CN109516712A - 一种砂浆混凝土用防水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料领域的一种砂浆混凝土用防水剂及其制备方法。所述砂浆混凝土用防水剂是由多种无机、有机外加剂复配而成，含有占防水剂总重量的以下组分：防潮剂5～15％，无机质防水剂50～60％，无机减水剂1～3％，防锈蚀剂1～2.5％，早强剂6～9％，表面活性剂3～10％，高效减水剂0.1～30％，分散剂1～5％，增稠剂0.1～1％。该防水剂集多种防水抗渗功能于一体，用量少、防水效果极佳，不仅能提高混凝土的密实性、抗压强度及防水抗渗性能，还具有防锈蚀、抗裂变、延缓和降低水化放热、防止裂纹、抗冻、减少泌水等多重功能。所述防水剂是一种粉体外加剂，生产工艺简单，成本低，易于包装运输，还能较好地解决使用时计量不便等问题。经检测，该防水剂各项性能指标均达到或者超过了国家建材行业JC474‑2008标准。

Description

一种砂浆混凝土用防水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，更进一步说，涉及一种砂浆混凝土用防水剂及其制备方法。

背景技术

现有的防水剂从使用方法上可以分为两类：一是外用涂覆的防水卷材、涂料、和密封胶等，二是掺入砂浆中使用的乳液、聚合物、无机或有机外掺料。外部涂覆防水材料面临的主要问题是易老化，寿命短，使用范围有局限，如无法用于内墙、地面抗渗等。外掺型防水剂可与砂浆混凝土形成有机整体，耐久且造价低、易施工，但目前防水剂市场产品规格繁多、鱼龙混杂、价格差异大、性能上存在各种缺陷，大大影响了其在建筑防水行业的发展。此外，近年来国外发展了比较先进的有机硅乳液，其主要问题是喷涂在表面耐久性差，直接混在水泥砂浆中加量大、成本高，国内的同类产品还有乳液不稳定、含有挥发性有机物、耐酸碱性差的缺点。

复合型防水剂多属于外掺型防水剂，是将无机化合物、有机化合物及混合物与引气剂、减水剂、调凝剂等外加剂复合而成的防水剂，结合各种材料的特点，实现良好的产品性能，如脂肪酸盐的加入会导致砂浆和混凝土层的强度下降，采取加入减水剂的方式降低用水量可以增加强度。由于其成本低廉，操作简便，受到市场欢迎。然而目前市售的复合型砂浆混凝土防水剂产品在实际使用中，往往存在施工防水层强度低、开放时间长、防水效果不佳、寿命短的问题，有的还存在价格高、生产和施工工艺复杂等问题，另外存在使用的成分有毒有害，例如在申请号为201410059359.6的中国专利中提到了一种水泥用的防水添加剂，其中使用的氟硅酸钠，属于危险化学品中的毒害品；在在申请号为201510338833.3的高效复合型砂浆及混凝土用防水剂的制备方法中使用的重铬酸钾，是一种有毒且有致癌性的强氧化剂，它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质。这些成份不符合日益严格的环保要求；而同时在注重无毒环保的申请号为201510963720.2的中国专利中，公开的一种用于普通硅酸盐水泥的早强防水剂，但其抗腐蚀性不够，耐时间强度有待提高。因此，在实际生产和使用中急需一种生产工艺简单、无毒无害同时高效实用的砂浆混凝土防水剂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种砂浆混凝土用防水剂，具体地说涉及一种砂浆混凝土用防水剂及其制备方法。本发明提供的砂浆混凝土用防水剂产品是由多种无机、有机外加剂按合理比例复配而成，集多种防水抗渗功能于一体的砂浆、混凝土防水剂，所选组分具有优势互补及相互协同作用，除极佳的防水作用外，还可起到抗压、防潮、减水、防锈蚀、抗裂变、抗冻、减少泌水等多重功能，并且用量少、不影响混凝土砂浆其他性能的复合高效砂浆防水剂产品。

