CN109761643B

CN109761643B - 一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法及所得超低吸水率超轻泡沫混凝土

Info

Publication number: CN109761643B
Application number: CN201910219722.9A
Authority: CN
Inventors: 张秀芝; 张冬久; 杨清; 薛瑞; 张洁; 张颖
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109761643A

Abstract

本发明公开了一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法及所得超低吸水率超轻泡沫混凝土，防水涂层共三层。第一防水涂层有效成分为聚丙烯酰胺、十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，第二防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，第三防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷。本发明方法适用范围广，可以适用于各种超轻泡沫混凝土，不需要内掺防水剂，操作简便，易于实施，涂覆防水涂层后，不仅提高了超轻泡沫混凝土的防水性能，降低了其吸水率，还不会改变超轻泡沫混凝土的原有优异性能，且防水涂层与超轻泡沫混凝土间的结合力良好，还能增强超轻泡沫混凝土强度。

Description

一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法及所得超低吸水率超轻泡沫混凝土

技术领域

本发明涉及一种提高超轻泡沫混凝土防水性的方法，具体涉及一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法，还涉及具体该防水涂层的的超低吸水率超轻泡沫混凝土，属于建筑材料防水处理技术领域。

背景技术

随着人口数量增加，环境资源压力越来越大，建设资源节约型、环境友好型生活模式迫在眉睫。而建筑能耗占社会总能耗的30%以上。住建部提出严格的节能标准，国内大城市也率先实施65%的节能设计标准。在这一大背景下，泡沫混凝土基于其轻质、良好的保温、隔热、隔音、耐火性能、抗震性等特点，受到了广大科研工作者的青睐，在建筑节能领域逐渐崭露头角。

泡沫混凝土是指将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过养护形成的水泥材料。作为轻质无机多孔材料，超轻泡沫混凝土的干密度≤ 300kg/m³，孔隙率在80%以上，因此在制备过程中需要引入大量气孔，降低干密度，提高孔隙率，而产品孔隙率越高，导致产品吸水率越大，使用过程中，水或水分越容易进入产品内部，对产品的保温性能有不利影响，易出现冻融破坏，因此对泡沫混凝土进行防水处理尤其重要。

目前，降低泡沫混凝土的吸水率大多使用内掺防水剂，这种方法对于产品吸水率的降低是有限的。专利号CN106938908A公开了一种低吸水率加气混凝土及其制备方法，通过优化水泥、石灰、砂、石膏、铝粉、共聚型-缩聚型复合减水剂及淀粉基混凝土减水剂之间的配比关系，使产品的吸水率最低将至6.88%。专利号CN108314381A中公开了一种低吸水率泡沫混凝土绝热层及其制备方法，自制了树脂微球，并与硅烷偶联剂、表面活性剂混合均匀得到泡沫混凝土憎水剂，将憎水剂与化学发泡剂、稳泡剂混合制备了泡沫混凝土，得到产品最低体积吸水率为5.5%，导热系数为0.067W/(m·K)。专利号CN106747168A公开了一种低吸水率的蒸压加气混凝土及其制备方法，添加憎水硅氧烷作为憎水剂使产品的质量吸水率最低为2.05%。专利号CN104150951B公开了一种低吸水率的发泡混凝土及其制备方法，通过在普通硅酸盐水泥中掺入硫铝酸盐水泥、增稠剂、稳泡剂、速凝剂来缩短凝结时间，增加浆体稠度，降低产品的吸水率，发现当产品开口孔隙率为13%时，质量吸水率为32%，开口孔隙率为72%时，质量吸水率为45%。

对于超轻泡沫混凝土(干密度≤300 kg/m³)来说，孔隙率较高(≥80%)，采用内掺防水剂法降低吸水率显然是不足的。目前一些吸水剂掺入还会引起与水泥基本相容性差、耐久性不足、时间长了表面起皮、开裂、脱落等现象，从而致使多孔水泥基材料吸水率再次增加，从而导致导热系数增大，保温效果下降等现象。

