CN113979679B - 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法 - Google Patents

一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113979679B
CN113979679B CN202111375061.2A CN202111375061A CN113979679B CN 113979679 B CN113979679 B CN 113979679B CN 202111375061 A CN202111375061 A CN 202111375061A CN 113979679 B CN113979679 B CN 113979679B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
self
water
agent
based permeable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111375061.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113979679A (zh
Inventor
季晓丽
郝庆凯
李熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Liyang Road Reinforcement Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Liyang Road Reinforcement Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Liyang Road Reinforcement Technology Co ltd filed Critical Shanghai Liyang Road Reinforcement Technology Co ltd
Priority to CN202111375061.2A priority Critical patent/CN113979679B/zh
Publication of CN113979679A publication Critical patent/CN113979679A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113979679B publication Critical patent/CN113979679B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243—Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法，所述自修复地聚合物基渗透结晶防水材料包含如下重量组分：偏高岭土20‑50份、磨细矿渣微粉10‑30份、粉煤灰5‑8份、熔融硅微粉3‑5份、碱性激活剂20‑30份、表面改性剂2‑5份、硅烷浸渍剂2‑10份、渗透剂2‑3份、减水剂0.5‑2份、膨胀剂5‑15份、缓凝剂0.1‑1份、早强剂0.1‑0.5份。本发明提供的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，不但拥有较高的抗压强度，而且具有较好的韧性、耐久性和良好的自愈合性能；当防水层或修补的裂缝发生病害时，碱激发反应和活性物质遇水再次被激活，缩聚成致密的结晶体，起到自修复的作用。

Description

一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种地聚合物防水材料及其制备方法，尤其涉及一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法。
背景技术
在桥梁、隧道、道路工程中，绝大部分的病害都与水的侵蚀有关，水的侵蚀是缓慢而持久的，构筑物会在水、温度、湿度等因素的影响下，逐渐产生现有检测仪器难以发现的微小裂缝，因此，构筑物在施工、养护、修复过程中，防水作业刻不容缓。传统防水材料常采用沥青类、橡胶类、水泥类等，前两者存在窜水、分层、鼓包、耐久性差等问题，水泥类防水材料在成膜后韧性差，会随着构筑物沉降和错位影响防水效果；并且沥青类、橡胶类、水泥类防水材料能耗高，在生产过程中会产生大量的温室气体，严重污染环境；具有强度高、韧性好、耐久性好、结构致密、自修复性强的防水材料是未来的发展趋势。
地聚合物是由硅铝质原材料通过化学激发制备而成，具有硅氧四面体和铝氧四面体组成的三维立体网络结构，并有能耗低、污染性小、耐高温、耐酸碱、高强度等特点；碱激发地质聚合物材料二氧化碳排放量低，仅为普通硅酸盐水泥的1/5，具有广阔的发展前景。
针对传统防水材料的缺陷，结合地聚合物材料的优势，本发明创新性地提出一种有效解决防水、自修复微裂缝、低能耗的地聚合物防水材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法，具有高渗透、高活性、高强度、自愈合、韧性好等特点，主要提高构筑物的防水、渗透和自愈合的能力，也可应用于裂缝的修复、填充，提高构筑物的抗渗、抗开裂、自愈合等性能。
本发明为实现上述技术目标而采用的技术方案是提供一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包含如下组分：偏高岭土20-50份、磨细矿渣微粉10-30份、粉煤灰5-8份、熔融硅微粉3-5份、碱性激活剂20-30份、表面改性剂2-5份、硅烷浸渍剂2-10份、渗透剂2-3份、减水剂0.5-2份、膨胀剂5-15份、缓凝剂0.1-1份、早强剂0.1-0.5份。
