CN108975811A - 混凝土防水材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土防水材料的制备方法，所述制备方法包括：将硬脂酸铯、氯化铯、柠檬酸钠、碳酸钙、碳酸钠、硅酸钠、碳酸铍、碳酸氢钠、偏铝酸钙和氯化钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料A；D‑苹果酸、L‑苹果酸、酒石酸铯、酒石酸、苹果酸钠和偏铝酸钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料B；将石脂、碳酸铯和盐酸溶液混合，经加热处理，研磨后得到材料C；将材料A、材料B和材料C混合后经焙烧和二次回火处理得到结晶复合材料；将硅酸盐水泥、结晶复合材料、硅酸钠、石英砂和水混合，得到混凝土防水材料。解决了传统的混凝土防水材料其抗渗能力和抗压强度不足，防水效果不佳的问题。

Description

混凝土防水材料的制备方法

技术领域

本发明涉及防水材料的制备，具体地，涉及一种混凝土防水材料的制备方法。

背景技术

防水材料是建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透；要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀；分隔结构要防止给排水的渗翻。这些防渗透、渗漏和侵蚀的材料统称。例如，专利号为CN2017103788000的中国发明，提供了一种石墨烯自结晶防水活性母料及制备方法。按总质量计，各组分的质量百分比为：包括1～15wt％石墨烯、55～75wt％钙补偿剂、5～20wt％渗透结晶剂、2～10wt％螯合剂。先将石墨烯加入到水中，超声加机械搅拌1～6小时，在机械搅拌下，依次加入钙补偿剂、渗透剂、螯合剂，混合成为浆状物，通过喷雾干燥而成。但是，其抗渗能力和抗压强度不足，防水效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土防水材料的制备方法，解决了传统的混凝土防水材料其抗渗能力和抗压强度不足，防水效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种混凝土防水材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)材料A的制备：将硬脂酸铯、氯化铯、柠檬酸钠、碳酸钙、碳酸钠、硅酸钠、碳酸铍、碳酸氢钠、偏铝酸钙和氯化钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料A；

(2)材料B的制备：D-苹果酸、L-苹果酸、酒石酸铯、酒石酸、苹果酸钠和偏铝酸钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料B；

(3)材料C的制备：将石脂、碳酸铯和盐酸溶液混合，依次经第一次加热处理和第二次加热处理，研磨后得到材料C；

(4)将材料A、材料B和材料C混合后经焙烧和二次回火处理得到结晶复合材料；

(5)将硅酸盐水泥、结晶复合材料、硅酸钠、石英砂和水混合，得到混凝土防水材料。

通过上述技术方案，本发明本发明提供了一种混凝土防水材料的制备方法，制得的混凝土防水材料具有良好的防水性能，同时具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于建筑领域等。在水泥水化过程中，有水的情况下，结晶复合材料溶于水，并随水带入涂层和基层的空隙。在硅酸盐的催化下，活结晶复合材料在涂层和基层的空穴中逐步聚合，即渗透到砼内部的孔隙中的结晶复合材料与混凝土中的以及自身带入的游离钙铝等氧化物进行交互反应，形成一种不溶于水的但与混凝土牢固结合的枝状结晶物，起到阻水、增强的作用。材料A提供了活性添加剂在涂层和基层的空穴中与游离钙铝等氧化物交互反应的活性离子，如硬脂酸铯、氯化铯、柠檬酸钠、碳酸钠、硅酸钠。碳酸氢钠、碳酸铍有助于结晶物在结构孔缝中吸水膨胀，由疏至密，使混凝土结构表层向纵深逐渐形成一个致密的抗渗区域，大大提高了结构整体的抗渗能力。材料A、B、C中的碳酸钙、氯化钙有助于松散性的针状组织本身的强度。材料B提供了有活性添加剂在涂层和基层的空穴中逐步聚合的活性。其中D-苹果酸、L－苹果酸、酒石酸有助于大分子或高分子的结晶体含有较多的疏水基团，致使结晶体不溶于水。苹果酸钠有助于松散性的针状组织本身的强度。酒石酸铯有助于针状组织与基体的强度衔接。材料C中经改性的石脂有助于松散性的针状组织本身的强度。所形成的不溶于水的结晶体对基层缺陷的填充可大大增强基层对液态水的抗渗性能，并达到良好的阻水效果。由于水泥的水化反应是一个不完全的反应过程，在不失水的状态下，多年以后反应仍有进行，而在后期的水化反应过程中，结晶体骨架周围任有未反应的材料A和材料C为反应提供游离离子，而未反应的材料B同样能继续催化活性化合物而继续生成结晶。因此，混凝土结构即使被水再次穿透或局部受损开裂，在结晶的作用下能自行修补愈合，具有多次抗渗的能力，从本质上改善了普通混凝土结构体积的不稳定带来的再次裂渗。本发明制备方法较简单，生产成本低，适合于工业化生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的混凝土防水材料的组织结构图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种混凝土防水材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)材料A的制备：将硬脂酸铯、氯化铯、柠檬酸钠、碳酸钙、碳酸钠、硅酸钠、碳酸铍、碳酸氢钠、偏铝酸钙和氯化钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料A；

(2)材料B的制备：D-苹果酸、L-苹果酸、酒石酸铯、酒石酸、苹果酸钠和偏铝酸钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料B；

(3)材料C的制备：将石脂、碳酸铯和盐酸溶液混合，依次经第一次加热处理和第二次加热处理，研磨后得到材料C；

(4)将材料A、材料B和材料C混合后经焙烧和二次回火处理得到结晶复合材料；

(5)将硅酸盐水泥、结晶复合材料、硅酸钠、石英砂和水混合，得到混凝土防水材料。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯0.5-1.2％，氯化铯2-8％，柠檬酸钠3-8％，碳酸钙2-6％，碳酸钠0.3-0.9％，硅酸钠5-9％，碳酸铍0.1-0.5％，碳酸氢钠0.3-0.9％，偏铝酸钙35-42％和余量氯化钙。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，在步骤(1)中，烘干的温度为125-135℃；和/或

过筛选用的筛网为180-220目；和/或

焙烧的温度为210-250℃；

在步骤(1)中，研磨后的材料A的平均粒径为10-13μm。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸1.8-2.6％，L-苹果酸2.5-2.8％，酒石酸铯0.9-1.5％，酒石酸16-19％，苹果酸钠2-8％和余量偏铝酸钙。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，在步骤(2)中，烘干的温度为105-120℃；和/或

过筛选用的筛网为180-220目；和/或

焙烧的温度为260-290℃；

研磨后的材料B的平均粒径为12-15μm。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，在步骤(3)中，第一次加热处理的条件包括：温度为100-115℃，时间为1-1.5h；

第二次加热处理的条件包括：温度为425-465℃，时间为2-3h。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，在步骤(3)中，先将石脂和碳酸铯按照重量比为1:0.08-0.12的比例进行混合，之后按照固液重量比为1:9-11的比例加入4-6mol/L的盐酸溶液。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，材料A、材料B和材料C按照质量比为10:1-4:0.1-0.4的比例进行混合。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，在步骤(4)中，焙烧的条件包括：先升温至490-530℃，保温3-4h，然后升温至590-650℃烧结3-4h；和/或

二次回火处理的条件包括：温度为110-120℃，停留时间为1-2h。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的混凝土防水材料的抗渗能力和抗压强度，相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.3-0.5重量份，所述硅酸钠的用量为18-25重量份，所述石英砂的用量为50-65重量份，所述水的用量为105-120重量份。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，混凝土防水材料的制备方法如下：

材料A的制备，将硬脂酸铯，氯化铯，柠檬酸钠，碳酸钙，碳酸钠，硅酸钠，碳酸铍，碳酸氢钠，偏铝酸钙，氯化钙进行配料，原料为纯物质(含量大于99.9％)，其中固相粉体平均粒径为10微米，将各原料在搅拌机中进行混合，而后将搅拌均匀粉料在130℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为200目，然后放入焙烧炉进行焙烧，焙烧温度为230℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到12微米；