因此，要得到适合于孔隙率高的超轻泡沫混凝土的防水方法还需要进一步的研究。

发明内容

针对现有技术中孔隙率高的超轻泡沫混凝土吸水率较高影响保温效果的不足，本发明提供了一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法，该方法根据超轻泡沫混凝土的特点，在制成的超轻泡沫混凝土的表面设置防水涂层，大大降低了超轻泡沫混凝土的吸水率。

具体的，本发明超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法包括以下步骤：

（1）将聚丙烯酰胺水溶液、十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅分散液混合均匀，得到第一防水层溶液，将第一防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土表面，干燥，得第一防水涂层；

（2）将十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅分散液混合均匀，得到第二防水层溶液，将第二防水层溶液涂于形成第一防水涂层的超轻泡沫混凝土表面，干燥，得第二防水涂层；

（3）将十六烷基三甲氧基硅烷作为第三防水层溶液，将其涂于形成第二防水涂层的超轻泡沫混凝土表面，干燥，得第三防水涂层。

本发明通过在超轻泡沫混凝土表面设置防水涂层的方式提高其防水性，降低其吸水率，与内掺防水剂的方法相比，本发明避免了防水剂与水泥的相容性问题，且防水涂层与超轻泡沫混凝土外层结合较好，强度增大，既实现了超轻泡沫混凝土的超低吸水率，又不影响超轻泡沫混凝土自身性质，尤其适合孔隙率较高(≥80%)的超轻泡沫混凝土，超轻泡沫混凝土的体积吸水率和质量吸水率都能得到很好的降低。

进一步的，本发明所述的超轻泡沫混凝土为孔隙率大于等于80%、干密度≤300kg/m³的泡沫混凝土，泡沫混凝土指的是：将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过养护形成的水泥材料。本发明可以适合于各种采用现有技术中公开的方法制得的超轻泡沫混凝土。

本发明通过在超轻泡沫混凝土表面覆盖三层防水涂层的方式提高其防水率，降低其吸水率，实现其超低吸水率。第一防水涂层中，聚丙烯酰胺作为絮凝剂，能使涂层更好地分布在超轻泡沫混凝土表面，纳米二氧化硅能增加涂层与超轻泡沫混凝土的亲和性，十六烷基三甲氧基硅烷作为主要的疏水剂存在，这三者搭配使用，即保证了涂层与超轻泡沫混凝土表面的结合强度，又起到了初步降低吸水率的作用；第二、三层防水涂层依次涂刷在前一层防水涂层上，通过这三层的叠加，实现了降低超轻泡沫混凝土吸水率的目的。

进一步的，步骤（1）和（2）中，所述聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为5-10‰，优选为5‰。当采用优选质量分数时，防水效果更佳。聚丙烯酰胺的粘均分子量优选为600000-1000000。

进一步的，步骤（1）和（2）中，纳米二氧化硅分散液的成分为纳米二氧化硅和水，固含量为20-25wt%。纳米二氧化硅有利于防水性能的提升。纳米二氧化硅的粒径优选为45-55nm。

进一步的，步骤（1）中，第一防水层溶液的组成成分为十六烷基三甲氧基硅烷、聚丙烯酰胺水溶液与纳米二氧化硅分散液，十六烷基三甲氧基硅烷在第一防水层溶液中的体积分数为15-22.5%，优选为20%。聚丙烯酰胺水溶液与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2-4，优选为1:2。

进一步的，步骤（2）中，在第二防水层溶液中，十六烷基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2-4，优选为1:4。

进一步的，上述方法中，在形成防水涂层时，各防水层溶液可以采用现有技术中公开的任意方法覆于超轻泡沫混凝土表面，以使超轻泡沫混凝土表面形成均匀的防水涂层。例如，可以采用涂刷、浸渍、喷涂或者结合的方式将各防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土表面。各防水层溶液的用量根据超轻泡沫混凝土的表面积大小来确定，一般第一防水层溶液的用量最大。优选的，第一防水层溶液的用量为8.5-10.5mL/100cm²超轻泡沫混凝土，意思是每100 cm²超轻泡沫混凝土使用8.5-10.5mL的第一防水层溶液。第二防水层溶液的用量为7.5-8.4mL /100cm²超轻泡沫混凝土，第三防水层溶液的用量为4.5-5.5mL /100cm²超轻泡沫混凝土。