进一步的，所述表面改性剂由水溶性的聚乙烯醇粉末和水溶性偶联剂复配而成，其中水溶性聚乙烯醇粉末重量含量为20-60％，水溶性偶联剂重量含量为30-80％；水溶性聚乙烯醇粉末的粘度为20.0-55.0mPa·s，细度为80-200目，水溶性偶联剂种类为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种。
进一步的，所述渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、氨基硫酸钠和烷基磺酸钠组成，其中脂肪醇聚氧乙烯醚重量含量为50-60％，氨基硫酸钠重量含量为20-30％，烷基磺酸钠重量含量为20-30％。
进一步的，所述缓凝剂按重量组分由20-40％的三聚磷酸钠、10-30％的六偏磷酸钠、30-50％的蔗糖复配而成；纯度为98-100％。
进一步的，所述硅烷浸渍剂具有水溶性，由磷酸盐、铵盐、异辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、硅酸乙酯和乳化剂中的两种或多种复配而成。
进一步的，所述早强剂由三乙醇胺、甲酸钙、硫酸钠复配而成，其中三乙醇胺重量含量占50-60％，甲酸钙重量含量占15-20％，硫酸钠重量含量占20-30％；纯度为98-100％。
进一步的，所述熔融硅微粉由天然石英砂经950-1050℃的高温熔炼，冷却后形成非晶态的二氧化硅，再经破碎、粉磨、浮选、提纯、高纯水处理加工而成；D50粒径分布为6.50-9.50μm，D90粒径分布为16.50-20.50μm，SiO2重量含量为98-100％，烧失量为0-0.50％，物理减水率为2-3％。
进一步的，所述膨胀剂为复合膨胀剂，比表面积为250-380m2/kg，主要化学组成按重量占比为：硫酸铝钾10-30％、氧化铝25-35％、氧化钙10-30％、氧化镁10-25％、硫铝酸钙25-40％。
进一步的，所述碱性激活剂为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠中的一种或多种，控制水玻璃的模数在1.2-2.4之间。
本发明为实现上述技术目标还提供一种上述自修复地聚合物基渗透结晶防水材料的制备方法，包括如下步骤：
S1)确定水料比为0.35-0.55，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20-30份、表面改性剂2-5份、硅烷浸渍剂2-10份、渗透剂2-3份、早强剂0.1-0.5份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当；
S2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土20-50份、磨细矿渣微粉10-30份、粉煤灰5-8份、熔融硅微粉3-5份、减水剂0.5-2份、膨胀剂5-15份、缓凝剂0.1-1份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B；
S3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液；
S4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，与传统的刚性或柔性防水材料相比，具有“刚柔并济”的特点，不但拥有较高的抗压强度，而且具有较好的韧性和耐久性，另外，其还有良好的自愈合性能；充分利用地聚合物材料的硅氧四面体三维网络结构，结合材料中的活性物质，当防水层或修补的裂缝发生病害时，碱激发反应和活性物质遇水再次被激活，缩聚成致密的结晶体，起到自修复的作用。可应用于路基防水、路面防水、隧道防水、桥面防水和高渗透注浆等领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明提供的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000031
Figure GDA0003402841070000041
所述偏高岭土是经600-800℃高温焙烧活化、冷却、研磨等工艺制备而成，细度为200-1250目，主要化学成分为Al2O3和SiO2。
所述磨细矿渣微粉比表面积为400-500m2/kg，28d活性指数为95-110％，主要化学成分重量组成为氧化钙35-45％、二氧化硅30-40％，氧化铝15-30％，氧化镁5-10％。
所述粉煤灰为高钙含量粉煤灰，其是由烟道气体中收集而来，主要化学成分为SiO2和Al2O3，CaO重量含量为10-20％，比表面积为400-450m2/kg，28d活性指数为75-85％，需水量比为90-100％，烧失量为1-2％。
所述熔融硅微粉是由天然石英砂经950-1050℃的高温熔炼，冷却后形成非晶态的二氧化硅，再经破碎、粉磨、浮选、提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成；D50为6.50-9.50μm，D90为16.50-20.50μm，SiO2含量为98-100％，烧失量为0-0.50％，物理减水率为2-3％。
至于辅助添加剂，现有技术大部分为单组分配方，虽然也有一些复配组分，但是难于很好地满足本发明的需求。具体来说：
所述碱性激活剂是钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠中的一种或多种，控制水玻璃的模数在1.2-2.4之间，氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠均为分析纯。
所述表面改性剂是由水溶性的聚乙烯醇粉末和水溶性偶联剂复配而成，其中水溶性聚乙烯醇粉末重量含量为20-60％，水溶性偶联剂重量含量为30-80％；水溶性聚乙烯醇粉末的粘度为20.0-55.0mPa·s，细度为80-200目，水溶性偶联剂种类为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种。相比单一组分的表面改性剂，更能提高地聚合物材料的柔韧性、粘结性、保水性、抗裂性等，从而改善材料界面性质，使其具有良好的防水性和韧性。
