CN111268938A - 一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，添加剂的组成成分按质量份计为：硅烷类化合物偶联剂2‑3份；凹凸棒粉32‑54份；过氧化二异丙苯10‑15份；焦磷酸钠3‑6份；十二烷基苯磺酸钠1‑2份；微晶纤维素52‑70份，其中，偶联剂为硅烷类化合物，粒度为50‑80目之间的粉末状；凹凸棒粉的粒度为1500‑2000目；过氧化二异丙苯的粒度为20‑50目；焦磷酸钠粒度为50‑100目；十二烷基苯磺酸钠粒度为400‑600目；微晶纤维素粒度为300‑500目。本发明可大幅度提高混凝土抗裂、结构自防水、劈裂抗拉强度、抗弯强度等性能，有利于混凝土在市场上得到更广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法。
背景技术
提到混凝土，众所周知，混凝土是建筑行业里不可缺少的原料，在建筑材料里起到举足轻重的作用，由于混凝土自身结构的特性，在使用过程中一直存在抗裂效果差，防水能力有限，适应性差等缺点，这种缺点直接限制了混凝土在市场上的广泛应用，所以市场了出现了一些改善混凝土抗裂、防水的添加剂用来辅助混凝土的使用，但是目前现有国内的混凝土添加剂都属于钙质、镁质或硅质膨胀剂类产品，抗裂原理是通过膨胀物遇水产生的膨胀应力抵消收缩应力及产生膨胀结晶体填充微裂缝而起到抗裂作用，此方法和原理属后补机理，抗裂效果差，裂缝降低系数<=50%，防水能力有限，且掺量大，性能不稳定，适应性差，因此，市场上急需开发出一些更有效的提高混凝土性能的添加剂，形势刻不容缓。。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供了一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，所述添加剂的组成成分按质量份计为：硅烷类化合物偶联剂2-3份；凹凸棒粉32-54份；过氧化二异丙苯10-15份；焦磷酸钠3-6份；十二烷基苯磺酸钠1-2份；微晶纤维素52-70份。
其中，所述硅烷类化合偶联剂物，为粒度50-80目之间的粉末状；所述凹凸棒粉的粒度为1500-2000目；所述过氧化二异丙苯的粒度为20-50目；所述焦磷酸钠粒度为50-100目；所述十二烷基苯磺酸钠粒度为400-600目；所述微晶纤维素粒度为300-500目。
进一步地，一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，所述制备方法包括下述步骤：将计量好的硅烷类化合物偶联剂、凹凸棒粉、过氧化二异丙苯、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，再根据需要计量分配到包装袋中封口即为成品。
本发明添加剂的制备原理：该种抗裂防水混凝土粉剂添加剂加入到混凝土中可提高混凝土分散性、匀质性，有效减少混凝土强度差；可提高混凝土的抗收缩性，提高混凝土自身保水性能；可激发胶凝材料的活性，使混凝土体系中能生成更多长铰链、高密度凝胶，有效增强混凝土各组分间的界面结合力，从而大大增强了混凝土抗裂防水性，从根本上彻底解决混凝土的开裂渗水问题。
本发明的有益效果是：本发明采用的是硅烷类化合物偶联剂，能够改善混凝土骨料间的界面作用，在材料基体之间形成一个个界面层，界面层能传递应力从而增强了材料之间的粘合强度。采用的凹凸棒粉可提高混凝土的强度及致密性，提高了混凝土的耐腐蚀性及抗碳化性。采用的过氧化二异丙苯，在混凝土初凝及终凝过程中起交联接枝作用，提高粘结力。采用的焦磷酸钠，能使混凝土各组分材料均匀分散，均匀分布，增强匀质性；能中和酸碱度，防止混凝土发生碱骨料反应而破坏耐久性；与金属离子发生络合反应，可有效吸附有害金属离子，进一步提高混凝土中胶凝物活性。采用的十二烷基苯磺酸钠可增强胶凝物活性，增加有效凝胶物生成，大大增强凝胶物的粘结力，减少裂缝的产生。采用的微晶纤维素可提高混凝土的柔韧性，确保凝胶物在施工振捣过程中不与砂、石离析，提高混凝土工作性、强度、致密性及抗冲耐磨性。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面的了解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
首先按质量份计：将2.1份硅烷类化合物、35份凹凸棒粉、10.5份过氧化二异丙苯、3.2份焦磷酸钠，1.1份十二烷基苯磺酸钠，55份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为50目，凹凸棒粉粒度为1500目，过氧化二异丙苯粒度为20目，焦磷酸钠粒度为50目，十二烷基苯磺酸钠粒度为400目，微晶纤维素粒度为300目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
实施例2
首先按质量份计：将2.2份硅烷类化合物、33份凹凸棒粉、11份过氧化二异丙苯、3.5份焦磷酸钠，1.2份十二烷基苯磺酸钠，53份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为50目，凹凸棒粉粒度为1500目，过氧化二异丙苯粒度为20目，焦磷酸钠粒度为50目，十二烷基苯磺酸钠粒度为400目，微晶纤维素粒度为300目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
实施例3
首先按质量份计：将2.3份硅烷类化合物、36份凹凸棒粉、11.5份过氧化二异丙苯、3.8份焦磷酸钠，1.3份十二烷基苯磺酸钠，56份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为50目，凹凸棒粉粒度为1500目，过氧化二异丙苯粒度为20目，焦磷酸钠粒度为50目，十二烷基苯磺酸钠粒度为400目，微晶纤维素粒度为300目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
为了测试实施例1-3一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能，各实施例的添加剂重量按照每立方米的混凝土中添加1kg成品添加剂，接着对混凝土的样品进行测试，性能测试表见表1。
表1 实施例1-3一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能测试数据：
| 试验项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 抗裂等级 | ≥一级 | ≥一级 | ≥一级 |
| 裂缝降低系数 | 76% | 78% | 80% |
| 抗渗等级 | P≥12 | P≥12 | P≥12 |
| 劈裂抗拉强度 | 2.0 | 2.2 | 2.4 |
| 抗弯强度 | 4.1 | 4.1 | 4.3 |
| 反复冻融循环 | 230次 | 233次 | 238次 |
| 防水保护期 | 82年 | 84年 | 86年 |
结论：通过上表可以看出，实施例1-3的一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂，抗裂等级≥一级，裂缝降低系数为76%-80%，抗渗等级P≥12，劈裂抗拉强度为2.0-2.4Mpa，抗弯强度为4.1-4.3Mpa，反复冻融循环F为230-238次，防水保护期为82-86年，综上所述，本添加剂可大幅度提高混凝土抗裂，结构自防水，劈裂抗拉强度，抗弯强度等性能，有效的提高了对建筑物的防水保护期。另外，实施例1-3进行相互对比，明显看出，实施例3的性能测试更优于其他两个实施例，所以实施例3为最佳实施例。
实施例4
首先按质量份计：将2.4份硅烷类化合物、40份凹凸棒粉、12份过氧化二异丙苯、4份焦磷酸钠，1.4份十二烷基苯磺酸钠，58份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为60目，凹凸棒粉粒度为1600目，过氧化二异丙苯粒度为30目，焦磷酸钠粒度为60目，十二烷基苯磺酸钠粒度为450目，微晶纤维素粒度为350目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
实施例5
首先按质量份计：将2.5份硅烷类化合物、42份凹凸棒粉、12.3份过氧化二异丙苯、4.2份焦磷酸钠，1.5份十二烷基苯磺酸钠，60份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为60目，凹凸棒粉粒度为1600目，过氧化二异丙苯粒度为30目，焦磷酸钠粒度为60目，十二烷基苯磺酸钠粒度为450目，微晶纤维素粒度为350目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
下表2为实施例3-5的各组分配对比表格：
表2 实施例3-5的重量配比
| 组分 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 硅烷类化合物 | 2.3 | 2.4 | 2.5 |
| 凹凸棒 | 36 | 40 | 42 |
| 过氧化二异丙苯 | 11.5 | 12 | 12.3 |
| 焦磷酸钠 | 3.8 | 4 | 4.2 |
| 十二烷基苯磺酸钠 | 1.3 | 1.4 | 1.5 |
| 微晶纤维素 | 56 | 58 | 60 |
为了测试实施例3-5一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能，各实施例的添加剂重量按照每立方米的混凝土中添加1kg成品添加剂，接着对混凝土的样品进行测试，性能测试表见表3。
表3 实施例3-5一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能测试数据：
| 试验项目 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 抗裂等级 | ≥一级 | ≥一级 | ≥一级 |
| 裂缝降低系数 | 80% | 82% | 86% |
| 抗渗等级 | P≥12 | P≥20 | P≥20 |