材料B的制备，将D-苹果酸，L－苹果酸，酒石酸铯，酒石酸，苹果酸钠，偏铝酸钙进行配料，原料为纯物质(含量大于99.9％)，其中固相粉体平均粒径为8微米，将各原料在搅拌机中进行混合，而后将混合均匀的粉料在112℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为200目，然后放入烧结炉进行焙烧，焙烧温度为275℃，最后将焙烧产物在研磨机中使粉体粒径达到13微米；

材料C的制备，取平均粒径为9微米的石脂和碳酸铯的粉体，混合均匀后，按固液重量比为1:10，在混合物粉中加入5mol/L的盐酸，混合均匀放入107℃炉中，加热到1.2h，冷却到室温后用水洗至中性，然后放入炉中，加热到445℃保持2.5h，最后将产物在研磨机中使粉体粒径达到13微米；

将处理好的材料A、材料B与材料C按比例配料后，加入到三维混合机中混合均匀，得混合粉料，然后放入炉中进行焙烧，先升温至510℃，保温3.5h，然后升温至620℃烧结3.5h，冷却至室温后，进行二次回火处理，即在105℃停留1.5h，冷却后得到结晶复合材料。最后，将硅酸盐水泥、结晶复合材料、硅酸钠、石英砂、水混合均匀即可使用。

实施例1

按照上述的制备方法制备防水材料，其中，所述结晶复合材料由材料A、材料B和材料C按照重量比为10:1:0.1进行配料；所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯0.5％，氯化铯2％，柠檬酸钠3％，碳酸钙2％，碳酸钠0.3％，硅酸钠5％，碳酸铍0.1％，碳酸氢钠0.3％，偏铝酸钙35％和余量氯化钙；所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸1.8％，L-苹果酸2.5％，酒石酸铯0.9％，酒石酸16％，苹果酸钠2％和余量偏铝酸钙；在材料C中，石脂和碳酸铯的重量比为1：0.08；相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.3重量份，所述硅酸钠的用量为18重量份，所述石英砂的用量为50重量份，所述水的用量为105重量份。

实施例2

按照上述的制备方法制备防水材料，其中，所述结晶复合材料由材料A、材料B和材料C按照重量比为10:2.5:0.3进行配料；所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯0.9％，氯化铯6％，柠檬酸钠5％，碳酸钙4％，碳酸钠0.6％，硅酸钠7％，碳酸铍0.3％，碳酸氢钠0.6％，偏铝酸钙38％和余量氯化钙；所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸2.2％，L-苹果酸2.7％，酒石酸铯1.2％，酒石酸17％，苹果酸钠6％和余量偏铝酸钙；在材料C中，石脂和碳酸铯的重量比为1：0.1；相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.4重量份，所述硅酸钠的用量为21重量份，所述石英砂的用量为60重量份，所述水的用量为113重量份。

实施例3

按照上述的制备方法制备防水材料，其中，所述结晶复合材料由材料A、材料B和材料C按照重量比为10:4:0.4进行配料；所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯1.2％，氯化铯8％，柠檬酸钠8％，碳酸钙6％，碳酸钠0.9％，硅酸钠9％，碳酸铍0.5％，碳酸氢钠0.9％，偏铝酸钙42％和余量氯化钙；所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸2.6％，L-苹果酸2.8％，酒石酸铯1.5％，酒石酸19％，苹果酸钠8％和余量偏铝酸钙；在材料C中，石脂和碳酸铯的重量比为1：0.12；相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.5重量份，所述硅酸钠的用量为25重量份，所述石英砂的用量为65重量份，所述水的用量为120重量份。