所述硅烷浸渍剂具有水溶性，是由磷酸盐、铵盐、异辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、硅酸乙酯和乳化剂中的两种或多种复配而成，且有穿透渗透性、防水、防紫外线和良好的耐腐蚀性。
所述渗透剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、氨基硫酸钠和烷基磺酸钠组成，其中按重量配比脂肪醇聚氧乙烯醚50-60％，氨基硫酸钠20-30％，烷基磺酸钠20-30％；其表面活性更好，渗透性更强，且稳定性和水溶性有所提高。
所述减水剂是萘系减水剂或聚羧酸减水剂，减水率为15-30％，且具有良好的保坍性能。
所述膨胀剂为复合膨胀剂，比表面积为250-380m2/kg，主要化学组成按重量占比为：硫酸铝钾10-30％、氧化铝25-35％、氧化钙10-30％、氧化镁10-25％、硫铝酸钙25-40％。
所述缓凝剂按重量组分是由20-40％的三聚磷酸钠、10-30％的六偏磷酸钠、30-50％的蔗糖复配而成，纯度为98-100％；其缓凝效果好，对地聚合物材料的强度无不利的影响，且有提高地聚合物材料和易性的作用。
所述早强剂为三乙醇胺、甲酸钙、硫酸钠复配而成，其中按重量组分三乙醇胺占50-60％，甲酸钙占15-20％，硫酸钠占20-30％；纯度为98-100％；相比单一组分早强剂而言，其性能更稳定可控，对后期强度的不利影响小，且提高了地聚合物渗透结晶防水材料的活性。
本发明提供的一种上述自修复地聚合物基渗透结晶防水材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)确定水料比为0.35-0.55，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20-30份、表面改性剂2-5份、硅烷浸渍剂2-10份、渗透剂2-3份、早强剂0.1-0.5份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土20-50份、磨细矿渣微粉10-30份、粉煤灰5-8份、熔融硅微粉3-5份、减水剂0.5-2份、膨胀剂5-15份、缓凝剂0.1-1份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液；倒入时间过快，导致搅拌不均匀，进而反应不充分；倒入时间过缓，影响反应进度。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
由于本发明涉及多种辅助添加剂，配制成两种混合液有助于反应更加充分、均匀，直接混在一起配制时，表面改性剂、硅烷浸渍剂、早强剂溶解不充分，并且碱性激发剂(氢氧化钠、氢氧化钾)溶解于水时，急剧放热，温度可达50-60℃，温度过高使得反应不可控，影响地聚合物材料的性能。
实施例1
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000061
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、表面改性剂2份、硅烷浸渍剂5份、渗透剂2份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土20份、磨细矿渣微粉28.8份、粉煤灰8份、熔融硅微粉5份、减水剂0.8份、膨胀剂8份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
实施例2
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000071
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、表面改性剂2份、硅烷浸渍剂5份、渗透剂2份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土30份、磨细矿渣微粉24.8份、粉煤灰5份、熔融硅微粉5份、减水剂0.8份、膨胀剂5份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
实施例3
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000081
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、表面改性剂2份、硅烷浸渍剂5份、渗透剂2份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土40份、磨细矿渣微粉15.8份、粉煤灰5份、熔融硅微粉4份、减水剂0.8份、膨胀剂5份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
实施例4
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000091
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、表面改性剂2份、硅烷浸渍剂2份、渗透剂2份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土50份、磨细矿渣微粉10份、粉煤灰5份、熔融硅微粉3份、减水剂0.6份、膨胀剂5份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
实施例5
