CN113105767A - 一种高抗渗自愈防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种有自养护功能的高抗渗自愈防水涂料。这种高抗渗自愈防水涂料由一定重量份比的由硅酸盐水泥、石英砂、甲酸钙、聚硅氧烷‑多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂、海泡石纤维、淀粉接枝丙烯酸盐、锂辉石粉制备而成混合制备而成。本发明所公开的高抗渗自愈防水涂料，生产成本低、养护周期短、质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种有自养护功能的高抗渗自愈防水涂料。
背景技术
随着社会进步及城市化进程的加快，对建筑防水的要求越来越高，2019年住建部第二次发布《住宅项目规范》征求意见稿。意见稿中，对住宅建筑的设计工作年限做了规定：其中结构寿命不低于50年，屋面与卫生间防水寿命不低于20年，地下室防水不低于结构设计年限。传统的防水卷材和防水涂料已经不能充分满足未来建筑防水的需求。在防水材料寿命到期后，尤其是很多地下工程及隐蔽工程，发生渗漏后对防水层维修已经没有可能，只能对结构本体进行维修来达到防水目的，所以结构体自防水也成了未来几十年建筑物与构筑物最后的防水屏障。
加拿大赛柏斯，美国澎内传等国外公司结构体自防水材料领域做了深入研究，并有产品在国内销售，但价格高，并且运输不便。近年来我国广大科研工作者在该领域取得了一定的突破，取得了一些成果，例如：专利号CN101074355A，CN101928124A，CN105272065A等。但是产品效果不稳定，反应周期长，严重影响了结构体自防水材料在市场上的推广应用。
目前市场上结构体自防水材料以水泥基渗透结晶类防水涂料为主，该类材料往往需要28天的保湿养护期才能达到标准要求，无法实现通过短期掩护或者自然养护实现效果，而实际工程应用中很难提供这样的环境，也就导致该类产品在实际难以推广，或者产品效果难以体现，性能不稳定。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有自防水材料价格偏高，养护周期长，性能不稳定的问题，本发明提供一种成本低、养护周期短、质量稳定的高抗渗自愈防水涂料，这种高抗渗自愈防水涂料由硅酸盐水泥、石英砂、甲酸钙、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂、海泡石纤维、淀粉接枝丙烯酸盐、锂辉石粉制备而成，上述各组分的重量比为: 硅酸盐水泥250～450份、石英砂400～600份、锂辉石粉160-240份、甲酸钙10～20份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物1～4份、硅烷偶联剂2～8份、海泡石纤维0 ～80份 、淀粉接枝丙烯酸盐0 ～8份。本发明所公开硅酸盐水泥为强度等级为42.5～52.5，石英砂粒度为70-120目，硅烷偶联剂为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂中的一种或几种的混合物。硅烷偶联剂优选氨基硅烷偶联剂。
本发明高抗渗自愈防水涂料制备方法如下：
步骤1、海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；
步骤2、将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌10～40分钟，110-180℃下烘干1至3小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至250～400目,制得处理好的锂辉石粉，备用；
步骤3、将处理好的锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
本发明是采用无机化学物质为主，辅助部分有机化学物质制备成的干粉状材料，通过渗透结晶和自养护作用提升混凝土自身的密实度和各项指标，达到混凝土结构自防水的目的。
本发明的粉料和适量水拌和成浆状体涂覆在充分润湿的混凝土基面上，聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物能够显著降低混凝土面层内部毛细孔压力，为渗透发生创造有利条件。同时，涂层内的高浓度化学物质在混凝土表面形成了浓度梯度，为渗透作用发生提供了充分动力。发明中的硅酸盐水泥与甲酸钙最先发生水化反应，固化涂层，提高涂层抗水冲刷和抗剥落能力。涂层中的成分进一步水化，形成活性二氧化硅和活性三氧化二铝，这些活性物质和组分中未反应的甲酸钙和硅烷偶联剂通过梯度浓度迁移到混凝土孔隙中，甲酸钙能够促进混凝土中水泥颗粒的进一步水化，与活性化学物质形成密实、交错的针状结晶，切断水的渗漏通道并于水泥水化石形成一体化水化石，组分中的硅烷偶联剂进一步水解，水解产物能够连接水泥水化石与集料，改善集料过渡界面的微观结构，最终提高了混凝土强度和抗渗性能。形成的结晶体使水泥水化石足够密实后，来自各个方向的水被阻断，组分中的活性物质被包裹在水泥水化石中，进入休眠状态。当混凝土结构再次遭遇病害水侵入，活性物质被再次激活，重复结晶过程，直到渗水通道再次阻断，通过这个反应的往复进行，混凝土就有了自愈性。
具体实施方式
下面结合具休实施事例，进一步阐述本发明。应理解为，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做出的各种改动或修改，这些等价形式仍属于本发明申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1 配方（重量份数比）：
强度等级为42.5的硅酸盐水泥250份、70目石英砂400份、锂辉石粉160份、甲酸钙10份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物1份、乙烯基硅烷偶联剂2份、海泡石纤维0份、淀粉接枝丙烯酸盐0份。
制备时将将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌10分钟，110℃下烘干1.5小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至250目,制得处理好的锂辉石粉,备用；将处理好的锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例2 配方（重量份数比）：
强度等级为42.5的硅酸盐水泥250份、90目石英砂500份、锂辉石粉160份、甲酸钙10份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物1份、氨基硅烷偶联剂4份、海泡石纤维10份、淀粉接枝丙烯酸盐1份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌10分钟，110℃下烘干3小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至250目,制得处理好的锂辉石粉,备用；将处理好的锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例3 配方（重量份数比）：
强度等级为52.5的硅酸盐水泥250份、70目石英砂400份、锂辉石粉200份、甲酸钙15份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2份、环氧基硅烷偶联剂4份、海泡石纤维20份、淀粉接枝丙烯酸盐2份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌20分钟，150℃下烘干2小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至250目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例4 配方（重量份数比）：
强度等级为52.5的硅酸盐水泥350份、90目石英砂500份、锂辉石粉200份、甲酸钙15份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物2份、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂4份、海泡石纤维20份、淀粉接枝丙烯酸盐2份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌20分钟，150℃下烘干1.5小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至300目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例5 配方（重量份数比）：
强度等级为42.5的硅酸盐水泥350份、110目石英砂600份、锂辉石粉240份、甲酸钙20份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物3份、乙烯基硅烷偶联剂8份、海泡石纤维60份、淀粉接枝丙烯酸盐6份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌40分钟，180℃下烘干2小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至400目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例6 配方（重量份数比）：
强度等级为52.5的硅酸盐水泥350份、120目石英砂600份、锂辉石粉240份、甲酸钙20份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物4份、氨基硅烷偶联剂8份、海泡石纤维80份、淀粉接枝丙烯酸盐8份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌40分钟，180℃下烘干2小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至400目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例7 配方（重量份数比）：
强度等级为52.5的硅酸盐水泥450份、100目石英砂500份、锂辉石粉200份、甲酸钙15份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物3份、氨基硅烷偶联剂6份、海泡石纤维60份、淀粉接枝丙烯酸盐6份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌30分钟，150℃下烘干2小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至350目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
实施例8 配方（重量份数比）：
强度等级为52.5的硅酸盐水泥450份、100目石英砂500份、锂辉石粉200份、甲酸钙15份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物3份、氨基硅烷偶联剂6份、海泡石纤维80份、淀粉接枝丙烯酸盐8份。
制备时将海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌30分钟，150℃下烘干2小时，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至350目,制得处理好锂辉石粉,备用；将处理好锂辉石粉放入固体搅拌机中，加入甲酸钙及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
本发明实施例性能指标如下:
| 序号 | 检测项目 | 单位 | 标准要求 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 某进口品牌 |
| 1 | 施工性（加水搅拌后） | 无 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 |
| 2 | 施工性（20min后） | 无 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 | 刮涂无障碍 |
| 3 | 抗折强度（28d） | MPa | ≥2.8 | 4.8 | 5.4 | 6.8 | 7.3 | 6.6 | 7.6 | 8.3 | 8.8 | 5.9 |
| 4 | 抗压强度（28d） | MPa | ≥15 | 27.8 | 36.3 | 43.2 | 46.9 | 44.2 | 48.7 | 52.2 | 56.9 | 29.8 |
| 5 | 湿基面粘接强度（28d） | MPa | ≥1.0 | 1.0 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.9 | 2.1 | 1.5 |
| 6 | 带涂层砂浆抗渗压力（28d） | MPa | 实测值 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.2 | 1.4 | 1.5 | 1.5 | 1.6 | 1.0 |
| 7 | 带涂层砂浆抗渗压力（14d） | MPa | 无要求 | 0.6 | 1.0 | 1.1 | 1.1 | 1.2 | 1.2 | 1.3 | 1.3 | -- |
| 8 | 带涂层砂浆抗渗压力比（28d） | % | ≥250 | 250 | 300 | 325 | 300 | 350 | 375 | 375 | 400 | 250 |
| 9 | 去除涂层砂浆抗渗压力（28d） | MPa | 实测值 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 1.1 | 1.2 | 1.2 | 1.3 | 0.7 |
| 10 | 去除涂层砂浆抗渗压力比（28d） | % | ≥175 | 200 | 225 | 250 | 225 | 275 | 300 | 300 | 325 | 175 |
| 11 | 带涂层混凝土抗渗压力（28d） | MPa | 实测值 | 1.1 | 1.2 | 1.4 | 1.3 | 1.3 | 1.5 | 1.4 | 1.6 | 1.0 |
| 12 | 带涂层混凝土抗渗压力（14d） | MPa | 无要求 | 0.6 | 1.0 | 1.2 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.3 | 1.4 | -- |
| 13 | 带涂层混凝土抗渗压力（28d） | % | ≥250 | 275 | 300 | 350 | 325 | 325 | 375 | 350 | 400 | 250 |
| 14 | 去除涂层混凝土抗渗压力（28d） | MPa | 实测值 | 0.9 | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 1.1 | 1.2 | 1.2 | 1.3 | 0.9 |
| 15 | 去除涂层混凝土抗渗压力比（28d） | % | ≥175 | 225 | 250 | 250 | 225 | 275 | 300 | 300 | 325 | 225 |
| 16 | 带涂层混凝土的第二次抗渗压力（56d） | MPa | ≥0.8 | 0.8 | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 1.1 | 1.5 | 1.4 | 1.7 | 0.8 |
由上表可知，本发明所公开高抗渗自愈防水涂料，生产成本低、养护周期短、质量稳定。
Claims (6)
1.一种高抗渗自愈防水涂料，其特征在于:由硅酸盐水泥、石英砂、甲酸钙、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂、海泡石纤维、淀粉接枝丙烯酸盐、锂辉石粉制备而成，上述各组分的重量比为: 硅酸盐水泥250～450份、石英砂400～600份、甲酸钙10～20份、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物1～4份、硅烷偶联剂4～9份、海泡石纤维0～80份、淀粉接枝丙烯酸盐0～10份、锂辉石粉0～80份。
2.如权利要求1所述的一种高抗渗自愈防水涂料，其特征在于所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5～52.5。
3.如权利要求1所述的一种高抗渗自愈防水涂料，其特征在于所述石英砂粒度为70～120目。
4.如权利要求1所述的一种高抗渗自愈防水涂料，其特征在于所述硅烷偶联剂为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基的硅烷偶联剂中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种高抗渗自愈防水涂料，其特征在于所所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
6.制备如权利要求1所述的高抗渗自愈防水涂料方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；
步骤1、将锂辉石粉装入高速固体搅拌机中，在搅拌过程中将聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、硅烷偶联剂混合液喷洒在粉体中，搅拌10～40分钟，110-180℃下烘干60～180分钟，待烘干后的混合物冷却至室温后，研磨粉碎至250～400目,制得处理好锂辉石粉,备用；
步骤2、海泡石纤维与淀粉接枝丙烯酸盐微粉在负压条件下混合均匀，制得处理好的海泡石纤维, 备用；
步骤3、将处理好锂辉石粉加入固体搅拌机中，然后加入甲酸钙，以及处理好的海泡石纤维，搅拌混合均匀，再加入硅酸盐水泥及石英砂，搅拌混合均匀，过筛、分装、备用。
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| CN113105767B (zh) | 2023-04-28 |
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