进一步的，本发明防水涂层共三层，各防水涂层分布于超轻泡沫混凝土的所有裸露表面，该裸露表面不仅指超轻泡沫混凝土的裸露外表面，还包括超轻泡沫混凝土内部孔隙中的裸露表面。

进一步的，步骤（1）-（3）中，在20-35℃左右对防水涂层进行干燥，直至样品质量稳定为止。经验证，步骤（1）中，在20-35℃左右的干燥时间优选在12h以上，步骤（2）中，在20-35℃左右的干燥时间优选在11h以上，步骤（3）中，在20-35℃左右的干燥时间在5h以上。通过干燥温度和时间的选择，可以使超轻泡沫混凝土的吸水率进一步得到优化。

本发明防水涂层具有极好的防水性能，可以显著降低超轻泡沫混凝土的质量吸水率和体积吸水率，设置防水涂层后的超轻泡沫混凝土可以实现质量吸水率在7%以下，因此称之为超低吸水率超轻泡沫混凝土。质量吸水率采用具体实施方式中记载的方法进行测试。

本发明还提供了一种超低吸水率超轻泡沫混凝土（也可以称之为防水超轻泡沫混凝土），包括超轻泡沫混凝土基体，在超轻泡沫混凝土基体表面依次覆盖三层防水涂层，其中第一防水涂层形成于超轻泡沫混凝土基体表面，第二防水涂层形成于第一防水涂层表面，第三防水涂层形成于第二防水涂层表面；所述第一防水涂层有效成分为聚丙烯酰胺、十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，所述第二防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，所述第三防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷。

进一步的，所述超低吸水率指的是：质量吸水率在7%以下，质量吸水率采用具体实施方式中记载的方法进行测试。

进一步的，聚丙烯酰胺的粘均分子量是600000-1000000，纳米二氧化硅粒径在50nm±5nm。

进一步的，所述超轻泡沫混凝土基体为孔隙率大于等于80%、干密度≤ 300kg/m³的泡沫混凝土，泡沫混凝土指的是：将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过养护形成的水泥材料。

进一步的，第一防水涂层是将第一防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土基体表面形成的，第二防水涂层是将第二防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土基体表面形成的，第三防水涂层是将第三防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土基体表面形成的。第一、二、三防水层溶液的组成和用量与上述超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法中定义的相同。

进一步的，各防水涂层分布于超轻泡沫混凝土基体的所有裸露表面，该裸露表面不仅指超轻泡沫混凝土的裸露外表面，还包括超轻泡沫混凝土内部孔隙中的裸露表面。

进一步的，上述超低吸水率超轻泡沫混凝土按照上述超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法制备而得。

进一步的，该超低吸水率超轻泡沫混凝土的制备主要工艺流程如下：制备超轻泡沫混凝土基体→清理→称重→涂覆第一防水层溶液→干燥→冷却至室温→涂覆第二防水层溶液→干燥→冷却至室温→涂覆第三防水层溶液→干燥→冷却至室温→超低吸水率超轻泡沫混凝土。

本发明通过在超轻泡沫混凝土表面形成防水涂层的方式来提高超轻泡沫混凝土的防水性能，并得到了超低吸水率超轻泡沫混凝土，本发明与现有技术相比，具有以下优势：

1、本发明方法适用范围广，可以适用于各种超轻泡沫混凝土，不需要内掺防水剂，操作简便，易于实施，涂覆防水涂层后，不仅提高了超轻泡沫混凝土的防水性能，降低了其吸水率，还不会改变超轻泡沫混凝土的原有优异性能，且防水涂层与超轻泡沫混凝土间的结合力良好，还能增强超轻泡沫混凝土强度。

2、本发明超低吸水率超轻泡沫混凝土表面设有三层特殊成分的防水涂层，防水涂层与超轻泡沫混凝土基体相容性好，与基体结合紧密，防水性能强（质量吸水率在7%以下，最低可在5%以下），不易脱落，结合力好，市场潜力巨大，前景广阔。

