CN108546056A - 一种防水堵漏砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水堵漏砂浆，包括硫铝酸盐水泥80‑85％，膨胀蛭石粉1‑3％，硅酸钠1‑3％，氯化钙1‑2％，氯化锂0.3‑0.5％，羟丙基甲基纤维素0.2‑0.5％，增粘剂80A51 0.3‑0.6％，果胶1‑2％，壳聚糖1‑2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.2‑0.5％，封端型多异氰酸酯2‑4％，叔丁基对苯二酚0.3‑0.5％。本发明采用硫铝酸盐水泥、封端多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔丁基对苯二酚及其他原料按比例混合，能够解决水泥基材料收缩体积大的问题，所得防水堵漏砂浆的强度及韧性好，具有膨胀、固结性，稳定，凝结后体积不收缩，有效期长。

Description

一种防水堵漏砂浆
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种防水堵漏砂浆。
背景技术
在建筑施工及混凝土水泥等建筑设施使用当中，经常遇到隧道，地下工程，蓄水池等基础出现空洞渗水漏水情况，一般情况下用市场上常见的堵漏王，水不漏，堵漏灵等，在漏水点不大或压力小时，堵漏效果还行。当漏点过大并有压力的情况下，堵漏材料来不及凝固，随时被水压冲散，效果也不尽理想。
水泥基快速堵漏材料，该类材料以水泥基材料为主体，无毒无味，安全环保，可带水作业，施工简便，硬化迅速且成本低等优势，使其在防水防渗、抢险堵漏工程中有很广泛的应用。然而，水泥基材料快速凝固硬化通常都不可避免带来诸多问题，主要包括两方面：一是不能大量拌合使用，拌合体积越大，硬化太快，来不及使用即凝固；二是水泥基材料水化早期会放热，产生升温膨胀，随后冷却速度过快，带来的开裂以及冷却后体积收缩大等问题，从而造成现有的防水堵漏材料的质量问题和耐久性不足。
专利申请号CN201611031337.4公开了一种混凝土防漏膏，主要原料包括水泥10-20％，促凝剂2-5％，絮凝剂3-8％，粘结剂20-25％，膨胀组份45-60％，水5-15％。该发明水泥的含量少，添加了大量的粘接剂和膨胀组分，硬化速度慢，原料成本高，并且防水堵漏效果差，堵漏材料来不及凝固，随时被水压冲散，效果也不尽理想。
专利申请号CN201310244735.4提供一种堵漏防水涂料，由以下重量比的组分组成：高标号水泥60-80，甲酸钙2-7，速凝剂8-15，玻璃短切丝1-5，可再分散性胶粉3-7，纤维素醚0.01-0.03，葡萄糖酸钠0.02-0.05，填充料0.2-0.6。此发明中加入的水泥含量大，硬化太快，来不及使用即凝固，并且冷却后体积收缩大，堵漏防水材料的堵漏效果差，耐久性不足。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防水堵漏砂浆。
本发明提供一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥80-85％，膨胀蛭石粉1-3％，硅酸钠1-3％，氯化钙1-2％，氯化锂0.3-0.5％，羟丙基甲基纤维素0.2-0.5％，增粘剂80A51 0.3-0.6％，果胶1-2％，壳聚糖1-2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.2-0.5％，封端型多异氰酸酯2-4％，叔丁基对苯二酚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，所述膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm。
优选的，所述封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
优选的，本发明所述的防水堵漏砂浆包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥80％，膨胀蛭石粉3％，硅酸钠1％，氯化钙2％，氯化锂0.4％，羟丙基甲基纤维素0.5％，增粘剂80A510.6％，果胶1.5％，壳聚糖1％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.5％，封端型多异氰酸酯4％，叔丁基对苯二酚0.5％。
本发明所述的防水堵漏砂浆的制备方法，包括以下步骤：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
本发明中所述膨胀蛭石粉是灵寿县百丰矿产品加工厂提供的。
本发明中所述羟丙基甲基纤维素是郑州亿中化工原料有限公司提供的E型羟丙基甲基纤维素。
本发明中所述增粘剂80A51是石家庄聚格化工有限公司提供的。
本发明中所述封端型多异氰酸酯是根据陈龙等发表的《封端型多异氰酸酯加成物的合成》中的方法得到的，主要原料为TDI、甘油和己内酰胺。
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。
膨胀蛭石粉：膨胀蛭石有独特的构造特性和表面性质，以及无毒、无菌和化学惰性，可用作载体，吸附剂，固着剂，和饲料添加剂。
硅酸钠：用作促凝剂能够有效提高砂浆的固化速率、稳定性和耐久性。
氯化钙：用作促凝剂具有对水泥制品速凝、促凝、早强、操作性能好等特点，能显著加快水泥的硬化速度，缩短凝结时间特高水泥制品的早期强度。
氯化锂：用作固化剂加速硫铝酸盐水泥的凝结，缩短凝结时间。
羟丙基甲基纤维素：用作保水剂及增粘剂，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。
增粘剂80A51：白色或微黄色粉末，无臭、无味，是丙烯酰胺及其盐类的聚合物，水溶性，线性共聚物，极易溶于水，不溶于有机溶剂。具有携带岩屑能力强，钻速快、机械磨损少、改变流型、抗剪切、耐高温、抗盐、防塌、增粘等特点。因此，能作为淡水钻井泥浆的流型改进剂、防塌剂和粘度增效剂、选择性絮凝剂等。
