CN111608208A - 一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材 - Google Patents

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陈习惠
许家成
曾欣
曾佳云
曾于洋
项晓睿
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    • E02D31/00Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/02Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water

Abstract

本发明公开了一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,它包括防水片层主体以及涂覆于防水片层主体上的高分子自粘胶层和砂粒防粘层,所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子均匀混合而成;螯合吸水树脂颗粒包括吸水树脂颗粒及螯合在吸水树脂颗粒上的螯合剂,螯合剂是由氯化钙、六水合氯化镁和三氯化铁中的一种或几种进行组合而成。本发明的预铺卷材,遇水后能吸水膨胀封闭卷材和混凝土之间的缝隙防止结构渗漏,解决了现有预铺卷材的砂粒防粘层与混凝土结构粘结不良引起的窜水、渗漏的技术缺陷,生产方式更加安全、环保。

Description

一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材
技术领域
本发明属于建筑防水材料技术领域,具体涉及一种时间可控制的且遇水后能吸水膨胀封闭卷材和混凝土之间的缝隙防止结构渗漏的预铺卷材。
背景技术
在目前的技术条件下,针对地下结构底板防水常采用预铺反粘或砂面防水卷材作为预铺材料。将混凝土浇捣在预铺卷材上,待混凝土固化时和卷材面层上的沙子的紧密结合,使卷材粘贴在混凝土结构上形成良好的防水层。防止结构于卷材之间窜水。虽然该技术有一定的铺设难度,但是具有较好的防水效果,在工程项目上比较流行。
由于建筑结构有其复杂性,大结构混凝土的收缩性也很大,会将粘结在结构底板的卷材上的砂子拉脱落。在预铺卷材施工过程中,卷材边界的固定困难,同时在卷材铺贴上后由于上部扎钢筋等后续工序施工会使卷材表面污染,引起了卷材和结构体分离形成缝隙,在地下水或雨水的侵蚀下造成缝隙间的窜水。此外,以砖混或砼结构建筑物,因结构形变、砂浆(混凝土)的水化收缩、以及热胀冷缩原因都会使其产生很多的裂纹,地下水或雨水会通过裂纹渗入建筑物内,造成建筑防水失败。而裂纹的存在也是建筑目前的通病,虽然学者从各方面努力,但因施工、养护及人等各方面的因素,砂浆和混凝土的裂缝仍然在所难免。地下结构维修有很大的难度,需要能够自我封闭的材料。
发明内容
为彻底解决混凝土与防水卷材之间的窜水的问题,本发明第一个目的是提供一种能够在启动剂作用下高倍数吸水膨胀的吸水树脂颗粒完全代替(或部分代替)预铺卷材用的普通砂粒。这种吸水树脂颗粒在普通水浸泡的时候,没有启动剂的作用不发生吸水膨胀,处于休眠状态。启动剂表面由一层碱溶性聚合物严密包裹,在混凝土浇捣、固化后,由于水泥内的材料析出氢氧化钙的成分呈碱性,可逐渐、缓慢的溶解启动剂表面的碱溶性聚合物。待有地下水或雨水进入卷材与建筑物之间的缝隙,启动剂在液体环境中与吸水树脂相互作用,开始迅速吸水膨胀。填补卷材和混凝土的间隙,彻底封闭混凝土的下表面,防止地下水的渗透,起到了彻底防水的作用。
当施工工程地基基础挖好后,按建筑设计要求设定基础形状,并按设计要求在基础之上铺设卷材,再在卷材上按设计要求绑扎混凝土钢筋,并分区域浇捣混凝土形成基础结构。但这些工序需要一定的时间,短者几天,长者达半个月。如果采用直接遇水膨胀的材料,在此期间下雨或者外部水流入时,会将卷材浸泡在水中,遇水后就会快速吸水膨胀,使后期混凝土收缩,也会同样产生缝隙,造成窜水,失去了材料的防水性能。本发明中将吸水树脂进行深度螯合,使其在“解螯合”前遇普通雨水或地下水不会吸水膨胀。而被碱溶聚合物包裹的启动剂在混凝土浇捣后,水泥水化会后会溶出很多的碱性物质。一段时间后,启动剂表面的碱溶聚合物会逐渐溶解并缓慢释放出启动剂,在有雨水或地下水流入后,启动剂对螯合吸水树脂进行“解螯合”,吸水树脂重新获得吸水膨胀能力,阻止水的通路起到了防水、防窜水的作用。
本发明的另外一个目的是提供螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒的制备方法。本发明改进使用溶剂对碱溶性聚合物的溶解,采用环保、安全的制备方案,使吸水膨胀更加安全、可靠。
本发明使用的螯合吸水树脂颗粒是一种经过深度螯合的吸水树脂颗粒,将普通吸水树脂颗粒在特定的螯合剂中螯合一定的时间,再沥干并干燥,使其在雨水或地下水中不发生吸水膨胀。
本发明采用的技术方案如下:
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于包括防水片层主体以及涂覆于防水片层主体上的高分子自粘胶层和砂粒防粘层,所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子均匀混合而成;螯合吸水树脂颗粒包括吸水树脂颗粒及螯合在吸水树脂颗粒上的螯合剂,所述螯合剂是由氯化钙、六水合氯化镁和三氯化铁中的一种或几种进行组合而成;所述启动剂为金属盐,其能够在水中溶解形成Na+、K+、Li+、碳酸根离子、硫酸根离子、硅酸根离子中的任意一种或多种离子。其中被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒,是由启动剂颗粒及包裹在启动剂颗粒外表面的碱溶性聚合物组成。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-30份
六水合氯化镁 5-55份
三氯化铁 5-60份。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-30份
六水合氯化镁 5-20份
三氯化铁 5-50份。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-20份
六水合氯化镁 5-40份
三氯化铁 5-60份。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述启动剂颗粒为碳酸钠、硅酸钠、硫酸钠、碳酸锂、碳酸钾中的一种或几种;所述碱溶性聚合物采用碱溶性羟乙基纤维素、紫胶、丙烯酸改性聚合物中的至少一种。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述防水片层主体的材质为HDPE、TPO、EVA或ECB。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子按1:0.5~1.5:1~3均匀混合而成,螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒或砂子的粒径在20-100目,优选为30-50目。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合吸水树脂颗粒的制备方法包括以下步骤:
1)将螯合剂加入到清水中,充分搅拌至完全溶解,得到螯合剂溶液;
2)将吸水树脂颗粒加入到螯合剂溶液中,保持搅拌,使螯合剂对吸水树脂颗粒表面进行螯合处理,然后将吸水树脂颗粒捞出并沥干水分,烘干,即制得所述的螯合吸水树脂颗粒。
所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒的制备方法包括以下步骤:
S1:将氢氧化钠溶于清水中得到碱液,然后将碱溶性聚合物溶于上述配制的碱液中进行充分搅拌直至材料全部溶解,得到混合液A;
S2:以步骤S1所得混合液A和启动剂颗粒为原料,并采用流化床喷涂法进行喷涂,得到碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒;
S3:将步骤S2所得包裹后的启动剂颗粒浸泡在弱酸性水中,以去除颗粒表层的残余碱液,烘干,即制得所述的被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒。
本发明的预铺卷材制备过程中,在防水片层主体上表面涂覆高分子自粘胶层,把螯合后的吸水树脂颗粒与包裹后的无机碱颗粒按比例与砂子一起混合均匀,压覆于高分子自粘胶层上,形成所述的预铺卷材。
本发明将深度螯合后的吸水树脂颗粒以及被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒制成的砂粒防粘层,预铺于地下结构的底面。在铺设后无论基坑是否有水,不影响后期的工程施工。浇捣混凝土后,如果基坑有水,利用混凝土碱性的特性,启动剂表面的碱溶性聚合物逐渐溶解,使吸水树脂解螯合,恢复吸水膨胀的能力。吸水树脂颗粒吸水膨胀封闭水流通道,从而起到了有水状态下的建筑防水。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:
1、解决了现有预铺卷材的砂粒防粘层与混凝土结构粘结不良引起的窜水、渗漏的技术缺陷;
2、解决了现有吸水树脂难以长时间裸露的问题,给施工提供了极大方便;
3、启动剂表面的碱溶性聚合物的溶解时间可控,生产方式更加环保、安全。
本发明的核心是通过对吸水树脂进行深度螯合,使其在清水中不吸水膨胀;对启动剂碳酸钠等解鳌合物质颗粒进行表面碱溶性聚合物包裹,使其在清水中不溶解。利用水泥水化时碱性物质溶出,碱溶性聚合物在不同ph值下的溶解不同的特性,如低醚化羟乙基纤维素只可在碱溶液里溶解。使颗粒在表露的通常下只是普通的砂粒,在后期有水渗入其中时,碱溶性聚合物溶解,露出内部的启动剂碳酸钠等解鳌合物质,对吸水树脂进行解螯合,吸水树脂开始吸水膨胀。填充了混凝土与防水卷材之间的缝隙,阻止水流的继续上升,起到了智能化防水作用,在建筑地下防水使用方法是重大的突破。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
以下实施例和对比例中:
防水片层主体采用TPO防水卷材;
高分子自粘胶层采用热熔胶,购自于杭州邦林热熔胶有限公司;
吸水树脂颗粒是购自于南通拜森化工有限公司,型号为DS-3012;
丙烯酸改性聚合物购自于广州市华驰化工有限公司,型号为LATEX-760;
螯合吸水树脂颗粒的粒径在30-50目,被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒的粒径在30-50目,砂子的粒径在30-50目。
实施例1:
一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,包括1.2 mm厚的防水片层主体,防水片层主体上涂覆0.3mm厚的高分子自粘胶层和0.3mm厚的砂粒防粘层,所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子按照1:1:2的质量比均匀混合而成。
所述螯合吸水树脂颗粒的制备方法包括以下步骤:
1)将40g螯合剂加入到300mL清水中,充分搅拌至完全溶解,得到螯合剂溶液;
2)将50g吸水树脂颗粒加入到步骤1)所得螯合剂溶液中,保持搅拌,使螯合剂吸附于吸水树脂颗粒表面,且螯合剂对吸水树脂颗粒表面进行螯合处理,然后将吸水树脂颗粒捞出并沥干水分,烘干,即制得所述的螯合吸水树脂颗粒。
其中所述螯合剂是由以下重量份的组分组成:
氯化钙 10 份
六水合氯化镁 30 份
三氯化铁 60 份。
所述被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒的制备方法包括以下步骤:
S1:将15g氢氧化钠溶于150mL清水中得到碱液,然后将10g低醚化度羟乙基纤维素(购自于广州市润宏化工有限公司)和50g丙烯酸改性聚合物溶于上述配制的碱液中进行充分搅拌直至材料全部溶解,得到混合液A;
S2:以200g碳酸钠和步骤S1所得混合液A为原料,采用流化床喷涂法进行喷涂,得到碱溶性聚合物包裹启动剂颗粒,一次包裹不够可进行二次包裹,以使碱溶性聚合物将启动剂颗粒完全包裹覆盖;
S3:将步骤S2所得包裹后的启动剂颗粒浸泡在pH为4-6的弱酸性水溶液中,以去除颗粒表层的残余碱液,烘干并用电导率仪进行检验包过滤,即制得所述的被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒。
实施例2:
一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其结构与实施例1相同,不同之处仅在于“螯合剂的组分组成配比不同”。
实施例2的螯合剂是由以下重量份的组分组成:
氯化钙 2 份
六水合氯化镁 20 份
三氯化铁 50 份。
实施例3:
一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其结构与实施例1相同,不同之处仅在于“螯合剂的组分组成配比不同”。
实施例3的螯合剂是由以下重量份的组分组成:
氯化钙 30 份
六水合氯化镁 40 份
三氯化铁 30 份。
实施例4:
一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其结构与实施例1相同,不同之处仅在于“螯合剂的组分组成配比不同”。
实施例4的螯合剂是由以下重量份的组分组成:
氯化钙 30 份
六水合氯化镁 20 份
三氯化铁 10 份。
对实施例1-4制备的螯合吸水树脂颗粒进行吸水性能测试:螯合吸水树脂颗粒在清水中或配方为C30混凝土浆液中,于室温下浸泡7d,螯合吸水树脂颗粒的吸水膨胀率均不大于5%。
对实施例1-4制备的被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒进行溶解性能测试:被碱溶性聚合物包裹的启动剂在清水中于室温下浸泡7d,基本不会溶解。被碱溶性聚合物包裹的启动剂,于室温下浸泡在配方为C30混凝土浆液中,可以观察无机碱外表面包裹的碱溶性聚合物缓慢的溶解,浸泡24h后被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒被完全溶解,其中被包裹的启动剂也溶解在C30混凝土浆液中。
对比例1:
一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其结构与实施例1相同,不同之处仅在于“砂粒防粘层的组成不同”。对比例1的砂粒防粘层单独由砂子组成,砂粒防粘层的厚度也是0.3mm。
对实施例1和对比例1制备的预铺卷材分别进行性能测试:
采用GB/T 23457-2017的检测标准,将配方为C30混凝土浇筑在预铺卷材的砂粒防粘层上,最后测试预铺卷材与混凝土之间的剥离强度。结果发现:实施例1的预铺卷材与混凝土之间的剥离强度,相较于对比例1的预铺卷材与混凝土之间的剥离强度大致相当。
采用GB/T 23457-2017的检测标准,将配方为C30混凝土浇筑在预铺卷材的砂粒防粘层上,结合完成之后,在后期渗水的情况下测试预铺卷材与混凝土之间的剥离强度。结果发现:实施例1的预铺卷材与混凝土之间的剥离强度,相较于对比例1的预铺卷材与混凝土之间的剥离强度约降低10%,但是基本阻止了渗水的继续上升扩散。
可以看出,本发明的预铺卷材与混凝土的结合能力并没有明显下降,但是本发明的预铺卷材能够有效地解决渗水的问题。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (9)

1.一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于包括防水片层主体以及涂覆于防水片层主体上的高分子自粘胶层和砂粒防粘层,所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子均匀混合而成;
螯合吸水树脂颗粒包括吸水树脂颗粒及螯合在吸水树脂颗粒上的螯合剂,所述螯合剂是由氯化钙、六水合氯化镁和三氯化铁中的一种或几种进行组合而成;所述启动剂为金属盐,其能够在水中溶解形成Na+、K+、Li+、碳酸根离子、硫酸根离子、硅酸根离子中的任意一种或多种离子。
2.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-30份
六水合氯化镁 5-55份
三氯化铁 5-60份。
3.如权利要求2所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-30份
六水合氯化镁 5-20份
三氯化铁 5-50份。
4.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合剂包括以下重量份的组分:
氯化钙 2-20份
六水合氯化镁 5-40份
三氯化铁 5-60份。
5.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述启动剂颗粒为碳酸钠、硅酸钠、硫酸钠、碳酸锂、碳酸钾中的一种或几种;所述碱溶性聚合物采用碱溶性羟乙基纤维素、紫胶、丙烯酸改性聚合物中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述防水片层主体的材质为HDPE、TPO、EVA或ECB。
7.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述砂粒防粘层是由螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒及砂子按1:0.5~1.5:1~3均匀混合而成,螯合吸水树脂颗粒、被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒或砂子的粒径在20-100目,优选为30-50目。
8.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述螯合吸水树脂颗粒的制备方法包括以下步骤:
1)将螯合剂加入到清水中,充分搅拌至完全溶解,得到螯合剂溶液;
2)将吸水树脂颗粒加入到螯合剂溶液中,保持搅拌,使螯合剂对吸水树脂颗粒表面进行螯合处理,然后将吸水树脂颗粒捞出并沥干水分,烘干,即制得所述的螯合吸水树脂颗粒。
9.如权利要求1所述的一种时间可控制的吸水膨胀堵漏型预铺卷材,其特征在于所述被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒的制备方法包括以下步骤:
S1:将氢氧化钠溶于清水中得到碱液,然后将碱溶性聚合物溶于上述配制的碱液中进行充分搅拌直至材料全部溶解,得到混合液A;
S2:以步骤S1所得混合液A和启动剂颗粒为原料,并采用流化床喷涂法进行喷涂,得到碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒;
S3:将步骤S2所得包裹后的启动剂颗粒浸泡在弱酸性水中,以去除颗粒表层的残余碱液,烘干,即制得所述的被碱溶性聚合物包裹的启动剂颗粒。
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