CN112142437A - 水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法 - Google Patents

水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：水泥35‑55份；硅酸钠10‑25份；N，N′‑二(乙二酰基苯基)草酰胺2‑8份；有机酸3‑9份；葡糖糖酸钠0.1‑0.5份；表面活性剂8‑15份；沸石5‑10份；可再分散性乳胶粉3‑8份；超支化聚合物1‑3份；石英砂8‑16份；矿粉5‑10份。本发明的N，N′‑二(乙二酰基苯基)草酰胺会部分水解产生草酸，草酸与混凝土中的钙离子发生化学反应，生成不溶性晶体，该晶体与硅酸钙晶体构造不同，两者配合能够对缝隙进行更加密闭的填堵，在后期自修复阶段，沸石中吸附的N，N′‑二(乙二酰基苯基)草酰胺缓慢释放，以此，实现长期的对缝隙进行辅修的效果。

Description

水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。
背景技术
现有技术中申请号为“CN201710731382.9”的一种水泥基渗透结晶型防水材料，包括如下重量份的原料：水泥：30-50份；硅酸钠：8-20份；络合剂：2-10份；粉末状有机酸：3-6份；可再分散性乳胶粉：2-8份；超支化聚合物：0.5-4份；粉煤灰：10-20份；矿粉：6-12份；减水剂：0.1-1.5份；所述可再分散性乳胶粉和超支化聚合物的添加质量比为4:1；所述络合剂为EDTA和草酸中的至少一种；所述粉末状有机酸为柠檬酸、苯甲酸、富马酸中的至少一种；所述超支化聚合物为端羟基超支化聚酯，所述超支化聚合物的羟基数为10-12/mol，羟值为600mg·KOH/g，酸值<20mg·KOH/g，分子量为1100g/mol。其通过增加水泥基渗透结晶型防水材料的弹性，减少裂缝处的内应力，提高混凝土的抗压强度，但上述水泥基渗透结晶型防水材料在前期结晶速率较慢，后期对混凝土的补强不足，所产生的硅酸钙晶体对孔隙的填堵效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水泥基渗透结晶型防水材料，包括以下重量份的原料：水泥35-55份；硅酸钠10-25份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺2-8份；有机酸3-9份；葡糖糖酸钠0.1-0.5份；表面活性剂8-15份；沸石5-10份；可再分散性乳胶粉3-8份；超支化聚合物1-3份；石英砂8-16份；矿粉5-10份。
优选的，包括以下重量份的原料：水泥38份；硅酸钠15份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺5份；有机酸5份；葡萄糖酸钠0.2份；表面活性剂9份；沸石6份；可再分散性乳胶粉5份；超支化聚合物1份；石英砂10份；矿粉7份。
优选的，所述有机酸为粉末状的EDTA，所述表面活性剂为烷基二甲基磺乙基甜菜碱，所述沸石为天然沸石，该天然沸石为斜发沸石、丝光沸石、菱沸石中的一种，所述可再分散性乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，所述超支化聚合物为端羟基超支化聚酯。
优选的，所述沸石和N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺的添加质量比为6：5。
优选的，所述硅酸钠的分子式为Na2O·nSiO2，其中，n的取值范围为2-2.8。
优选的，所述石英砂粒径≤0.2mm。
一种如上述任一项所述的水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，包括以下步骤：
S101：将N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石混合均匀，加入适量纯净水，搅拌15min，低温静置20min；
S102：将步骤S101中的静置液低温烘干，得到N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石的混合物A；
S103：将水泥、硅酸钠、有机酸、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂和矿粉混合均匀得到混合物B；
S104：将混合物A加入至混合物B中，并搅拌均匀即得。
优选的，所述步骤S101还包括对沸石进行预处理，步骤为：将沸石浸泡在有机酸内20min，取出风干。
优选的，所述步骤S101中低温静置时的温度为5-10℃。
优选的，所述步骤S102中低温烘干时的温度为5-10℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的水泥基渗透结晶型防水材料在使用的过程中，在初始阶段溶液为弱酸性，部分硅酸钠与混凝土内部的钙离子发生化学反应，生成不溶性的硅酸钙结晶物，此外，一部分有机酸用于维持N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺状态，防止其水解，一部分有机酸用于与混凝土中的钙离子发生络合反应，形成可溶性络合物，在混凝土中迁移和渗透，以此，可与一部分硅酸钠发生离子交换反应，一部分有机酸用于与硅酸钠直接反应生成硅胶弹性体，缓解混凝土内应力，提高混凝土整体抗压强度，其中，葡萄糖酸钠在用作减水剂的同时能够增加整体材料的流动性，表面活性剂为能够加快水泥渗透效率，以及加快水泥的水化和结晶体的形成，提高水泥耐高浓度酸、碱、盐的性能，其中，一部分沸石用于对内嵌吸附N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺，实现后期缓慢释放N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺，一部分沸石用于提高水泥前期结晶速率，其中，N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺溶于水，随水在水泥中流动，由于混凝土内呈现弱碱性，N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺会部分水解产生草酸，草酸与混凝土中的钙离子发生化学反应，生成不溶性晶体，该晶体与硅酸钙晶体构造不同，两者配合能够对缝隙进行更加密闭的填堵，即，游离的N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺会在游离的过程中对硅酸钙晶体进行修复补晶，在后期自修复阶段，未水化的水泥产生新的晶体把缝隙堵住，沸石中吸附的N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺缓慢释放，实现长期的对缝隙进行辅修的效果。
附图说明
图1为本发明的水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种水泥基渗透结晶型防水材料，包括以下重量份的原料：水泥38份；硅酸钠15份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺5份；有机酸5份；葡萄糖酸钠0.2份；表面活性剂9份；沸石6份；可再分散性乳胶粉5份；超支化聚合物1份；石英砂10份；矿粉7份；
其中，硅酸钠的分子式为Na2O·2SiO2，有机酸为粉末状的EDTA，表面活性剂为烷基二甲基磺乙基甜菜碱，沸石为天然沸石，该天然沸石为斜发沸石、丝光沸石、菱沸石中的斜发沸石，可再分散性乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，超支化聚合物为端羟基超支化聚酯，该端羟基超支化聚酯的羟基数为10-12/mol，羟值为600mg·KOH/g，酸值<20mg·KOH/g，分子量为1100g/mol；石英砂粒径为0.2mm，矿粉为S95矿粉，
其中，该水泥基渗透结晶型防水材料的各组分原料重量的取样范围具体为：水泥35-55份；硅酸钠10-25份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺2-8份；有机酸3-9份；葡糖糖酸钠0.1-0.5份；表面活性剂8-15份；沸石5-10份；可再分散性乳胶粉3-8份；超支化聚合物1-3份；石英砂8-16份；矿粉5-10份；此外，沸石和N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺的添加质量比为6：5；
制备方法：
S101：将沸石浸泡在有机酸内20min，取出，常温风干，以此，对沸石进行酸化处理，将N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石混合均匀，加入适量纯净水，其中，纯净水能没过混合物即可，搅拌15min，5℃下静置20min；
S102：在10℃下，将静置后的混合物烘干，去除水分，得到N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石的混合物A，以此，将部分N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺吸附在沸石的孔隙中，配合EDTA，对N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺进行存储；
S103：将水泥、硅酸钠、有机酸、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂和矿粉混合均匀得到混合物B；
S104：将混合物A加入至混合物B中，并搅拌均匀即得；
对比例1：
一种水泥基渗透结晶型防水材料，与实施例1不同的是，未添加N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺成分，其他各组份相同；
制备方法：由于未添加N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺成分，对制备方法作相应调整，即，将水泥、硅酸钠、有机酸、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂、矿粉和沸石混合搅拌均匀即得；
对比例2-4：
一种水泥基渗透结晶型防水材料，与实施例1不同的是，各组分相同，仅N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和有机酸的含量不同，具体的，N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺的含量依次为：2份、6份、8份，有机酸的含量依次为：3份、7份、9份；
制备方法同实施例1；
实施例5：
一种水泥基渗透结晶型防水材料，与实施例1不同的是，未添加沸石成分，其他各组分相同；
制备方法：由于未添加沸石成分，对制备方法作相应调整，即，将水泥、硅酸钠、有机酸、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂、矿粉和N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺混合搅拌均匀即得；
实施例6：一种水泥基渗透结晶型防水材料，与实施例1不同的是，未添加有机酸成分，其他各组分相同；
制备方法：由于未添加有机酸成分，对制备方法作相应调整，具体如下：
S101：将N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石混合均匀，加入适量纯净水，其中，纯净水能没过混合物即可，搅拌15min，5℃下静置20min；
S102：在10℃下，将静置后的混合物烘干，去除水分，得到N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石的混合物A，以此，将部分N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺吸附在沸石的孔隙中，对N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺进行存储；
S103：将水泥、硅酸钠、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂和矿粉混合均匀得到混合物B；
S104：将混合物A加入至混合物B中，并搅拌均匀即得。
性能测试：
将实施例1和对比例1-6对下述项目进行检测，执行国标编号为GB18445-2012，检测结果见表1：
表1水泥基渗透结晶型防水材料性能检测结果
Figure BDA0002680241220000031
Figure BDA0002680241220000041
试验结果分析：
由表1可以看出，实施例1和对比例2-4所提供的防水材料符合GB18445-2012的性能指标要求，其中抗压强度、湿基面粘结强度、抗渗压力比(带涂层)、抗渗压力比(去除涂层)等性能指标都远超过标准的要求，其中实施例1结果较优，由此可见，实施例1的各组分配比为最佳组分配比，其中对比例2和对比例6部分试验项目不符合GB18445-2012的性能指标要求，将对比例1与实施例1和对比例2-4的试验结果对比分析可知，加入的N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺对水泥防渗和后期补强具有明显的作用效果，将对比例6与实施例1和对比例2-4的试验结果对比分析可知，有机酸(EDTA)对水泥的防渗、抗压、抗折性能有着重要作用，其他各组分配合有机酸才能发挥更优作用，其中，对比例5于实施例1和对比例2-4相比，在带涂层混凝土的第二次抗渗压力项目上相比具有劣势，说明沸石对N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺有暂时性存储作用，缓释N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺，对混凝土后期具有长期补强作用。
此外，对于实施例1和对比例2-4，经施工应用测试，该防水材料符合施工应用要求，兑水范围宽(适用不同干湿程度的基面)，流动性好，通过葡萄糖酸钠的缓凝作用，可施工时间＞45min，易施工；施工后表面与基面粘结牢固，无起皮无脱落，能与后续普通砂浆层粘结牢固，施工效果佳。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥35-55份；硅酸钠10-25份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺2-8份；有机酸3-9份；葡糖糖酸钠0.1-0.5份；表面活性剂8-15份；沸石5-10份；可再分散性乳胶粉3-8份；超支化聚合物1-3份；石英砂8-16份；矿粉5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥38份；硅酸钠15份；N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺5份；有机酸5份；葡萄糖酸钠0.2份；表面活性剂9份；沸石6份；可再分散性乳胶粉5份；超支化聚合物1份；石英砂10份；矿粉7份。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述有机酸为粉末状的EDTA，所述表面活性剂为烷基二甲基磺乙基甜菜碱，所述沸石为天然沸石，该天然沸石为斜发沸石、丝光沸石、菱沸石中的一种，所述可再分散性乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，所述超支化聚合物为端羟基超支化聚酯。
4.根据权利要求3所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述沸石和N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺的添加质量比为6：5。
5.根据权利要求2所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述硅酸钠的分子式为Na2O·nSiO2，其中，n的取值范围为2-2.8。
6.根据权利要求2所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：所述石英砂粒径≤0.2mm。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：将N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石混合均匀，加入适量纯净水，搅拌15min，低温静置20min；
S102：将步骤S101中的静置液低温烘干，得到N，N′-二(乙二酰基苯基)草酰胺和沸石的混合物A；
S103：将水泥、硅酸钠、有机酸、葡萄糖酸钠、表面活性剂、可分散性乳胶粉、超支化聚合物、石英砂和矿粉混合均匀得到混合物B；
S104：将混合物A加入至混合物B中，并搅拌均匀即得。
8.根据权利要求7所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S101还包括对沸石进行预处理，步骤为：将沸石浸泡在有机酸内20min，取出风干。
9.根据权利要求7所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S101中低温静置时的温度为5-10℃。
10.根据权利要求7所述的一种水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S102中低温烘干时的温度为5-10℃。
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