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000101
本实施例所提供的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、表面改性剂5份、硅烷浸渍剂10份、渗透剂3份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土36份、磨细矿渣微粉10份、粉煤灰5份、熔融硅微粉5份、减水剂0.6份、膨胀剂5份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液。
(4)最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
对比例1
本对比例包括以下重量份数：
Figure GDA0003402841070000111
本对比例的制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.50，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20份、早强剂0.2份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当。
(2)然后配制混合液B，准确称取偏高岭土39份、磨细矿渣微粉20份、粉煤灰5份、熔融硅微粉5份、减水剂0.6份、膨胀剂10份、缓凝剂0.2份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B。
(3)其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到地聚合物材料浆液。
(4)最后将搅拌均匀的地聚合物浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到对比例1的地聚合物材料。
对比例2
本对比例采用市售的传统水泥基渗透结晶防水材料。
本对比例的制备方法包括以下步骤：
(1)确定水料比为0.40，首先准确称量水泥基渗透结晶粉料和水，将2/3的粉料和4/5的水投入到行星式搅拌机中，搅拌1-2min至浆液均匀。
(2)然后将剩余的1/3粉料投入到行星式搅拌机中，继续搅拌1-2min至浆液均匀。
(3)最后将剩余的1/4的水倒入行星式搅拌机，搅拌2-3min至浆液均匀，将其装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到对比例2的水泥基渗透结晶防水材料。
对比例1采用不掺加活性物质的地聚合物材料。对比例2是采用市售的水泥基渗透结晶防水材料，与地聚合物基渗透结晶防水材料做对比，少了碱性激活剂、硅烷浸渍剂、表面改性剂，两者的反应机理不同，水泥基渗透结晶防水材料主要进行水泥水化反应，地聚合物基渗透结晶防水材料主要进行地聚合物碱激发反应。本发明参考GB 18445-2012、GB/T17671-1999、JC/T 2090-2011、GB/T19250-2013等标准对实施例1-5和对比例1-2的性能进行检测，检测结果如表1所示：
表1实施例1-5和对比例1-2的各项性能指标
Figure GDA0003402841070000131
由上可见，本发明提供的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，充分利用地聚合物材料的硅氧四面体三维网络结构，结合材料中的活性物质，当防水层或修补的裂缝发生病害时，碱激发反应和活性物质遇水再次被激活，缩聚成致密的结晶体，起到自修复的作用，提高构筑物的抗渗、抗开裂、自愈合、防水等性能，利用表面改性剂、硅烷浸渍剂等有机高分子聚合物提高地聚合物材料韧性时，它们的掺加量不能超过限定值，否则不但不会增加地聚合物防水材料的韧性，而且使得强度有所降低，进而影响防水效果；有机高分子材料使用时，应优先考虑其溶于水的性能，当有机高分子材料不溶于水时，地聚合物防水材料浆料极易发生分层现象，且分散性差，以至于地聚合物防水材料凝结固化后整体性差，严重影响其防水、自修复、渗透等性能。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，包括以下重量组分：偏高岭土20-50份、磨细矿渣微粉10-30份、粉煤灰5-8份、熔融硅微粉3-5份、碱性激活剂20-30份、表面改性剂2-5份、硅烷浸渍剂2-10份、渗透剂2-3份、减水剂0.5-2份、膨胀剂5-15份、缓凝剂0.1-1份、早强剂0.1-0.5份；
所述表面改性剂由水溶性的聚乙烯醇粉末和水溶性偶联剂复配而成，其中水溶性聚乙烯醇粉末重量含量为20-60%，水溶性偶联剂重量含量为30-80%；水溶性聚乙烯醇粉末的粘度为20.0-55.0mPa·s，细度为80-200目，水溶性偶联剂种类为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种；
所述渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、氨基硫酸钠和烷基磺酸钠组成，其中脂肪醇聚氧乙烯醚重量含量为50-60%，氨基硫酸钠重量含量为20-30%，烷基磺酸钠重量含量为20-30%；
所述硅烷浸渍剂具有水溶性，由磷酸盐、铵盐、异辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、硅酸乙酯和乳化剂中的两种或多种复配而成。
2.如权利要求1所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，所述缓凝剂按重量组分由20-40%的三聚磷酸钠、10-30%的六偏磷酸钠、30-50%的蔗糖复配而成；纯度为98-100%。