| 劈裂抗拉强度 | 2.4 | 2.8 | 3.0 |
| 抗弯强度 | 4.3 | 4.5 | 4.8 |
| 反复冻融循环 | 238次 | 250次 | 280次 |
| 防水保护期 | 86年 | 100年 | 110年 |
结论：通过上表可以看出，实施例3-5的一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂，抗裂等级≥一级，裂缝降低系数为80%-86%，抗渗等级P≥20，劈裂抗拉强度为2.4-3.0Mpa，抗弯强度为4.3-4.8Mpa，反复冻融循环F为233-280次，防水保护期为86-110年，综上所述，本添加剂可大幅度提高混凝土抗裂，结构自防水，劈裂抗拉强度，抗弯强度等性能，有效的提高了对建筑物的防水保护期。另外，实施例3-5进行相互对比，明显看出，实施例5的性能测试更优于其他两个实施例，所以实施例5为最佳实施例。
实施例6
首先按质量份计：将2.6份硅烷类化合物、45份凹凸棒粉、12.6份过氧化二异丙苯、4.5份焦磷酸钠，1.6份十二烷基苯磺酸钠，62份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为70目，凹凸棒粉粒度为1800目，过氧化二异丙苯粒度为40目，焦磷酸钠粒度为70目，十二烷基苯磺酸钠粒度为500目，微晶纤维素粒度为400目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
实施例7
首先按质量份计：将2.7份硅烷类化合物、48份凹凸棒粉、13份过氧化二异丙苯、5份焦磷酸钠，1.7份十二烷基苯磺酸钠，64份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为75目，凹凸棒粉粒度为1850目，过氧化二异丙苯粒度为45目，焦磷酸钠粒度为80目，十二烷基苯磺酸钠粒度为550目，微晶纤维素粒度为450目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
下表4为实施例5-7的各组分粒度大小对比表格：
表4 实施例5-7的各组分粒度大小
| 组分 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 硅烷类化合物 | 60目 | 70目 | 75目 |
| 凹凸棒 | 1600目 | 1800目 | 1850目 |
| 过氧化二异丙苯 | 30目 | 40目 | 45目 |
| 焦磷酸钠 | 60目 | 70目 | 80目 |
| 十二烷基苯磺酸钠 | 450目 | 500目 | 550目 |
| 微晶纤维素 | 350目 | 400目 | 450目 |
为了测试实施例5-7一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能，各实施例的添加剂重量按照每立方米的混凝土中添加1kg成品添加剂，接着对混凝土的样品进行测试，性能测试表见表5。
表5 实施例5-7一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能测试数据：
| 试验项目 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 抗裂等级 | ≥一级 | ≥一级 | ≥一级 |
| 裂缝降低系数 | 86% | 88% | 91% |
| 抗渗等级 | P≥20 | P≥20 | P≥20 |
| 劈裂抗拉强度 | 3.0 | 3.2 | 3.5 |
| 抗弯强度 | 4.8 | 4.8 | 5.0 |
| 反复冻融循环 | 280次 | 300次 | 310次 |
| 防水保护期 | 110年 | 115年 | 119年 |
结论：通过上表可以看出，实施例5-7的一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂，抗裂等级≥一级，裂缝降低系数为86%-91%，抗渗等级P≥20，劈裂抗拉强度为3.0-3.5Mpa，抗弯强度为4.8-5.0Mpa，反复冻融循环F为280-310次，防水保护期为110-119年，综上所述，本添加剂可大幅度提高混凝土抗裂，结构自防水，劈裂抗拉强度，抗弯强度等性能，有效的提高了对建筑物的防水保护期。另外，实施例5-7进行相互对比，明显看出，实施例7的性能测试更优于其他两个实施例，所以实施例7为最佳实施例。
实施例8
首先按质量份计：将2.8份硅烷类化合物、50份凹凸棒粉、14份过氧化二异丙苯、5.4份焦磷酸钠，1.8份十二烷基苯磺酸钠，66份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为75目，凹凸棒粉粒度为1900目，过氧化二异丙苯粒度为45目，焦磷酸钠粒度为90目，十二烷基苯磺酸钠粒度为550目，微晶纤维素粒度为450目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
实施例9
