CN108640591A - 一种有机硅整体防水混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机硅整体防水混凝土，该混凝土是由包括重量组分为水泥150‑400份、粉煤灰50‑150份、矿粉10‑120份、砂子600‑900份、石子700‑1100份、减水剂3‑10kg、高吸水树脂0.5‑2份、小分子硅氧烷0.1‑3份和水100‑200份以如下方法获得：先将小分子硅氧烷用10‑20倍的水配制成一定溶度的水溶液；再边搅拌边加入高吸水树脂，搅拌时间≥5分钟；然后加入剩余的水，搅拌均匀后，依次加入水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子和减水剂，搅拌4‑8分钟。本发明的防水混凝土，由于吸水树脂是均匀分布的在混凝土内部，释放出来的小分子硅氧烷与混凝土反应后实现整体防水，而由于吸水树脂在释放小分子硅氧烷的同时也释放出水分，这部分水分能促进水泥继续水化，减少微观裂缝，改善微观结构，大大提高混凝土的耐久性。

Description

一种有机硅整体防水混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种防水混凝土，更具体是涉及一种有机硅整体防水混凝土。

背景技术

水是混凝土发生劣化的主要因素之一，冻融破坏、钢筋锈蚀、盐类腐蚀、海水腐蚀、酸雨腐蚀等这些常见的混凝土破坏形式，均需要在有水的情况下才能发生，所以在潮湿的环境、尤其是经常发生干湿循环的环境下，混凝土的劣化和破坏更为严重。混凝土常见的防水保护措施之一是用聚丙烯酸、聚氨酯以及环氧树脂等成膜防水材料进行涂刷以达到防水的目的，但由于这层有机膜完整且不具备透气性，混凝土内部的水汽无法顺利排出，时间长了容易造成涂膜鼓包、脱落等现象发生，而且这些防水材料也不耐磨，在施工或服役过程中一旦涂膜出现局部受损，防水效果便完全失效，因而限制了这种措施的使用。

有机硅防水材料由于具有独特的防水性能已被广泛用于混凝土的防护，其防护方法通常是通过浸渍、涂刷等施工手法来降低混凝土的吸水率，但是无论是浸渍还是涂刷，有机硅对混凝土的渗透深度都有限，尤其是面对垂直结构的混凝土面层，有机硅渗透的保护层深度一般只有2-3mm，水一旦突破这个保护层，混凝土便不再具备防水性，而且混凝土磨损时，这个保护层也容易被破坏，从而失去保护效果。

硅氧烷小分子也可以内掺到新拌混凝土中，实现整体防水，其原理是：在碱性条件下，硅氧烷小分子容易水解，且水解生成的有机硅醇会与水泥颗粒刚水化的产物反应生成一层憎水分子膜，这层憎水分子膜便能起到很好的防水作用；但是由于新拌混凝土含有大量的水，随着水泥颗粒的继续水化，水化产物会覆盖这层憎水膜，使这层憎水膜失去防水效果，而且有机硅醇还会继续与最外层的水化产物反应，这种一层憎水膜、一层水化产物覆盖的结构，不仅使得大部分硅氧烷被消耗掉而不能起很好的防水作用，而且生成的憎水膜也会破坏硅酸盐的凝胶结构，使混凝土的强度降低。

发明内容

为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种有机硅整体防水混凝土，该混凝土能在实现防水的同时提高混凝土的透气性和强度。

为实现以上目的，本发明的有机硅整体防水混凝土，是由包括重量组分为水泥150-400份、粉煤灰50-150份、矿粉10-120份、砂子600-900份、石子700-1100 份、减水剂3-10kg、高吸水树脂0.5-2份、小分子硅氧烷0.1-3份和水100-200份以下述方法获得：

（1）先将小分子硅氧烷用10-20倍的水配置成一定溶度的水溶液；

（2）边搅拌边加入高吸水树脂，搅拌时间≥5分钟；

（3）加入剩余的水，搅拌均匀后，依次加入水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子和减水剂，搅拌4-8分钟。

其中高吸水树脂为粒径≤75微米的聚丙烯酸高吸水树脂。

为了获得防水和耐久性能更好的混凝土，上述小分子硅氧烷优选异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上的混合物。

上述高吸水树脂优选吸水倍率≥200、0.9%NaCl盐水吸水倍率≥25的聚丙烯酸高吸水树脂。

上述减水剂为聚羧酸系减水剂。

上述混凝土的水灰比≤0.5。

本发明的有机硅整体防水混凝土，是在混凝土的配方中添加了小分子硅氧烷和一定粒径的高吸水树脂，利用高吸水树脂能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的特性，先将小分子硅氧烷配置成一定浓度的溶液，再让一定粒径的高吸水树脂颗粒将硅氧烷溶液吸附，使小分子硅氧烷牢牢锁住在高吸水树脂里面形成水凝胶，然后再把高吸水树脂均匀分散在混凝土中，在混凝土硬化失水后，高吸水树脂中的小分子硅氧烷溶液在浓度梯度存在下从高吸水树脂扩散到混凝土中，其中的小分子硅氧烷均匀分布于混凝土中并与硅酸盐材料表面中的硅酸根脱水缩合，在硅酸盐材料表面形成一层牢固的憎水性分子膜，这一层分子膜不仅可起到很好的防水作用，而且不会堵塞混凝土的毛细孔，在实现整体防水功能的同时，对混凝土的透气性也无影响；另外，扩散到混凝土中的小分子硅氧烷溶液中含有小部分水，这小部分水会进一步促进水泥水化，使混凝土更加密实，减少细微裂缝，从而进一步提高防水效果；本发明的混凝土，配方简单、制备容易，施工方式和养护方法均与普通混凝土相同，不增加额外的工艺和程序，获得的混凝土不仅具有长久的防水效果，而且微观结构得到改善，大大提高混凝土的耐久性。

具体实施方式

实施例1

1、配方

1、配方（1^#是空白混凝土，2^#是添加硅氧烷小分子的混凝土，3^#是本发明的混凝土）

表1

2、3^#混凝土的制备（1^#、2^#的制备参照）

按上述配方称取水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、聚羧酸系减水剂、异辛基三乙氧基硅烷、聚丙烯酸高吸水树脂和水，先在异辛基三乙氧基硅烷中加入20份水，搅拌均匀形成溶液，再边搅拌边加入吸水树脂，搅拌时间为5-8分钟，然后加入剩余的水，搅拌均匀后依次加入水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子和减水剂，继续搅拌4-6分钟，即可以得到所需混凝土。

3、性能测试

对1^#、2^#和3^#配方获得的混凝土进行强度和吸水量的性能测试，结果如下：

表2

实施例2

1、配方（4^#是空白混凝土，5^#是添加硅氧烷小分子的混凝土，6^#是本发明的混凝土）

表3

2、4^#混凝土的制备（5^#、6^#的制备参照）

按上述配方称取水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、聚羧酸系减水剂、异丁基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、聚丙烯酸高吸水树脂和水，先将异丁基三乙氧基硅烷和十二烷基三乙氧基硅烷混合均匀后加入20份水，再搅拌均匀形成溶液，然后边搅拌边加入高吸水树脂，搅拌时间为5-8分钟，最后加入剩余的水，搅拌均匀后依次加入水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子和减水剂，继续搅拌4-6分钟，即可以得到所需混凝土。

3、性能测试

对4^#、5^#和6^#配方获得的混凝土进行强度和吸水量的性能测试，结果如下：

表4

由表2、表4的测试结果可以看出，在相同水灰比的条件下，只添加硅氧烷小分子的混凝土，虽然防水性能有一定程度的提高，但抗压强度明显降低，而本发明的混凝土，不仅防水性能特别优异，而且抗压强度和抗渗强度也得到较大的提高，突破了涂刷或浸渍方法只能实现有限保护厚度的局限，也避免了采用硅氧烷小分子实现整体防水时出现的混凝土强度降低的问题出现。

上述实施实例只是对本发明有机硅整体防水混凝土配方和制备方法的具体说明，这些实施例是为了方便该技术领域的技术人员理解和使用本发明，本发明包含但不局限于上述实施实例，本技术领域技术人员从本发明技术方案得到的揭示，在不脱离本发明范畴所做出的修改或改进，都应包括在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种有机硅整体防水混凝土，该混凝土是由包括重量组分为水泥150-400份、粉煤灰50-150份、矿粉10-120份、砂子600-900份、石子700-1100 份、减水剂3-10kg、高吸水树脂0.5-2份、小分子硅氧烷0.1-3份和水100-200份以下述方法获得：

（1）先将小分子硅氧烷用10-20倍的水配置成一定溶度的水溶液；

（2）边搅拌边加入高吸水树脂，搅拌时间≥5分钟；

（3）加入剩余的水，搅拌均匀后，依次加入水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子和减水剂，搅拌4-8分钟；

其中高吸水树脂为粒径≤75微米的聚丙烯酸高吸水树脂。

2.根据权利要求1所述的有机硅整体防水混凝土，其特征在于：所述小分子硅氧烷为异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求2或3所述的有机硅整体防水混凝土，其特征在于：所述高吸水树脂为吸水倍率≥200、0.9%NaCl盐水吸水倍率≥25的聚丙烯酸高吸水树脂。

4.根据权利要求3所述的有机硅整体防水混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系减水剂。

5.根据权利要求4所述的有机硅整体防水混凝土，其特征在于：所述混凝土的水灰比≤0.5。