%-1.5wt%的氯化钠。
优选所述防水材料还包括抗坏血酸2wt%-7wt%。
优选所述混凝土包括如下重量的组分:水泥19wt%、细骨料砂子24wt%、粗骨料砂子24wt%、水14wt%、石墨烯1wt%、PVA 10wt%、抗坏血酸5wt%和1wt%的氯化钠。
优选所述防水混凝土的生产工艺,生产工艺包括如下制备步骤:
将细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与水混合均匀,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土,自然状态下凝结。
优选所述防水材料包括如下制备步骤:
将5wt%-15wt%的PVA分散在1wt%-3wt%的乙醇中,在水浴82-87℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入0.8wt%-1.2wt%的石墨烯,搅拌均匀,然后加入0.5wt%-1.5wt%的氯化钠,搅拌溶解氯化钠,然后加入2wt%-7wt%的抗坏血酸,水浴55-65℃下搅拌1-3小时,制得防水材料。
优选所述防水材料的制作工艺包括如下制备步骤:
将10wt%的PVA分散在2wt%的乙醇中,在水浴85℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1wt%石墨烯,搅拌均匀,然后加入2%的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入5wt%的抗坏血酸,水浴60℃下搅拌2小时,制得防水材料,常温下储存备用。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,其中的碳原子以六角蜂窝晶格的形式紧密结合在一起,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,石墨烯的机械强度高,疏水,导热性大,可以用来改善防水材料,石墨烯与PVA相配合,成膜性好,防水效果显著。
石墨烯是世界上最薄却也是最坚硬的二维纳米材料,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距离上可承受的最大压力可以达到约2.9微牛,据科学家们测算,这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂,在混凝土内加入石墨烯,可以在一定程度上提高混凝土的抗压性和耐久性。
石墨烯具有巨大的比表面结,可以用来净化废气和用来污水处理,混凝土内含有石墨烯,也可以在一定程度上净化废弃,且石墨烯没有刺激性气味,不会危害人体健康,是一种环保材料,且石墨烯在环保领发展情景十分可观的,利用石墨烯材料,结合现有的工艺和设备,可以实现能耗的大幅下降。
PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、耐磨性以及经处理后具有很好的耐水性,PVA溶于水,水温越高则溶解度越大,PVA易成膜,且其膜的机械性能优良,膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强,PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力,一般情况,聚合度、醇解度越高,粘接强度越强。
氯化钠分散在酒精中可以形成胶体,加入固态胶体粒子,可以改进材料的耐冲击强度、耐断裂强度和抗拉强度等机械性能,将PVA分散在乙醇中,在水浴下搅拌溶于水,加入石墨烯,搅拌均匀,然后加入的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入抗坏血酸,水浴下搅拌,制得防水材料,其中加乙醇的作用是加快PVA的溶解,一定程度上可以节约时间;加氯化钠的效果,做出来的防水材料溶液比较粘稠,不是那么稀,成膜效果会更好,且能加快石墨烯与PVA的混合,一定程度上可以节约时间。
综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:
一、提高混凝土的防水性;
二、提高混凝土的抗压性;
三、提高混凝土的环保性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
防水材料的制备:
将5gPVA分散在3g乙醇中,在水浴86℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1.2g石墨烯,搅拌均匀,然后加入1.5g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入4.5g的抗坏血酸,水浴55℃下搅拌3小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将30g细骨料砂子、20g粗骨料砂子和20g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与14.8g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例2
防水材料的制备:
将10gPVA分散在2g乙醇中,在水浴85℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1g石墨烯,搅拌均匀,然后加入1g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入5g的抗坏血酸,水浴60℃下搅拌2小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将19g细骨料砂子、24g粗骨料砂子和24g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与14g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例3
防水材料的制备:
将15gPVA分散在1g乙醇中,在水浴82℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入0.8g石墨烯,搅拌均匀,然后加入.5g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入2g的抗坏血酸,水浴57℃下搅拌1小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将15.7g细骨料砂子、25g粗骨料砂子和30g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与10g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例4
防水材料的制备:
将7gPVA分散在1.5g乙醇中,在水浴87℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入0.9g石墨烯,搅拌均匀,然后加入0.7g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入4g的抗坏血酸,水浴65℃下搅拌1.5小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将10g细骨料砂子、30g粗骨料砂子和25.9g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与20g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例5
防水材料的制备:
将12gPVA分散在2.5g乙醇中,在水浴84℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1.1g石墨烯,搅拌均匀,然后加入1.2g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入6g的抗坏血酸,水浴62℃下搅拌2.5小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将12.7g细骨料砂子、28g粗骨料砂子和21.5g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与15g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例6
防水材料的制备:
将9gPVA分散在2.2g乙醇中,在水浴83℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1g石墨烯,搅拌均匀,然后加入0.9g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入7g的抗坏血酸,水浴56℃下搅拌2.7小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将15.9g细骨料砂子、22g粗骨料砂子和28g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与14g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
实施例7
防水材料的制备:
将10gPVA分散在2g乙醇中,在水浴85℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入1g石墨烯,搅拌均匀,然后加入1g的氯化钠,搅拌溶解氯化钠后加入5g的抗坏血酸,水浴60℃下搅拌2小时,制得防水材料,常温下储存备用。
将20g细骨料砂子、25g粗骨料砂子和25g水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与15g水混合,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土。
将搅拌好的混凝土做成凹槽模型,自然状态下凝结。
以实施例2作为参照组
对比例1
对比例1与实施2的区别在于对比例1中没有使用防水材料,其他用量均与实施例2保持一致。
结果测试:
防水实验测试
在实施例1-6和对比例1所的做的模型内加入占模型深度2/3的水,在7张白纸上分别铺设无水硫酸铜,然后将装有水的模型分别放置在铺设有无水硫酸铜的纸上,观察白纸是否变蓝。
表1防水实验测试记录表
样品 | 现象 |
实施例1 | 无水硫酸铜呈白色 |
实施例2 | 无水硫酸铜呈白色 |
实施例3 | 无水硫酸铜呈白色 |
实施例4 | 无水硫酸铜微微有点蓝色 |
实施例5 | 无水硫酸铜呈白色 |
实施例6 | 无水硫酸铜呈白色 |
实施例7 | 无水硫酸铜呈白色 |
对比例1 | 无水硫酸铜有由白色变成蓝色,模型表面会有小裂痕 |
实验现象分析,实施例1、2、3、5、6所制得的模型底下的无水硫酸铜呈白色,说明实施例1、2、3、5、6所制得的模型不漏水,对比例1所制得的模型底下的无水硫酸铜呈蓝色,且表面有小裂痕,说明对比例1制得的混凝土模型漏水,从而表明加入PVA、石墨烯、氯化钠和抗坏血酸的防水材料的混凝土具有防水功能,且一定程度上也提高的混凝土的抗压效果。而实施例4所制得的模型底下的无水硫酸铜有点微微的蓝色,可能是将装有水的模型放置在纸上时,不小心将模型中的水洒在纸上,也可能是装入的水超过槽深的2/3,由于毛细作用,凹槽内的水从模型开口渗出。
加水冰冻防水实验测试
在实施例1-6和对比例1所制得的模型内加入占模型深度2/3的水,用保鲜膜包好,放入冰箱冰冻4h,观察实验现象。
表2加水冰冻防水实验测试记录表
样品 | 现象 |
实施例1 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
实施例2 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
实施例3 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
实施例4 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
实施例5 | 大概在凹槽1/2处结冰 |
实施例6 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
实施例7 | 大概在凹槽2/3处结冰 |
对比例1 | 凹槽四周有冰块,模型表面会有小裂痕 |
实验现象分析,实施例1、2、3、4、5、6所制得的模型在冰冻后凹槽内有结冰现象,说明实施例1、2、3、4、5、6所制得的模型不漏水,对比例1所制得的模型在冰冻后凹槽四周有冰块,说明对比例1制得的混凝土模型漏水,从而表明加入PVA、石墨烯、氯化钠和抗坏血酸的防水材料的混凝土具有防水功能。
Claims (4)
1.一种防水混凝土,其特征在于,该混凝土包括如下重量的组分:水泥10wt%-30wt%、细骨料砂子20wt%-30wt%、粗骨料砂子20wt%-30wt%、水10wt%-20wt%和防水材料,其中防水材料包括石墨烯0.8wt%-1.2wt%和PVA 5wt%-15wt%;
所述防水材料包括如下制备步骤:
将5wt%-15wt%的PVA分散在1wt%-3wt%的乙醇中,在水浴82-87℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入0.8wt%-1.2wt%的石墨烯,搅拌均匀,然后加入0.5wt%-1.5wt%的氯化钠,搅拌溶解氯化钠,然后加入2wt%-7wt%的抗坏血酸,水浴55-65℃下搅拌1-3小时,制得防水材料。
2.根据权利要求1所述的一种防水混凝土,其特征在于,所述混凝土包括如下重量的组分:水泥19wt%、细骨料砂子24wt%、粗骨料砂子24wt%、水14wt%、石墨烯1wt%、PVA 10wt%、抗坏血酸5wt%和1wt%的氯化钠。
3.根据权利要求1-2任一项所述防水混凝土的生产工艺,生产工艺包括如下制备步骤:
将细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥搅拌均匀,然后将得到的防水材料与水混合均匀,倒在搅拌均匀的细骨料砂子、粗骨料砂子和水泥上,搅拌成混凝土,自然状态下凝结。
4.根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于,所述防水材料包括如下制备步骤:
将5wt%-15wt%的PVA分散在1wt%-3wt%的乙醇中,在水浴82-87℃下搅拌溶于水,得到20%的溶液,加入0.8wt%-1.2wt%的石墨烯,搅拌均匀,然后加入0.5wt%-1.5wt%的氯化钠,搅拌溶解氯化钠,然后加入2wt%-7wt%的抗坏血酸,水浴55-65℃下搅拌1-3小时,制得防水材料。
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