3.如权利要求1所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，所述早强剂由三乙醇胺、甲酸钙、硫酸钠复配而成，其中三乙醇胺重量含量占50-60%，甲酸钙重量含量占15-20%，硫酸钠重量含量占20-30%；纯度为98-100%。
4.如权利要求1所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，所述熔融硅微粉由天然石英砂经950-1050℃的高温熔炼，冷却后形成非晶态的二氧化硅，再经破碎、粉磨、浮选、提纯、高纯水处理加工而成；D50粒径分布为6.50-9.50μm，D90粒径分布为16.50-20.50μm，SiO2重量含量为98-100%，烧失量为0-0.50%，物理减水率为2-3%。
5.如权利要求1所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，所述膨胀剂为复合膨胀剂，比表面积为250-380m2/kg，主要化学组成按重量占比为：硫酸铝钾10-30%、氧化铝25-35%、氧化钙10-30%、氧化镁10-25%、硫铝酸钙25-40%。
6.如权利要求1所述的自修复地聚合物基渗透结晶防水材料，其特征在于，所述碱性激活剂为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠中的一种或多种，控制水玻璃的模数在1.2-2.4之间。
7.如权利要求1所述的一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）确定水料比为0.35-0.55，首先配制混合液A，准确称取碱性激活剂20-30份、表面改性剂2-5份、硅烷浸渍剂2-10份、渗透剂2-3份、早强剂0.1-0.5份和总用水量的1/3，将其投入行星式搅拌机，搅拌至溶质完全溶解且混合液均匀为止，搅拌完成后置于烧杯中冷却备用，备用混合液A的温度与室温相当；
S2）然后配制混合液B，准确称取偏高岭土20-50份、磨细矿渣微粉10-30份、粉煤灰5-8份、熔融硅微粉3-5份、减水剂0.5-2份、膨胀剂5-15份、缓凝剂0.1-1份和总用水量的2/3，将称取的原材料投放至行星式搅拌机中，搅拌3-5min至均匀，得到混合液B；
S3）其次一边缓慢搅拌混合液B，一边将混合液A徐徐倒入行星式搅拌机中，在1-2min倾倒完毕，继续搅拌2-3min至均匀，得到自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液；
S4）最后将搅拌均匀的自修复地聚合物基渗透结晶防水浆液装入试模中，拆模后置于标准养护箱中养护成型，最终得到自修复地聚合物基渗透结晶防水材料。
CN202111375061.2A 2021-11-17 2021-11-17 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法 Active CN113979679B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111375061.2A CN113979679B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111375061.2A CN113979679B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113979679A CN113979679A (zh) 2022-01-28
CN113979679B true CN113979679B (zh) 2022-10-28

Family

ID=79749485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111375061.2A Active CN113979679B (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113979679B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115893916B (zh) * 2023-01-07 2024-05-17 河北电力工程监理有限公司 一种低碳环保的固废基渗透结晶材料及制备方法
CN116751027A (zh) * 2023-07-31 2023-09-15 河北砼固新材料科技有限公司 一种混凝土自愈合结晶防护材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060460A (zh) * 2010-12-03 2011-05-18 上海英硕聚合物材料有限公司 无机水泥渗透结晶型防水剂及其生产工艺
CN104291740A (zh) * 2013-07-20 2015-01-21 吕孟龙 碱激发无机聚合物防水涂料
CN105731859A (zh) * 2016-02-22 2016-07-06 沈阳建筑大学 一种内掺型渗透结晶防水材料及其制备方法
CN108587378A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 常州市阿曼特医药科技有限公司 一种硅烷浸渍剂及其制备方法
CN111646719A (zh) * 2020-06-04 2020-09-11 浙江建设职业技术学院 一种用于堵漏防水的地聚物材料及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2018010036A (es) * 2016-02-19 2018-11-09 Univ Arizona Material de construccion con mayor resistencia y resistencia al agua y metodos para formar el mismo.