首先按质量份计：将2.9份硅烷类化合物、52份凹凸棒粉、14.5份过氧化二异丙苯、5.8份焦磷酸钠，1.9份十二烷基苯磺酸钠，68份微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，制成粉料；其中硅烷类化合物粒度为80目，凹凸棒粉粒度为2000目，过氧化二异丙苯粒度为50目，焦磷酸钠粒度为100目，十二烷基苯磺酸钠粒度为600目，微晶纤维素粒度为500目。
接着将上述粉料分成N份，均匀分配到单个的包装袋里，封口制成成品。
为了测试实施例7-9一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能，各实施例的添加剂重量按照每立方米的混凝土中添加1kg成品添加剂，接着对混凝土的样品进行测试，性能测试表见表6。
表6 实施例7-9一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能测试数据
| 试验项目 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 |
| 抗裂等级 | ≥一级 | ≥一级 | ≥一级 |
| 裂缝降低系数 | 91% | 93% | 96% |
| 抗渗等级 | P≥20 | P≥30 | P≥30 |
| 劈裂抗拉强度 | 3.5 | 3.6 | 3.8 |
| 抗弯强度 | 5.0 | 5.3 | 5.6 |
| 反复冻融循环 | 310次 | 320次 | 330次 |
| 防水保护期 | 119年 | 125年 | 135年 |
结论：通过上表可以看出，实施例7-9的一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂，抗裂等级≥一级，裂缝降低系数为91%-96%，抗渗等级P≥30，劈裂抗拉强度为3.5-3.8Mpa，抗弯强度为5.0-5.6Mpa，反复冻融循环F为310-330次，防水保护期为119-135年，综上所述，本添加剂可大幅度提高混凝土抗裂，结构自防水，劈裂抗拉强度，抗弯强度等性能，有效的提高了对建筑物的防水保护期。另外，实施例7-9进行相互对比，明显看出，实施例9的性能测试更优于其他两个实施例，所以实施例9为最佳实施例。
为了对比本发明一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能，将本发明1kg的添加剂加到一立方米的混凝土中，且采用基准混凝土为对照例1，对照例2在每立方米混凝土中添加20kg镁质膨胀剂和1.4kg聚丙烯抗裂纤维，继续对各混凝土进行测试。
性能测试结果为下表7所示。
表7 本发明一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法的性能测试数据：
| 试验项目 | 本发明 | 对照例1 | 对照例2 |
| 抗裂等级 | ≥一级 | ＜二级 | ＜二级 |
| 裂缝降低系数 | 96% | 45% | 35% |
| 抗渗等级 | P≥30 | P=8 | P=6 |
| 劈裂抗拉强度 | 3.8 | 2.8 | 2.5 |
| 抗弯强度 | 5.6 | 2.8 | 2.4 |
| 反复冻融循环 | 330次 | 150次 | 140次 |
| 防水保护期 | 135年 | 30年 | 20年 |
结论：由上述对比表可清楚的得出，本发明一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，抗渗等级P≥30，抗裂等级≥一级，裂缝降低系数＞90%，抗弯强度≥5Mpa，劈裂抗拉强度≥3.5Mpa，反复冻融循环F＞300次，防水保护期＞130年，由此可见，本发明一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂大大增强了混凝土抗裂、结构自防水、劈裂抗拉强度、抗弯强度等性能，对建筑物的防水保护期达到了130年以上，有效的保证了建筑物的质量，大大延长了建筑物的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，其特征在于：所述添加剂的组成成分按质量份计为：硅烷类化合物偶联剂2-3份；凹凸棒粉32-54份；过氧化二异丙苯10-15份；焦磷酸钠3-6份；十二烷基苯磺酸钠1-2份；微晶纤维素52-70份。其中，所述硅烷类化合物偶联剂为粒度50-80目之间的粉末状；所述凹凸棒粉的粒度为1500-2000目；所述过氧化二异丙苯的粒度为20-50目；所述焦磷酸钠粒度为50-100目；所述十二烷基苯磺酸钠粒度为400-600目；所述微晶纤维素粒度为300-500目。
2.根据权利要求1所述一种混凝土抗裂防水粉剂添加剂及其制备方法，其特征在于：所述制备方法包括下述步骤：将计量好的硅烷类化合物偶联剂、凹凸棒粉、过氧化二异丙苯、焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、微晶纤维素送入低速预拌筒预拌，而后送入升温恒压变频式搅拌机进行混合，再根据需要计量分配到包装袋中封口即为成品。
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