本发明目的之一的一种砂浆混凝土用防水剂，包含以重量百分比计的以下组分：

以砂浆混凝土用防水剂的总重量为100％计，各组分用量如下：

1)防潮剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～15％，优选9～12％；

2)无机质防水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比50～60％；

3)无机减水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～3％；

4)防锈蚀剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～2.5％；

5)早强剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比6～9％；

6)表面活性剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比3～10％；

7)高效减水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～30％；

8)分散剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～5％，优选1～3％；

9)增稠剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～1％，优选0.3～0.5％。

其中，

所述防潮剂为硬脂酸铝、硬脂酸钙单独或复配使用；优选硬脂酸铝、硬脂酸钙两种组分复配，当两者复合使用可产生协同效应，其中，所述硬脂酸铝用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～3％，所述硬脂酸钙用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比4～12％，优选7～10％。防潮剂能沿着混凝土的孔隙生成憎水性膜，使水泥憎水，提高混凝土的抗渗性能；但是混凝土孔隙仍呈物理开放状态，因此虽然起到防潮作用，但是在静水压力下仍无法阻止水在混凝土中的迁移。

所述无机质防水剂选自膨润土、滑石粉、石英砂、氢氧化铝、五水偏硅钠中的至少一种；优选为膨润土、滑石粉、石英砂、氢氧化铝、五水偏硅钠五种组分复配；其中，

所述膨润土用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比2～4％，

所述滑石粉用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比3～5％，

所述石英砂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比30～36％，

所述氢氧化铝用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～7％，

所述五水偏硅钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比8～10％。

所述无机质防水剂可阻断水在混凝土中的迁移通道，其中膨润土和滑石粉还可提高混凝土密实性，滑石粉和五水偏硅酸钠兼具早强作用，石英砂起到骨料作用，氢氧化铝可在水泥水化过程中形成凝胶，通过多种原理起到防水作用。与防潮剂配合，起到抗渗防水作用。

本发明中使用的减水剂系列组分包括无机减水剂和高效减水剂，其中无机减水剂为立德粉，高效减水剂为有机减水剂，由萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、木质素磺酸盐中的一种或多种组成，优选萘系高效减水剂与聚羧酸系高效减水剂两种组分复配，其中，所述萘系高效减水剂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～20％，优选8～15％；所述萘系高效减水剂选自亚甲基双萘磺酸钠、苄基萘磺酸盐甲醛缩合物、β-萘磺酸钠甲醛缩合物中的至少一种，优选β-萘磺酸钠甲醛缩合物；所述聚羧酸系高效减水剂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.5～2％，优选1～1.5％；所述聚羧酸系高效减水剂选自丙烯基醚聚羧酸减水剂、甲基丙烯酸单甲醚酯类聚羧酸减水剂、丁烯基醚聚羧酸减水剂中的至少一种。

通过这些减水剂可以降低用水量，从而增加强度，弥补脂肪酸盐导致的砂浆混凝土强度下降，同时，较高的强度可以有效防止裂隙，辅助提高防水作用的长期有效性；萘系减水剂减水率较高，不引气，对凝结时间影响小，价格相对便宜，但单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快，因此配方中加入了引气剂木钙；聚羧酸系高效减水剂、萘系减水剂与木钙的复合可起到若干小时内无坍落度损失的保塑效果。

所述防锈蚀剂选自亚硝酸钠、三乙醇胺硼酸酯中的至少一种，用于防止无机铝盐对金属的腐蚀性，另外，亚硝酸钠还可起到防冻作用，与早强剂元明粉复合使用起到超叠加早强作用，与木钙复合起防钙作用；而三乙醇胺硼酸酯无毒无味，在防腐蚀方面是亚硝酸钠很好的替代品；所述防锈蚀剂优选为亚硝酸钠、三乙醇胺硼酸酯两种组分复配，其中，

所述亚硝酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～2％，

所述三乙醇胺硼酸酯用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～0.5％。

所述早强剂选自元明粉、碳酸钠中的至少一种；优选为元明粉、碳酸钠两种组分复配，其中，

所述元明粉用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比6～8％，

所述碳酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～1％。

早强剂采用元明粉和碳酸钠，用来防止木钙等导致的缓凝作用；元明粉与亚硝酸钠复合使用，早强剂效果大大改善；元明粉与木钙复合，可使早强和28d强度都提高；碳酸钠的加入能加快水泥和水等物质组成的胶体的凝聚速度，还可以激发混合材-矿渣，但是碳酸钠不可多放，否则会造成砂浆后期强度偏低。

所述表面活性剂选自木钙、松香酸钠、松香、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯硫酸钠中的至少一种；这几种表面活性剂均具有加气的作用；表面活性剂的加入提高了混凝土浇筑时的流动性、硬化后的抗水性、抗冻性；其中，木钙除了起到引气作用外，能够延缓水化热释放速度，减少塌落度经时损失，防止裂纹，有利于高温和泵送施工，但是它也会导致缓凝，而配方中的早强剂可以在一定程度上抑制木钙的缓凝作用；松香酸钠能够大大提高高强混凝土的力学性能，成本低。所述表面活性剂优选木钙、松香酸钠、十二烷基苯磺酸三种复配；其中，所述木钙用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比2～5％，所述松香酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～1.5％，所述十二烷基苯磺酸用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.5～1.5％。

所述分散剂可选自拉开粉；所述分散剂拉开粉与减水剂复合使用，在减水的同时保持水泥的流动性能，提高浆体的稳定性，改善砂浆和易性、降低泌水率，提高抗冻性和抗渗性能等功能，能有效减少施工中的裂缝、起壳、空鼓等现象，提高砂浆的抗压强度和粘结强度、降低施工成本。

所述增稠剂采用了纤维素醚类或者聚合物类；纤维素醚类增稠剂作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，赋予砂浆良好的保水性和工作性，但往往造成缓凝。增稠剂聚丙烯酰胺可防止砂浆快速干燥，同时环保、成本低、施工性好，具有用量小、保水性好、粘聚力高、耐久性好的特点。

其中，所述增稠剂可选自羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺中的至少一种，优选羧甲基羟乙基纤维素。

综上所述，本发明是一种集多种防水抗渗机理于一体的砂浆、混凝土防水剂，不仅能提高混凝土的密实性、抗压强度及防水抗渗性能，还能具有防锈蚀、抗裂变、延缓和降低水化放热、防止裂纹、抗冻、减少泌水等多重功能。此外由于本发明所提供的砂浆、混凝土防水剂是一种无毒无害的粉体外加剂，能较好地解决使用时计量不便以及运输不便等问题。

本发明目的之二是提供所述的砂浆混凝土用防水剂的制备方法。所述方法可包括以下步骤：将所述组分按所述用量混合均匀即可。

所述的砂浆混凝土用防水剂在使用时，所述砂浆混凝土用复合防水剂的用量可为水泥重量的1～5％，优选2～4％。

本发明的效果

(1)该复合高效砂浆防水剂产品是由多种无机、有机外加剂复合而成，集多种防水抗渗功能于一体的砂浆、混凝土防水剂，用量少，防水效果极佳，不仅能提高混凝土的密实性、抗压强度及防水抗渗性能，还具有防锈蚀、抗裂变、延缓和降低水化放热、防止裂纹、抗冻、防收缩、节约水泥、节水、减少泌水等多重功能；除28d收缩率介于合格品到一等品之间，其他各项指标不仅符合国家建材行业JC474-2008标准，且达到一等品指标；

(2)无毒无味，属于绿色刚性材料；

(3)为多种粉剂配料直接混合制得，无需加热，生产工艺简单，成本低，易于包装运输。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。实施例1～3

以每个样品的总重量为1000g计，按表1所述的用量比例称取各组分干粉，将各组分干粉混合均匀，即得所述砂浆混凝土用防水剂样品1～3。具体配方表请见下表1。所用原料均为市售。其中，萘系高效减水剂为青岛虹厦高分子材料有限公司的HSN萘系高效减水剂(主要成分为β-萘磺酸钠甲醛缩合物)，聚羧酸系高效减水剂为上海齐硕实业有限公司的QS聚羧酸高性能减水剂(主要成分为甲基丙烯酸单甲醚酯类聚羧酸减水剂)。