实施例4

按照上述的制备方法制备防水材料，其中，所述结晶复合材料由材料A、材料B和材料C按照重量比为10:0.8:0.08进行配料；所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯0.3％，氯化铯1％，柠檬酸钠2％，碳酸钙1％，碳酸钠0.2％，硅酸钠4％，碳酸铍0.07％，碳酸氢钠0.2％，偏铝酸钙32％和余量氯化钙；所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸16％，L-苹果酸2.3％，酒石酸铯0.7％，酒石酸15％，苹果酸钠1％和余量偏铝酸钙；在材料C中，石脂和碳酸铯的重量比为1：0.07；相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.2重量份，所述硅酸钠的用量为17重量份，所述石英砂的用量为45重量份，所述水的用量为100重量份。

实施例5

按照上述的制备方法制备防水材料，其中，所述结晶复合材料由材料A、材料B和材料C按照重量比为10:5:0.5进行配料；所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯1.4％，氯化铯9％，柠檬酸钠9％，碳酸钙8％，碳酸钠1.1％，硅酸钠11％，碳酸铍0.6％，碳酸氢钠1.2％，偏铝酸钙44％和余量氯化钙；所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸2.8％，L-苹果酸3％，酒石酸铯1.6％，酒石酸21％，苹果酸钠9％和余量偏铝酸钙；在材料C中，石脂和碳酸铯的重量比为1：0.15；相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.6重量份，所述硅酸钠的用量为27重量份，所述石英砂的用量为70重量份，所述水的用量为124重量份。

对比例1

专利号为2017103788000提供的石墨烯自结晶防水活性母料的性能参数。

表1

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种混凝土防水材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)材料A的制备：将硬脂酸铯、氯化铯、柠檬酸钠、碳酸钙、碳酸钠、硅酸钠、碳酸铍、碳酸氢钠、偏铝酸钙和氯化钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料A；

(2)材料B的制备：D-苹果酸、L-苹果酸、酒石酸铯、酒石酸、苹果酸钠和偏铝酸钙混合，经烘干、过筛、焙烧和研磨后得到材料B；

(3)材料C的制备：将石脂、碳酸铯和盐酸溶液混合，依次经第一次加热处理和第二次加热处理，研磨后得到材料C；

(4)将材料A、材料B和材料C混合后经焙烧和二次回火处理得到结晶复合材料；

(5)将硅酸盐水泥、结晶复合材料、硅酸钠、石英砂和水混合，得到混凝土防水材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述材料A中各成分的重量百分比含量为：硬脂酸铯0.5-1.2％，氯化铯2-8％，柠檬酸钠3-8％，碳酸钙2-6％，碳酸钠0.3-0.9％，硅酸钠5-9％，碳酸铍0.1-0.5％，碳酸氢钠0.3-0.9％，偏铝酸钙35-42％和余量氯化钙。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，烘干的温度为125-135℃；和/或

过筛选用的筛网为180-220目；和/或

焙烧的温度为210-250℃；

在步骤(1)中，研磨后的材料A的平均粒径为10-13μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述材料B中各成分的重量百分比含量为：D-苹果酸1.8-2.6％，L-苹果酸2.5-2.8％，酒石酸铯0.9-1.5％，酒石酸16-19％，苹果酸钠2-8％和余量偏铝酸钙。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，烘干的温度为105-120℃；和/或

过筛选用的筛网为180-220目；和/或

焙烧的温度为260-290℃；

研磨后的材料B的平均粒径为12-15μm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，第一次加热处理的条件包括：温度为100-115℃，时间为1-1.5h；

第二次加热处理的条件包括：温度为425-465℃，时间为2-3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，先将石脂和碳酸铯按照重量比为1:0.08-0.12的比例进行混合，之后按照固液重量比为1:9-11的比例加入4-6mol/L的盐酸溶液。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，材料A、材料B和材料C按照质量比为10:1-4:0.1-0.4的比例进行混合。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(4)中，焙烧的条件包括：先升温至490-530℃，保温3-4h，然后升温至590-650℃烧结3-4h；和/或

二次回火处理的条件包括：温度为110-120℃，停留时间为1-2h。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的硅酸盐水泥，所述结晶复合材料的用量为0.3-0.5重量份，所述硅酸钠的用量为18-25重量份，所述石英砂的用量为50-65重量份，所述水的用量为105-120重量份。