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；由于沸石富含SiO2，Al2O3及少量MgO，与水泥进行连续水化反应后，生成微膨胀源硅铝酸钙(钙矾石)与氢氧化镁(水镁石)，起到补偿早期收缩、降低体系表面张力、减小水泥毛细孔失水后负压、减小干缩作用。
本发明采用硫铝酸盐水泥、封端多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔丁基对苯二酚及其他原料按比例混合，在早期通过内部的果胶、壳聚糖、膨胀蛭石粉及增粘剂80A51，砂浆能够遇水不分散，同时遇水即迅速吸水膨胀，吸水越多，体积越大，强度越高，先期以水治水迅速堵漏；后期利用硫铝酸盐水泥快硬的性质，在水化早期会放热，使砂浆内部的温度升高，达到封端多异氰酸酯的解封温度时，封端多异氰酸酯分解成多异氰酸酯，与水接触后其中的-NCO基团与水反应放热，进一步促进封端多异氰酸酯的解封，两种反应相互促进，并且叔丁基对苯二酚及三羟甲基丙烷也能与-NCO发生反应，形成交联网络结构，能增加水泥砂浆的强度，并且韧性好，与水反应的过程中会放出二氧化碳，使砂浆具有微膨胀的性能，所得砂浆的稳定性优异，能够长期有效的防水堵漏，特别是对于渗漏点较大的地方。本发明中的异氰酸酯与水、三羟甲基丙烷及叔丁基对苯二酚反应聚合，生成一定的骨架结构，能够增加砂浆的强度，从而使水泥进入快速反应期后，体系具有足够的强度抵抗水泥基材料反应产生的温度及收缩应力，尚未反应的-NCO基团可继续反应产生膨胀补偿水泥基材料的收缩，从而有效抑制开裂现象的产生。本发明采用封端多异氰酸酯，与水及三羟甲基丙烷早期的反应速率较快，从而优先形成异氰酸酯反应体系的骨架，后期的反应速度较慢，能够使得反应温度较慢的降低，降低了体积效应，使得砂浆的体积收缩减小，耐久性及堵漏效果良好。若直接添加异氰酸酯(如二苯基甲烷二异氰酸酯)与水反应，反应活性高，所得防水堵漏砂浆的稳定性差，容易在未使用之前与空气中的水反应，不能解决水泥水化体积收缩大的问题，并且可能发生凝胶，影响防水和堵漏效果。
本发明中的防水堵漏砂浆在使用之前还可以经过加热，温度大约为80℃，能够加速封端多异氰酸酯的解封，更好的发挥其防水及堵漏作用。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用硫铝酸盐水泥、封端多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔丁基对苯二酚及其他原料按比例混合，能够解决水泥基材料收缩体积大的问题，所得防水堵漏砂浆的强度及韧性好，具有膨胀、固结性，稳定，凝结后体积不收缩，有效期长。
2、本发明所得砂浆为固体粉末，保存及运输方便，适用范围广，无毒、对环境无污染，操作安全，不会造成井下复杂事故。
3、本发明在早期通过内部的果胶、壳聚糖、膨胀蛭石粉及增粘剂80A51，砂浆能够遇水不分散，同时遇水即迅速吸水膨胀，吸水越多，体积越大，强度越高，先期以水治水迅速堵漏；后期材料里面的凝胶材料在稳定状态下，加速固化，以达到长期堵漏防水的效果；凝结后体积不可压缩，不出自由水，封堵率高。
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
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥80％，膨胀蛭石粉3％，硅酸钠1％，氯化钙2％，氯化锂0.4％，羟丙基甲基纤维素0.5％，增粘剂80A510.6％，果胶1.5％，壳聚糖1％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.5％，封端型多异氰酸酯4％，叔丁基对苯二酚0.5％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为120000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm，封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
实施例2
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥85％，膨胀蛭石粉1％，硅酸钠1.7％，氯化钙1％，氯化锂0.3％，羟丙基甲基纤维素0.2％，增粘剂80A510.3％，果胶2％，壳聚糖1％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.2％，封端型多异氰酸酯2％，叔丁基对苯二酚0.3％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为160000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm，封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
实施例3
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥82.4％，膨胀蛭石粉1.5％，硅酸钠3％，氯化钙1％，氯化锂0.5％，羟丙基甲基纤维素0.4％，增粘剂80A510.5％，果胶1％，壳聚糖2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.3％，封端型多异氰酸酯2％，叔丁基对苯二酚0.4％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm，封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
对比例1
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥84.4％，膨胀蛭石粉1.5％，硅酸钠3％，氯化钙1％，氯化锂0.5％，羟丙基甲基纤维素0.4％，增粘剂80A510.5％，果胶1％，壳聚糖2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.3％，叔丁基对苯二酚0.4％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