表1实施例1～3的组分配方表

实施例4

将实施例1制备的所述砂浆混凝土用防水剂样品1经四川省建筑工程质量检测中心检测，各项性能指标均达到或者超过了国家材行业JC474-2008标准，其主要性能指标结果如表2所示：

表2样品1质量检测结果

从上表2可见，本申请所述砂浆混凝土用防水剂，经国内权威机构检测，从吸水量，透水压力比等关键参数均达到一等品标准，打破了国外产品在环保高性能水泥砂浆整体防水剂在该领域的技术垄断。从检测报告中可以看出，防水剂加到混凝土中固化后抗压强度远高于一等品标准，水泥砂浆混凝土的48小时吸水率达一等品标准，抗水渗透压力远大于一等品标准，说明加入该产品的混凝土具有优异的抗渗性能，能有效阻止水及有害离子的入侵，从而亦可增强混凝土耐久性。

Claims (10)

1.一种砂浆混凝土用防水剂，包含以重量百分比计的以下组分：

以砂浆混凝土用防水剂的总重量为100％计，各组分用量如下：

1)防潮剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～15％，优选9～12％；

2)无机质防水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比50～60％；

3)无机减水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～3％；

4)防锈蚀剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～2.5％；

5)早强剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比6～9％；

6)表面活性剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比3～10％；

7)高效减水剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～30％；

8)分散剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～5％，优选1～3％；

9)增稠剂，占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～1％，优选0.3～0.5％。

2.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述防潮剂选自硬脂酸铝、硬脂酸钙中的至少一种；优选硬脂酸铝、硬脂酸钙两种组分复配，其中，

所述硬脂酸铝用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～3％，

所述硬脂酸钙用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比4～12％，优选7～10％。

3.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述无机质防水剂选自膨润土、滑石粉、石英砂、氢氧化铝、五水偏硅钠中的至少一种；

优选为膨润土、滑石粉、石英砂、氢氧化铝、五水偏硅钠五种组分复配，其中，

所述膨润土用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比2～4％，

所述滑石粉用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比3～5％，

所述石英砂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比30～36％，

所述氢氧化铝用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～7％，

所述五水偏硅钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比8～10％。

4.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述无机减水剂选自立德粉；

所述分散剂选自拉开粉。

5.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述防锈蚀剂选自亚硝酸钠、三乙醇胺硼酸酯中的至少一种；优选为亚硝酸钠、三乙醇胺硼酸酯两种组分复配，其中，

所述亚硝酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～2％，

所述三乙醇胺硼酸酯用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～0.5％。

6.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述早强剂选自元明粉、碳酸钠中的至少一种；优选为元明粉、碳酸钠两种组分复配，其中，

所述元明粉用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比6～8％，

所述碳酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.1～1％。

7.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述表面活性剂选自木钙、松香酸钠和松香、十二烷基苯磺酸和十二烷基苯硫酸钠中至少一种；优选木钙、松香酸钠、十二烷基苯磺酸三种复配，其中，

所述木钙用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比2～5％，

所述松香酸钠用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比1～1.5％，

所述十二烷基苯磺酸用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.5～1.5％。

8.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述高效减水剂选自萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、木质素磺酸盐中的至少一种；优选萘系高效减水剂与聚羧酸系高效减水剂两种组分复配，

其中，

所述萘系高效减水剂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比5～20％，优选8～15％；所述萘系高效减水剂选自亚甲基双萘磺酸钠、苄基萘磺酸盐甲醛缩合物、β-萘磺酸钠甲醛缩合物中的至少一种，优选β-萘磺酸钠甲醛缩合物；

所述聚羧酸系高效减水剂用量占所述砂浆混凝土用防水剂总重量百分比0.5～2％，优选1～1.5％；所述聚羧酸系高效减水剂选自丙烯基醚聚羧酸减水剂、甲基丙烯酸单甲醚酯类聚羧酸减水剂、丁烯基醚聚羧酸减水剂中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的砂浆混凝土用防水剂，其特征在于：

所述增稠剂选自羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺中的至少一种，优选羧甲基羟乙基纤维素。

10.根据权利要求1～9之任一项所述的砂浆混凝土用防水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将所述组分按所述用量混合均匀即可。