3、本发明防水涂层在制备过程中可渗入超轻泡沫混凝土内部，均匀附着于基体表面，密实气孔结构，与基体结合紧密，在超轻泡沫混凝土表面无结皮现象出现，在外界环境变化下无开裂、起皮脱落现象。

4、本发明防水涂层无有害质释放，对环境无污染，对人体无害。

附图说明

图1未涂防水涂层前超轻泡沫混凝土基体的扫描电子显微镜（SEM）图。

图2 实施例1涂刷三层防水涂层后的超轻泡沫混凝土的某一孔的SEM图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

本发明可以以现有的超轻泡沫混凝土为基体，在此基础上对超轻泡沫混凝土进行防水涂层的涂覆操作，以降低其吸水率，形成超低吸水率超轻泡沫混凝土。在本发明某一具体实施方式中，作为基体的超轻泡沫混凝土按照以下方法制得：以单一的硫铝酸盐水泥、单一的硅酸盐水泥或它们的混合物为胶凝材料，先加入拌和水(水灰比0.4-0.43)搅拌3 min，形成水泥浆体；向水泥浆体中加入预制泡沫(泡沫占胶凝材料质量的30-40%，泡沫密度72kg/m³)搅拌3 min，形成泡沫水泥浆体；将泡沫水泥浆体入模成型，在25 ℃覆膜养护，1 d后拆模，再移至泡沫箱25 ℃养护6天，第7 d取出，在60 ℃烘干至恒重，冷却到室温，得超轻泡沫混凝土。

得到超轻泡沫混凝土基体后，按照下述流程进行防水涂层的涂覆以及吸水率的测试：

1、切样：用刻刀将超轻泡沫混凝土试样切割为5cm×4cm×3cm的长方体小块。

2、清理表面：用小毛刷轻轻刷去试样表面脱落物。

3、称重：用分析天平称量试样质量m₀，同时计算试样的体积V。

4、第一防水涂层：聚丙烯酰胺水溶液、十六烷基三甲氧基硅烷、纳米二氧化硅分散液复配形成溶液，将溶液刷涂在试样表面，放置在烘箱中于20-35℃左右干燥12h以上，并冷却至室温。

5、第二防水涂层：十六烷基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅分散液复配形成溶液，将溶液刷涂在试样表面，放置在烘箱中于20-35℃左右干燥11h以上，并冷却至室温。

6、第三防水涂层：纯十六烷基三甲氧基硅烷刷涂在试样表面，放置在烘箱中于20-35℃左右干燥5h以上，并冷却至室温，得超低吸水率超轻泡沫混凝土。

7、测吸水率：待试样冷却至室温，恒重后称量试样质量为m₀，然后将试样放置冷却，然后放入（22±5）℃的恒温水槽中，加水至试样的高度的1/3，保持24h；加水至试样高度的2/3，保持24h；加水至高出试样表面30mm以上，保持24h，然后取出试样，用湿布迅速抹去水分后，立即称取试样饱水后的质量m_g，然后按照下式计算质量吸水率和体积吸水率：

质量吸水率=（m_g-m₀）/m₀×100%；体积吸水率=（m_g-m₀）/v×100%。

上式中，m_g和m₀的单位为g，V的单位为cm³。

下面通过几个具体实施例对本发明进行进一步说明，以便本领域技术人员对本发明有更一步的理解。如无特别说明，下述实施例中，所用聚丙烯酰胺的粘均分子量为100000-600000，纳米二氧化硅分散液的固含量为25wt%，纳米二氧化硅粒径为50nm±5nm。下述实施例的浓度如无特别说明，均为质量百分浓度。

实施例1

在超轻泡沫混凝土表面涂刷防水涂层，包括以下步骤：

步骤1：制备超轻泡沫混凝土：以单一的硫铝酸盐水泥为胶凝材料，先加入拌和水(水灰比0.4-0.43)搅拌3 min，形成水泥浆体；向水泥浆体中加入预制泡沫(泡沫占水泥质量的30-40%，泡沫密度72 kg/m3)搅拌3 min，形成泡沫水泥浆体；将泡沫水泥浆体入模成型，在25 ℃覆膜养护，1 d后拆模，再移至泡沫箱25 ℃养护7 d取出，在60 ℃烘干至恒重，冷却到室温，得超轻泡沫混凝土。经由ZEISS Xradia 510 Versa 纳米CT进行孔隙率检测，其总孔隙率为89.2%，干密度≤300 kg/m³。超轻泡沫混凝土孔的微观形貌如图1所示。

步骤2：用刻刀将试块切割为5 cm×4 cm×3 cm的长方体小块，用小毛刷轻轻刷去试样表面脱落物，用分析天平称量试样质量。

步骤3：涂刷第一防水涂层：将5.3mL5‰聚丙烯酰胺水溶液、4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、10.7mL纳米二氧化硅分散液混合，配成20mL的第一防水层溶液，按照10.5mL/100cm²的量将第一防水层溶液用小毛刷均匀的涂刷在超轻泡沫混凝土表面。将涂刷好的试样放置在烘箱中于20-35℃左右干燥14h，并冷却至室温。

步骤4：涂刷第二防水涂层：将4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、16.0mL纳米二氧化硅分散液混合，配成20mL的第二防水层溶液，按照8.4mL/100cm²的量将第二防水层溶液用小毛刷均匀的涂刷在超轻泡沫混凝土表面。将涂刷好的试样放置在烘箱中于20-35℃左右干燥12h，并冷却至室温。

步骤5：涂刷第三防水涂层：将5mL十六烷基三甲氧基硅烷用小毛刷全部均匀的涂刷在超轻泡沫混凝土表面。将涂刷好的试样放置在烘箱中于20-35℃左右干燥6h，并冷却至室温，得到超低吸水率超轻泡沫混凝土。所得超低吸水率超轻泡沫混凝土的SEM图如图2所示，图2为防水涂层在超轻泡沫混凝土某一孔中的沉积情况。从图中可以看出，经防水处理后，超轻泡沫混凝土的孔中有明显的物质沉积，这些沉积物质为纳米SiO₂以及其与水泥相互作用形成的水化产物，这些物质填充于孔中，致密了超轻泡沫混凝土基体，同时改善了孔结构，使原来的连通孔变为封闭孔，降低了孔的尺寸。因此，防水涂层在超轻泡沫混凝土中形成的膜与物质沉积两者共同作用降低了超轻泡沫混凝土的吸水率。

待超低吸水率超轻泡沫混凝土恒重后称量试样质量，即为m₀，将超低吸水率超轻泡沫混凝土试块放置冷却，然后放入（22±5）℃的恒温水槽中，加水至试样的高度的1/3，保持24h；加水至试样高度的2/3，保持24h；加水至高出试样表面30mm以上，保持24h，取出试样，用湿布迅速抹去水分后，立即称取每块试样饱水后的质量m_g，计算其吸水率。同时以未涂覆防水涂层的超轻泡沫混凝土基体为对照，检测其吸水率。

质量吸水率计算公式=（m_g-m₀）/m₀×100%；体积吸水率计算公式=（m_g-m₀）/v×100%。

经计算，超低吸水率超轻泡沫混凝土的初始质量m₀=30.1003g，吸水后质量m_g=31.5163g，质量吸水率=4.70%，体积吸水率=2.36%。超轻泡沫混凝土基体的初始质量m₀=19.5710g，吸水后质量m_g=30.5802，质量吸水率=56.25%，体积吸水率=18.35%。由此可以看出，涂覆防水涂层后，超轻泡沫混凝土的吸水率有了大幅度降低，本发明防水涂层防水性能优异。

实施例2

步骤1：制备超轻泡沫混凝土：同实施例1。

步骤3：涂刷第一防水涂层：同实施例1，不同的是，第一防水层溶液分别采用下述试样：①号试样： 5‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL；②号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液5.7mL、十六烷基三甲氧基硅烷3.0mL、纳米二氧化硅分散液11.3mL；③号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液3.1mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.5mL、纳米二氧化硅分散液12.4mL；④号试样：7‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL；⑤号试样：10‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL。第一防水层溶液用量均为10.5mL /100cm²；

号试样：10‰聚丙烯酰胺水溶液8mL、十六烷基三甲氧基硅烷6mL、纳米二氧化硅分散液6mL；

号试样：10‰聚丙烯酰胺水溶液6mL、十六烷基三甲氧基硅烷2mL、纳米二氧化硅分散液12mL。

步骤4：涂刷第二防水涂层：同实施例1。

步骤5：涂刷第三防水涂层：同实施例1。

测试最终所得超低吸水率超轻泡沫混凝土的吸水率，结果如下表所示：

从上表结果可以看出，试样①-⑤防水效果好，质量吸水率在7%以下，体积吸水率在3.3%以下，其中聚丙烯酰胺水溶液的浓度为5-10‰、十六烷基三甲氧基硅烷在第一防水层溶液中的体积分数为20%、聚丙烯酰胺水溶液与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2时防水率最优。但考虑到成本，聚丙烯酰胺水溶液的浓度优选为5‰。

实施例3

步骤1：制备超轻泡沫混凝土：同实施例1。

步骤3：涂刷第一防水涂层：同实施例1。

步骤4：涂刷第二防水涂层：同实施例1，不同的是，第二防水层溶液分别采用下述试样：①号试样：十六烷基三甲氧基硅烷10.0mL、纳米二氧化硅分散液10.0mL；②号试样：十六烷基三甲氧基硅烷6.7mL、纳米二氧化硅分散液13.3mL；③号试样：十六烷基三甲氧基硅烷5.0mL、纳米二氧化硅分散液15.0mL；④号试样：十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液16.0mL；⑤号试样：十六烷基三甲氧基硅烷3.3mL、纳米二氧化硅分散液16.7mL；

号试样：十六烷基三甲氧基硅烷2.5mL、纳米二氧化硅分散液17.5mL。第二防水层溶液用量均为8.4 mL /100cm²。

步骤5：涂刷第三防水涂层：同实施例1。

从上表结果可以看出，十六烷基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:4时防水率最佳。

实施例4

步骤1：制备超轻泡沫混凝土：同实施例1。

步骤3：涂刷第一防水涂层：同实施例1，不同的是：第一防水层溶液用量为8.5mL/100cm²。

步骤4：涂刷第二防水涂层：同实施例1，不同的是：第二防水层溶液用量为7.5mL/100cm²。

步骤5：涂刷第三防水涂层：同实施例1，不同的是：十六烷基三甲氧基硅烷用量为4.5mL/100cm²。

测试最终所得超低吸水率超轻泡沫混凝土的吸水率，质量吸水率为5.90%，体积吸水率为2.96%。

实施例5

以单一的硫铝酸盐水泥为胶凝材料，先加入拌和水(水灰比0.4-0.43)搅拌3 min，形成水泥浆体；向水泥浆体中加入预制泡沫(泡沫占水泥质量的30-40%，泡沫密度72 kg/m3)搅拌3 min，形成泡沫水泥浆体；将泡沫水泥浆体倒入30cm*30cm*3cm的模具成型，在25℃覆膜养护，1 d后拆模，再移至泡沫箱25 ℃养护7 d取出，在60 ℃烘干至恒重，冷却到室温，得超轻泡沫混凝土。按此方法同时制备两个尺寸为30cm*30cm*3cm的超轻泡沫混凝土试样。

将其中一件超轻泡沫混凝土试样按照实施例1的方法进行表面防水处理，得到超低吸水率超轻泡沫混凝土。然后测试这两件超轻泡沫混凝土的导热系数，测试方法如下：

将超轻泡沫混凝土试样放入双平板导热系数测定仪中测试，设定冷热板温差20℃、预热30 min、测试时间为180 min。

结果显示，未处理的超轻泡沫混凝土试样的导热系数为0.075 W/(m·K)，防水处理的超轻泡沫混凝土试样的导热系数为0.083 W/(m·K)。

由此可以看出，本发明防水涂层的使用对超轻泡沫混凝土的保温性能影响不大。

对比例1

步骤1：制备超轻泡沫混凝土：同实施例1。

步骤3：涂刷第一防水涂层：同实施例1，不同的是：第一防水层溶液分别采用下述试样：①号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL；②号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL；③号试样：无；

号试样：无；

号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL；

号试样：4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、16.0mL纳米二氧化硅分散液的混合溶液；

号试样：十六烷基三甲氧基硅烷20.0mL。第一防水层溶液用量均为10.5 mL /100cm²。

步骤4：涂刷第二防水涂层：同实施例1，不同的是：第二防水层溶液分别采用下述试样：①号试样：无；②号试样：4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、16.0mL纳米二氧化硅分散液的混合溶液；③号试样：4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、16.0mL纳米二氧化硅的复配溶液；

号试样：无；

号试样：4.0mL十六烷基三甲氧基硅烷、16.0mL纳米二氧化硅的复配溶液；

号试样：无；

号试样：十六烷基三甲氧基硅烷20.0mL。第一防水层溶液用量均为10.5 mL /100cm²。第二防水层溶液用量均为8.4 mL /100cm²。

步骤5：涂刷第三防水涂层：同实施例1，不同的是：第三防水层溶液分别采用下述试样：①号试样：无；②号试样：无；③号试样：无；

号试样：5.0mL十六烷基三甲氧基硅烷；

号试样：5‰聚丙烯酰胺水溶液5.3mL、十六烷基三甲氧基硅烷4.0mL、纳米二氧化硅分散液10.7mL。第三防水层溶液用量均为5 mL /100cm²。

按照上述方法测试不同超低吸水率超轻泡沫混凝土的吸水率，结果如下表所示：

从表3中可以看出，涂层的层数、每层涂层的成分变化都会对吸水率有较大影响。

Claims

1.一种超轻泡沫混凝土防水涂层的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：各防水涂层分布于超轻泡沫混凝土的所有裸露表面；所述超轻泡沫混凝土为孔隙率大于等于80%、干密度≤ 300kg/m³的泡沫混凝土，泡沫混凝土指的是：将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过养护形成的水泥材料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）中，聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为5-10‰；步骤（1）和（2）中，纳米二氧化硅分散液的成分为纳米二氧化硅和水，固含量为20-25wt%。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：步骤（1）中，聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为5‰。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）中，聚丙烯酰胺的粘均分子量为600000-1000000，步骤（1）和（2）中，纳米二氧化硅的粒径为45-55 nm。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）中，十六烷基三甲氧基硅烷在第一防水层溶液中的体积分数为15-22.5%；在第一防水层溶液中，聚丙烯酰胺水溶液与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2-4；步骤（2）中，在第二防水层溶液中，十六烷基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2-4。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：步骤（1）中，十六烷基三甲氧基硅烷在第一防水层溶液中的体积分数为20%；在第一防水层溶液中，聚丙烯酰胺水溶液与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:2；步骤（2）中，在第二防水层溶液中，十六烷基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅分散液的体积比为1:4。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：第一防水层溶液的用量为8.5-10.5mL/100cm²超轻泡沫混凝土，第二防水层溶液的用量为7.5-8.4mL /100cm²超轻泡沫混凝土，第三防水层溶液的用量为4.5-5.5mL /100cm²超轻泡沫混凝土。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）-（3）中，采用涂刷、浸渍、喷涂的方式将各防水层溶液涂于超轻泡沫混凝土表面；步骤（1）-（3）中，均在20-35℃下干燥。

10.一种超低吸水率超轻泡沫混凝土，包括超轻泡沫混凝土基体，其特征是：在超轻泡沫混凝土基体外表面依次覆盖三层防水涂层，其中第一防水涂层形成于超轻泡沫混凝土基体表面，第二防水涂层形成于第一防水涂层表面，第三防水涂层形成于第二防水涂层表面；所述第一防水涂层有效成分为聚丙烯酰胺、十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，所述第二防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷和纳米二氧化硅的混合物，所述第三防水涂层有效成分为十六烷基三甲氧基硅烷；所述超低吸水率指的是：质量吸水率低于7%。

11.根据权利要求10所述的超低吸水率超轻泡沫混凝土，其特征是：防水涂层分布于超轻泡沫混凝土基体的所有裸露表面；所述超轻泡沫混凝土为孔隙率大于等于80%、干密度≤300kg/m³的泡沫混凝土，泡沫混凝土指的是：将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过养护形成的水泥材料。