CN108569870A - 一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，属于防水材料制备技术领域。本发明首先以亚麻纤维作为原料，先用碱液进行浸泡去除纤维中的木质素成分，接着将碱浸后的纤维和柠檬汁混合后放入高压蒸煮罐中蒸煮改性，得到改性纤维，接着本发明将生物油脂放在高温高湿的条件下发霉，再将发霉物和硫酸铝溶液混合发酵，得到自制防水调料，最后将改性纤维和自制防水填料以及其他辅料共混，最终制得纤维改性水泥基防水材料，本发明制得的纤维改性水泥基防水材料韧性好，不容易开裂，防水性极佳，具有广阔的应用前景。

Description

一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，属于防水材料制备技术领域。
背景技术
房地产行业飞速发展，直接推动建筑业发展，涌现出一批优质的建筑工程，但同时建筑质量问题也很突出，我国建筑物多为混凝土结构和砌筑结构，而混凝土的破坏以碳化、冻融破坏为常见，水分的存在和迁移是破坏混凝土和砌筑结构性能的重要原因，以及墙体的泛碱、发霉现象均与水的存在和迁移有关。渗漏问题致使许多建筑物的使用寿命大大缩短，造成极大社会资源浪费。混凝土结构渗漏的主要原因是内部孔隙和微细裂缝的结构缺陷，解决这个问题，不但要提高其自身密实性，还要应用防水材料作为一个增强手段。
而目前常见的水泥基防水材料由于韧性较差，容易在后期使用过程中发生开裂，造成水分的迁移和渗漏，影响其防水性能，因此，发明一种韧性好，可以防止开裂的新型水泥基防水材料具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的水泥基防水材料由于韧性较差，容易在后期使用过程中发生开裂，造成水分的迁移和渗漏，影响其防水性能的问题，提供了一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至50～60℃，保温浸泡1～2h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；
（2）将上述滤渣和水以及柠檬汁混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中高温高压蒸煮5～7h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；
（3）称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗3～5遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；
（4）将上述液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温室中，静置发霉处理2～4天，发霉结束后得到发霉产物；
（5）将上述发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液混合后装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；
（6）按重量份数计，称取60～70份普通硅酸盐水泥，15～25份天然河砂，15～20份备用的改性纤维，8～12份上述自制防水填料，3～5份十二烷基苯磺酸钠，200～220份去离子水装入混料机中，在温度为50～60℃，转速为100～200r/min条件下，恒温搅拌混合20～25min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
步骤（1）中所述的亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10。
步骤（2）中所述的滤渣和水以及柠檬汁的质量比为10:50:1，高温高压蒸煮的压力为1.2～1.5MPa，高温高压蒸煮的温度为160～165℃。
步骤（3）中所述的进行烘烤的温度为100～150℃。
步骤（4）中所述的温室中的温度为25～35℃、空气相对湿度为60～70%。
步骤（5）中所述的发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液的质量比为1:5，密封发酵的温度为35～45℃，密封发酵的时间为7～9天。
本发明的有益效果是：
本发明首先以亚麻纤维作为原料，先用碱液进行浸泡去除纤维中的木质素成分，接着将碱浸后的纤维和柠檬汁混合后放入高压蒸煮罐中蒸煮改性，得到改性纤维，接着本发明将生物油脂放在高温高湿的条件下发霉，再将发霉物和硫酸铝溶液混合发酵，得到自制防水调料，最后将改性纤维和自制防水填料以及其他辅料共混，最终制得纤维改性水泥基防水材料，本发明首先通过高温高压蒸煮，使亚麻纤维吸收热能，其分子链发生较强的活动，在一个较窄的温度范围内，分子间的联接破裂，分子间相互位移加剧，聚合物特性有所变化，无定型纤维从玻璃态转变为塑化态，使纤维初步软化，之后在水热作用以及柠檬汁中有机酸的作用下水解，水解作用可促使平行的、后继的，甚至交叉的化学作用的发生，并可促使高聚糖降解为低聚糖，甚而为单糖、聚木糖，最终导致糠醛产生，而产生的糠醛会在后续作用下发生缩合或缩聚（树脂化），最终得到树脂化的亚麻纤维，其聚合物特性使得改性后的亚麻纤维具有极佳的韧性，将改性纤维添加到防水材料中，可以对水泥体系进行改性增强，改性纤维均匀的分布在砂浆体系中提高砂浆基体的密实性，增强体系内聚力，并且在防水体系受到外力冲击时，改性纤维可以作为应力传导的介质，起到分散应力的作用，减少裂缝的发生，树脂化的纤维具有聚合物特性，它在水泥体系中所形成的柔性链胶膜网络结构，使得水泥刚性体系带有柔性，提高了水泥材料的韧性；
（2）本发明所添加的自制防水调料是由油脂酸败产物为原料制得的，油脂在微生物的作用下发生酸败，产生大量的游离性酯基以及羧基，而羧基具有螯合作用，油脂酸败物可以螯合硫酸铝溶液中铝离子，得到防水填料掺入后，会大幅度提高了水泥浆体中铝离子和硫酸根离子的浓度，从而导致钙矾石析晶的过饱和度增大，大量晶体快速生长，从而呈现短柱状，这些新生成的钙矾石晶体相互交错形成一个紧密的状结构而使水泥浆料迅速凝结，而水泥中钙离子被消耗又促进了硅酸三钙水化，使水泥浆体中的CH数量减少，生成的C-S-H凝胶和钙矾石网络结构共同作用，填充孔隙使硬化浆体微观结构更加致密，增加了水泥防水材料的致密度，阻碍了水分的入渗通道，从而提高了材料的防水性能，同时自制防水填料中还含有大量的疏水性酯基基团，它的引入也增加了整个水泥体系的防水性能，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
按质量比为1:10将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至50～60℃，保温浸泡1～2h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；将滤渣和水以及柠檬汁按质量比为10:50:1混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中压力至1.2～1.5MPa，并加热升温至160～165℃，高温高压蒸煮5～7h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗3～5遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，以100～150℃的温度进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；将液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温度为25～35℃、空气相对湿度为60～70%的温室中，静置发霉处理2～4天，发霉结束后得到发霉产物；将发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液按质量比为1:5混合后装入发酵罐中，密封罐口，在35～45℃下密封发酵7～9天，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；按重量份数计，称取60～70份普通硅酸盐水泥，15～25份天然河砂，15～20份备用的改性纤维，8～12份上述自制防水填料，3～5份十二烷基苯磺酸钠，200～220份去离子水装入混料机中，在温度为50～60℃，转速为100～200r/min条件下，恒温搅拌混合20～25min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
实例1
按质量比为1:10将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至50℃，保温浸泡1h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；将滤渣和水以及柠檬汁按质量比为10:50:1混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中压力至1.2MPa，并加热升温至160℃，高温高压蒸煮5h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗3遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，以100℃的温度进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；将液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温度为25℃、空气相对湿度为60%的温室中，静置发霉处理2天，发霉结束后得到发霉产物；将发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液按质量比为1:5混合后装入发酵罐中，密封罐口，在35℃下密封发酵7天，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；按重量份数计，称取60份普通硅酸盐水泥，15份天然河砂，15份备用的改性纤维，8份上述自制防水填料，3份十二烷基苯磺酸钠，200份去离子水装入混料机中，在温度为50℃，转速为100r/min条件下，恒温搅拌混合20min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
实例2
按质量比为1:10将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至55℃，保温浸泡2h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；将滤渣和水以及柠檬汁按质量比为10:50:1混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中压力至1.3MPa，并加热升温至163℃，高温高压蒸煮6h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗4遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，以130℃的温度进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；将液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温度为30℃、空气相对湿度为65%的温室中，静置发霉处理3天，发霉结束后得到发霉产物；将发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液按质量比为1:5混合后装入发酵罐中，密封罐口，在40℃下密封发酵8天，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；按重量份数计，称取65份普通硅酸盐水泥，20份天然河砂，18份备用的改性纤维，10份上述自制防水填料，4份十二烷基苯磺酸钠，210份去离子水装入混料机中，在温度为55℃，转速为150r/min条件下，恒温搅拌混合23min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
实例3
按质量比为1:10将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至60℃，保温浸泡2h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；将滤渣和水以及柠檬汁按质量比为10:50:1混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中压力至1.5MPa，并加热升温至165℃，高温高压蒸煮7h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗5遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，以150℃的温度进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；将液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温度为35℃、空气相对湿度为70%的温室中，静置发霉处理4天，发霉结束后得到发霉产物；将发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液按质量比为1:5混合后装入发酵罐中，密封罐口，在45℃下密封发酵9天，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；按重量份数计，称取70份普通硅酸盐水泥， 25份天然河砂，20份备用的改性纤维，12份上述自制防水填料，5份十二烷基苯磺酸钠，220份去离子水装入混料机中，在温度为60℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合25min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
对照例
以常州市某公司生产的水泥基防水材料作为对照例
对本发明制得的水泥基防水材料和对照例中的防水材料进行性能检测，检测结果如表1所示：
表1 性能检测结果
由上表中检测数据可以看出，本发明制得的纤维改性水泥基防水材料韧性好，不容易开裂，防水性极佳，具有广阔的应用前景。

