CN108793796A - 一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法 - Google Patents

一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法。该硅质抗裂密实防水剂包含以下重量份的组分：微硅粉：10‑15份，活化改性纳米二氧化硅：10‑15份，超塑化剂：0.1‑0.3份，降粘剂：0.1‑0.3份，矿物掺合料：75‑80份，其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：36‑42份，粉煤灰：38‑45份；所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：70‑75份，硅烷偶联剂：0.5‑0.7份，异丙醇：1.2‑2份，片碱：5‑8份。该硅质抗裂密实防水剂能够增加混凝土和砂浆材料的密实度和抗渗性，减少裂缝的发生，增强防水性能。

Description

一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法
技术领域
本发明属于砂浆及混凝土添加剂技术领域，具体地说就是一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法。
背景技术
水泥砂浆及混凝土的收缩开裂是水泥水化硬化过程中的固有现象，水泥砂浆及混凝土收缩包括：沉陷收缩、塑性收缩、碳化收缩、失水收缩、化学收缩等。沉陷收缩由骨料下沉、多余的水分亡升（泌水）引起。塑性收缩发生在构件表面，由混凝土表面水分蒸发的速度大于泌水速度引起，与环境的湿速、气温及施工等因素有关。碳化收缩是指混凝土因硬化而收缩，碳化收缩与混凝土的密实度、空气中的二氧化碳含量以及环境相对湿度有关。失水收缩是指混凝土硬化后在不饱和环境中，混凝土内部毛细管孔的吸附水失去后，使毛细管孔内表面张力增大造成水泥毛细管负压，而发生不可逆的因失水引起的收缩。其中，失水收缩是导致混凝土砂浆开裂的最主要原因。
建筑防水性是衡量建筑质量高低的重要标准之一。而由于混凝土砂浆开裂引起的裂隙是导致建筑结构漏水的主要原因。所以研发防水剂的关键技术在于能够减小混凝土及砂浆的收缩，减少裂缝的发生。目前国内外多采用掺加膨胀剂来补偿混凝土和砂浆的收缩，但混凝土产生的膨胀收缩不易控制，经常产生开裂现象。另外，掺加膨胀剂的混凝土及砂浆由于水泥的毛细管孔仍然处于吸水状态，对混凝土和砂浆的抗渗性提高不明显。因此，研究一种能够通过微观层面堵塞和减少水泥毛细管孔而提高混凝土和砂浆防水抗渗性的防水剂对建筑施工尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂及其制备方法。该硅质抗裂密实防水剂能够增加混凝土和砂浆材料的密实度和抗渗性，减少裂缝的发生，增强防水性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
本发明提出一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂，其包含以下重量份的组分：
微硅粉：10-15份，
活化改性纳米二氧化硅：10-15份，
超塑化剂：0.1-0.3份，
降粘剂：0.1-0.3份，
矿物掺合料：75-80份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：36-42份，粉煤灰：38-45份；所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：70-75份，硅烷偶联剂：0.5-0.7份，异丙醇：1.2-2份，片碱：5-8份。
作为优选，所述硅质抗裂密实防水剂包含以下重量份的组分：
微硅粉：11份，
活化改性纳米二氧化硅：11份，
超塑化剂：0.2份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：78份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：40份，粉煤灰：41份；所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：70份，硅烷偶联剂：0.6份，异丙醇：1.2份，片碱：6份。
作为优选，所述硅质抗裂密实防水剂包含以下重量份的组分：
微硅粉：10份，
活化改性纳米二氧化硅：13份，
超塑化剂：0.3份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：75份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：42份，粉煤灰：38份；所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：75份，硅烷偶联剂：0.5份，异丙醇：1.4份，片碱：8份。
本发明还提出一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂的制备方法，该方法包含以下步骤：
第一步，将纳米二氧化硅放入氨水中煮沸，然后在真空条件下对煮沸后的纳米二氧化硅预先干燥；
第二步，将70-75份的纳米二氧化硅加入由0.5-0.7份硅烷偶联剂、1.2-2份异丙醇和5-8份片碱混合组成的复合改性剂中，在粉体表面改性机中加热，使纳米二氧化硅的复合改性剂包覆率达99%以上，冷却制成以纳米二氧化硅为主的活化改性纳米二氧化硅；
第三步，将36-42份矿粉和38-45份粉煤灰均匀混合成矿物掺合料；
第四步，在10-15份活化改性纳米二氧化硅中加入10-15份微硅粉、0.1-0.3份超塑化剂、0.1-0.3份降粘剂、75-80份矿物掺合料，在高速混合机中充分混合，出机包装即为成品。
所述第一步中，纳米二氧化硅在氨水中的煮沸时间为15分钟，纳米二氧化硅在真空中预先干燥时间为3小时。
所述第二步中，粉体表面改性机的加热温度控制在100℃-120℃，加热时间为15-25分钟。
本发明的有益效果在于：
（1）微硅粉的平均粒径为0.1-0.3μm，能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时能够与水泥水化产物氢氧化钙生成具有一定粘结力的憎水性凝胶体，凝胶体填充到混凝土的各种空隙中，增强浆体密实性和混凝土裂缝自愈合能力，能显著提高混凝土的抗压、抗折强度和耐磨蚀性能，而且微硅粉能够与水泥进行连续均匀的水化反应，生成具有微膨胀性的双膨胀源硅铝酸钙，补偿早期收缩；
（2）纳米二氧化硅加入硅烷偶联剂、异丙醇和片碱组成的复合改性剂中制成活化改性纳米二氧化硅，能够提高纳米二氧化硅的活化率和分散性，减少团聚，使粒子分散更加均匀，纳米二氧化硅的尺寸范围在1-100nm，其表面为一种硅石结构，使之具有憎水性，增加了材料密实性和防渗性；
（3）超塑化剂能提高砂浆、混凝土拌合物的均匀性、和易性，便于工程施工；
（4）降粘剂能有效降低水泥浆液的触变粘度、增加流平，具很好的防沉效果；
该硅质抗裂密实防水剂集密实、微膨胀、憎水、防渗、补偿收缩等防水抗裂机理于一体，可使水泥砂浆透水压力比达350%以上，使用该防水剂的混凝土抗渗等级比基准混凝土提高3倍以上，吸水量比小于65%；可大幅降低砂浆的收缩率，减小混凝土的徐变，提高砂浆保水性和界面粘结力，具有补偿收缩性能，能够大量减少混凝土的微小裂缝。
具体实施方式
下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。
本申请所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1:
本实施例的硅质抗裂密实防水剂包含以下重量份的组分：
微硅粉：11份，
活化改性纳米二氧化硅：11份，
超塑化剂：0.2份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：78份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：40份，粉煤灰：41份；
所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：70份，硅烷偶联剂：0.6份，异丙醇：1.2份，片碱：6份。
该硅质抗裂密实防水剂的制备方法包含以下步骤：
第一步，将纳米二氧化硅放入氨水中煮沸15分钟，然后在真空条件下对煮沸后的纳米二氧化硅预先干燥3小时；
第二步，将70-75份的纳米二氧化硅加入由0.5-0.7份硅烷偶联剂、1.2-2份异丙醇和5-8份片碱混合组成的复合改性剂中，在粉体表面改性机中加热，加热温度控制在100℃-120℃，加热时间为15-25分钟，使纳米二氧化硅的复合改性剂包覆率达99%以上，冷却制成以纳米二氧化硅为主的活化改性纳米二氧化硅；
第三步，将36-42份矿粉和38-45份粉煤灰均匀混合成矿物掺合料；
第四步，在10-15份活化改性纳米二氧化硅中加入10-15份微硅粉、0.1-0.3份超塑化剂、0.1-0.3份降粘剂、75-80份矿物掺合料，在高速混合机中充分混合，出机包装即为成品。
实施例2:
本实施例的硅质抗裂密实防水剂包含以下重量份的组分：
微硅粉：10份，
活化改性纳米二氧化硅：13份，
超塑化剂：0.3份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：75份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：矿粉：42份，粉煤灰：38份；
所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：纳米二氧化硅：75份，硅烷偶联剂：0.5份，异丙醇：1.4份，片碱：8份。
本实施例的硅质抗裂密实防水剂的制备方法同实施例1。

Claims (6)

1.一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂，其特征在于：其包含以下重量份的组分：
微硅粉：10-15份，
活化改性纳米二氧化硅：10-15份，
超塑化剂：0.1-0.3份，
降粘剂：0.1-0.3份，
矿物掺合料：75-80份，
其中，所述矿物掺合料包含以下重量份的组分：
矿粉：36-42份，
粉煤灰：38-45份；
所述活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：
纳米二氧化硅：70-75份，
硅烷偶联剂：0.5-0.7份，
异丙醇：1.2-2份，
片碱：5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂，其特征在于：其包含以下重量份的组分：
微硅粉：11份，
活化改性纳米二氧化硅：11份，
超塑化剂：0.2份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：78份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：
矿粉：40份，
粉煤灰：41份；
所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：
纳米二氧化硅：70份，
硅烷偶联剂：0.6份，
异丙醇：1.2份，
片碱：6份。
3.根据权利要求1所述的一种砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂，其特征在于：其包含以下重量份的组分：
微硅粉：10份，
活化改性纳米二氧化硅：13份，
超塑化剂：0.3份，
降粘剂：0.2份，
矿物掺合料：75份，
其中，所述的矿物掺合料包含以下重量份的组分：
矿粉：42份，
粉煤灰：38份；
所述的活化改性纳米二氧化硅包含以下重量份的组分：
纳米二氧化硅：75份，
硅烷偶联剂：0.5份，
异丙醇：1.4份，
片碱：8份。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂的制备方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：
第一步，将纳米二氧化硅放入氨水中煮沸，然后在真空条件下对煮沸后的纳米二氧化硅预先干燥；
第二步，将70-75份的纳米二氧化硅加入由0.5-0.7份硅烷偶联剂、1.2-2份异丙醇和5-8份片碱混合组成的复合改性剂中，在粉体表面改性机中加热，使纳米二氧化硅的复合改性剂包覆率达99%以上，冷却制成以纳米二氧化硅为主的活化改性纳米二氧化硅；
第三步，将36-42份矿粉和38-45份粉煤灰均匀混合成矿物掺合料；
第四步，在10-15份活化改性纳米二氧化硅中加入10-15份微硅粉、0.1-0.3份超塑化剂、0.1-0.3份降粘剂、75-80份矿物掺合料，在高速混合机中充分混合，出机包装即为成品。
5.根据权利要求4所述的砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂的制备方法，其特征在于：所述第一步中，纳米二氧化硅在氨水中的煮沸时间为15分钟，纳米二氧化硅在真空中预先干燥时间为3小时。
6.根据权利要求4所述的砂浆混凝土用硅质抗裂密实防水剂的制备方法，其特征在于：所述第二步中，粉体表面改性机的加热温度控制在100℃-120℃，加热时间为15-25分钟。
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