对比例2
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥83.1％，膨胀蛭石粉1.5％，硅酸钠3％，氯化钙1％，氯化锂0.5％，羟丙基甲基纤维素0.4％，增粘剂80A510.5％，果胶1％，壳聚糖2％，JX抗裂硅质防水剂5％，封端型多异氰酸酯2％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm，封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
对比例3
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥83.4％，膨胀蛭石粉1.5％，硅酸钠3％，氯化钙1％，氯化锂0.5％，羟丙基甲基纤维素0.4％，增粘剂80A510.5％，果胶1％，壳聚糖2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.3％，二苯基甲烷二异氰酸酯1％(加入1％的二苯基甲烷二异氰酸酯中-NCO的含量与加入2％的封端型端异氰酸酯解封后的-NCO的含量相等)，叔丁基对苯二酚0.4％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
对比例4
一种防水堵漏砂浆，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥85％，膨胀蛭石粉1.6％，硅酸钠3％，氯化钙1％，氯化锂0.5％，羟丙基甲基纤维素0.4％，增粘剂80A510.5％，果胶1％，壳聚糖2％，JX抗裂硅质防水剂5％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
将实施例1-3和对比例1-4所得防水堵漏砂浆的性能进行测试，结果如下表1。
其中，初凝及终凝时间测试方法依据GB/T 1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，抗压强度测试依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》，体积变化率依据GB/T 50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》中的非接确式测量法。
表1砂浆性能测试结果
从上表中可以看出，对比例1-4的防水堵漏砂浆的初凝时间较短，即拌合时间较短，2h体积收缩明显，并且15min、1d、28d的强度较低，特别是28d的强度与实施例相比低得多。实施例1-3得到的防水堵漏砂浆的初凝时间较长，最长达到6min，2h体积不但没有收缩，而且有少量的膨胀，说明采用本发明所述的原料合成的防水堵漏砂浆具有更好的体积稳定性，较长的可拌和时间，初凝后迅速终凝并产生较高的强度，并且始终具有良好的体积稳定性，在水养条件下，其后期强度还可继续稳定的增强。这是因为本发明采用硫铝酸盐水泥、封端多异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔丁基对苯二酚及其他原料按比例混合，在早期通过内部的果胶、壳聚糖、膨胀蛭石粉及增粘剂80A51，砂浆能够遇水不分散，同时遇水即迅速吸水膨胀，吸水越多，体积越大，强度越高，先期以水治水迅速堵漏；后期利用硫铝酸盐水泥快硬的性质，在水化早期会放热，使砂浆内部的温度升高，达到封端多异氰酸酯的解封温度时，封端多异氰酸酯分解成多异氰酸酯，与水接触后其中的-NCO基团与水反应放热，进一步促进封端多异氰酸酯的解封，两种反应相互促进，并且叔丁基对苯二酚及三羟甲基丙烷也能与-NCO发生反应，形成交联网络结构，能增加水泥砂浆的强度，并且韧性好，与水反应的过程中会放出二氧化碳，使砂浆具有微膨胀的性能，所得砂浆的稳定性优异，能够长期有效的防水堵漏。说明只有将封端异氰酸酯、三羟甲基丙烷、叔丁基对苯二酚及本发明的其他原料混合，才能使所得防水堵漏砂浆的性能达到最优，只使用封端异氰酸酯或只使用三羟甲基丙烷和叔丁基对苯二酚所得砂浆的防水堵漏效果都不佳，用二苯基甲烷二异氰酸酯代替封端异氰酸酯，所得砂浆的稳定性差，容易在未使用之前与空气中的水反应，不能解决水泥水化体积收缩大的问题，并且可能发生凝胶，影响防水和堵漏效果。

Claims (6)

1.一种防水堵漏砂浆，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥80-85％，膨胀蛭石粉1-3％，硅酸钠1-3％，氯化钙1-2％，氯化锂0.3-0.5％，羟丙基甲基纤维素0.2-0.5％，增粘剂80A51 0.3-0.6％，果胶1-2％，壳聚糖1-2％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.2-0.5％，封端型多异氰酸酯2-4％，叔丁基对苯二酚0.3-0.5％。
2.如权利要求1所述的防水堵漏砂浆，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或2所述的防水堵漏砂浆，其特征在于，所述膨胀蛭石粉的粒径为3-8mm。
4.如权利要求1或2所述的防水堵漏砂浆，其特征在于，所述封端型端异氰酸酯的解封温度为50℃。
5.如权利要求1或2所述的防水堵漏砂浆，其特征在于，包括如下质量百分含量的各组份：硫铝酸盐水泥80％，膨胀蛭石粉3％，硅酸钠1％，氯化钙2％，氯化锂0.4％，羟丙基甲基纤维素0.5％，增粘剂80A51 0.6％，果胶1.5％，壳聚糖1％，JX抗裂硅质防水剂5％，三羟甲基丙烷0.5％，封端型多异氰酸酯4％，叔丁基对苯二酚0.5％。
6.如权利要求1或2所述的防水堵漏砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可出料包装入库。
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