Claims (6)

1.一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合后装入烧杯中，再将烧杯移入水浴锅中，加热升温至50～60℃，保温浸泡1～2h，浸泡结束后过滤，分离得到滤渣；
（2）将上述滤渣和水以及柠檬汁混合后装入高压蒸煮罐中，升高蒸煮罐中高温高压蒸煮5～7h，蒸煮结束后过滤，分离得到蒸煮滤渣，即为改性纤维料，备用；
（3）称取新鲜鲭鱼人工去除鳞片和内脏并用清水冲洗3～5遍，用钉板在洗净后的鲭鱼表面扎出均匀的小孔，再将扎孔后的鲭鱼挂入烤箱中，进行烘烤，收集烘烤过程从鲭鱼表面小孔中流出的液态鱼油；
（4）将上述液态鱼油平铺在不锈钢托盘中，再将不锈钢托盘放入温室中，静置发霉处理2～4天，发霉结束后得到发霉产物；
（5）将上述发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液混合后装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后得到发酵产物，即为自制防水填料；
（6）按重量份数计，称取60～70份普通硅酸盐水泥，15～25份天然河砂，15～20份备用的改性纤维，8～12份上述自制防水填料，3～5份十二烷基苯磺酸钠，200～220份去离子水装入混料机中，在温度为50～60℃，转速为100～200r/min条件下，恒温搅拌混合20～25min，出料即得纤维改性水泥基防水材料。
2.根据权利要求1所述的一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的亚麻纤维和质量分数为10%的氢氧化钠溶液的质量比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的滤渣和水以及柠檬汁的质量比为10:50:1，高温高压蒸煮的压力为1.2～1.5MPa，高温高压蒸煮的温度为160～165℃。
4.根据权利要求1所述的一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的进行烘烤的温度为100～150℃。
5.根据权利要求1所述的一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的温室中的温度为25～35℃、空气相对湿度为60～70%。
6.根据权利要求1所述的一种纤维改性水泥基防水材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的发霉产物和质量分数为5%的硫酸铝溶液的质量比为1:5，密封发酵的温度为35～45℃，密封发酵的时间为7～9天。
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