CN107188467B (zh) * 2017-06-06 2019-10-01 浙江加州国际纳米技术研究院台州分院 一种海工混凝土防护用地聚合物涂层材料
CN110128080A (zh) * 2019-06-15 2019-08-16 山东省寿光市泰迪防水材料有限公司 一种水泥基渗透结晶型防水涂料、制备方法及其施工工艺
CN112745078B (zh) * 2021-01-13 2022-04-15 武汉大学 防水性地聚合物材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060460A (zh) * 2010-12-03 2011-05-18 上海英硕聚合物材料有限公司 无机水泥渗透结晶型防水剂及其生产工艺
CN104291740A (zh) * 2013-07-20 2015-01-21 吕孟龙 碱激发无机聚合物防水涂料
CN105731859A (zh) * 2016-02-22 2016-07-06 沈阳建筑大学 一种内掺型渗透结晶防水材料及其制备方法
CN108587378A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 常州市阿曼特医药科技有限公司 一种硅烷浸渍剂及其制备方法
CN111646719A (zh) * 2020-06-04 2020-09-11 浙江建设职业技术学院 一种用于堵漏防水的地聚物材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113979679A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. An overview on the reuse of waste glasses in alkali-activated materials
CN102167547B (zh) 一种可快速修补裂缝的渗透结晶型防水材料
CN102826819B (zh) 一种无机防水堵漏材料及其制备方法
CN113979679B (zh) 一种自修复地聚合物基渗透结晶防水材料及其制备方法
CN112266264B (zh) 基于碱激发与加速碳化协同作用的加气混凝土及制备方法
CN103803918A (zh) 一种掺有瓷粉废料的水泥基微膨胀裂缝修补砂浆及使用方法
CN108558350B (zh) 一种粉煤灰注浆材料及其制备方法
CN110041035B (zh) 一种低胶材用量的c30高抗渗混凝土及其制备方法
CN115557739B (zh) 一种海工地聚合物材料及其制备方法
WO2016134551A1 (zh) 一种无机胶凝材料及其制备方法
CN113955994B (zh) 一种抗氯离子侵蚀再生粗骨料混凝土的制备方法
CN114014613B (zh) 一种耐盐腐蚀混凝土及其制备方法
CN113603402B (zh) 一种利用搅拌站废浆制备抗碳化型混凝土的方法
CN113105170A (zh) 一种掺加红麻韧皮纤维作物秸秆的3d打印碱激发地聚物复合材料及其制备方法
CN114988791A (zh) 一种掺富硫锂渣的烟道灌浆料及其制备方法和应用
CN115893912A (zh) 一种低碳型地聚物砂浆修复材料及其制备方法
CN108191293A (zh) 一种混凝土低温养护剂
CN112723807B (zh) 一种海水拌合水下不分散混凝土及其制备方法
CN112608112A (zh) 一种抗裂型碱矿渣再生混凝土及其制备方法
Djobo et al. Insights into alkali and acid-activated volcanic ash-based materials: A review
CN114105502B (zh) 胶凝材料、古建筑修复砂浆及其制备方法
CN114477873B (zh) 一种再生骨料自密实混凝土及其制备方法
CN114315308A (zh) 掺磨细煤气化粗渣混凝土快速修补材料及制备方法与应用
CN110171940B (zh) 一种珊瑚砂掺合料及其制备方法和应用
CN112479610A (zh) 一种低热耐腐蚀硅酸盐水泥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant