CN114044654B - 一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法，该材料从抗渗性性能的原理出发，采用PI型水泥、金刚砂和无机活性助剂复配，从背水面涂刷，通过防水涂料的络合、沉淀作用进入混凝土内部微小的缝隙，并参与水化作用，堵塞混凝土内部的裂缝，获得抗渗防水效果，结构密实，并且成本更低，更环保。

Description

一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法，属于建筑抗渗防水材料领域。
背景技术
背水面抗渗材料是适合解决混凝土外表面，地下室车库，人防隧道，水池，电梯井，卫生间，屋顶，墙体等结构的渗水的问题，背水面抗渗材料可以代替百分之七十的注浆工序，大大节省了时间和材料的成本，受到越来越多的关注；
现有的抗渗防水方法主要采用是两种方式，一种是防水涂料从迎水面解决抗渗问题，另一种是在混凝土制备过程中掺加一定量的膨胀剂等解决抗渗问题。
目前市场上的防水涂料主要有两大类:一种是聚氨酯类防水涂料，是用聚氨酯和改性沥青为原料制备，该类防水涂料经过固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、抗渗性，起到防水和保护作用。另一类为聚合物水泥基防水涂料，它由丙烯酸聚合物的高分子乳液与掺有聚乙烯醇、淀粉醚添加剂的水泥组成，这种丙烯酸类类防水涂料，在夏季干燥天气使用时断裂延伸性差，不能长期应用，一般含有甲苯、二甲苯等有机溶剂来稀释，因而含有毒性，会对人类环境造成污染，不适合建筑防水，可以作为道路路面的防水层，应用领域受限，不能大规模应用。而无论是聚氨酯类还是聚合物类防水涂料，其主要还是采用的有机的高分子聚合物，因此在长期的风吹日晒和潮湿环境下会造成老化变质，并且成本较高。此外，使用这类防水材料需要用水泥作为胶凝材料，施工过程需要养护条件较苛刻，否则易产生开裂，导致建筑物渗漏，并且水泥28d完全水化后，后期强度难以保证。
市场上的混凝土膨胀剂主要分为氧化钙类型和氧化镁类型两种，在生产混凝土时掺入胶凝材料质量的3-5％膨胀剂，浇筑养护混凝土。膨胀剂掺入混凝土中应用，难以掌握最佳用量，用量太低，难以发挥作用，用量太高会造成膨胀开裂，在用量上难以掌握。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法，该材料从抗渗性性能的原理出发，采用PI型水泥、金刚砂和无机活性助剂复配，从背水面涂刷，通过防水涂料的络合、沉淀作用进入混凝土内部微小的缝隙，并参与水化作用，堵塞混凝土内部的裂缝，获得抗渗防水效果。
一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法，包括如下步骤：
PI型水泥与金刚砂按照质量比为6:4的比例混合搅拌，外掺无机活性助剂，即可获得应用于背水面无机自修复抗渗材料。
进一步的，上述的无机活性助剂的添加量为PI型水泥和金刚砂总质量的4-6％。
进一步的，上述无机活性助剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将锆石英与碳酸钠混合均匀后，送入高温炉中于1000±50℃进行焙烧，焙烧时间1-2h，获得焙烧物；
(2)将步骤1)获得的焙烧物降低到200℃以下，将偏硅酸钠、硅酸镁铝混合后加入到焙烧物中混合搅拌。
(3)经干燥、气流粉碎，并用片碱调节pH值为12-13，即可获得无机活性助剂。
进一步的，上述步骤1)中所述的锆石英与碳酸钠按质量比(1.8-2):1比例混合。
进一步的，上述步骤2)中所述的偏硅酸钠、硅酸镁铝按照质量比(2.5-3):1的比例混合。
进一步的，上述无机活性助剂中最终的(锆石英+碳酸钠)：(偏硅酸钠+氟硅酸镁)的质量比为4:6。
进一步的，上述PI型水泥的比表面积为350±10m2/kg。
进一步的，上述的金刚砂的细度为80-100目，莫氏硬度等级为9。
无机活性助剂与混凝土表面的无机物具有反应性，可形成有硅氧键-无机基体结合层，在金属锆离子的作用下并逐步渗透到混凝土的内部，渗透深度能够达到50mm以上，堵塞了混凝土中的微细裂缝和毛细管通道；无机活性助剂中硅酮基团与钙离子、铁离子等金属离子络合，形成水化晶体，混凝土表面密实，阻碍水分子进入混凝土内部；活性助剂中的铝组分提供铝离子与混凝土中的水化产物进一步反应，确保混凝土长久的水化反应；活性助剂中的钙离子为补充混凝土足量的钙源，确保自修复持续进行。
有益效果：
(1)背水面无机防水材料依靠防水活性助剂成分络合混凝土中的活性钙离子、铁离子，水化产物与混凝土本身水化产物相同，渗透到混凝土内部，填充混凝土的微裂缝，结构密实，并且成本更低，更环保。
(2)背水面无机防水材料中含有40％较细的金刚砂，一方面硬度高，对混凝土的表面密实性更好，另一方面体积稳定性更好，不易开裂。
(3)在混凝土中金属离子不足的情况下，依靠合成的无机活性助剂中自身的钙离子，同样产生水化产物，水化反应与混凝土类似持续进行，使防水材料与混凝土同寿命。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部，本发明不受下述实施例的限制。
实施例1
一、制备背水面防水材料
(1)活性助剂制备原料有锆石英、偏硅酸钠、片碱、碳酸钠、硅酸镁铝；
(2)将锆石英与碳酸钠按2:1比例混合均匀后，送入高温炉中于1000±50℃进行焙烧，焙烧时间1-2h；
(3)将上述焙烧物降低到200℃以下时，将偏硅酸钠、硅酸镁铝按照3:1比例加入到上述混合物中混合搅拌。
(4)经干燥、气流粉碎即得活性助剂，并用片碱调节pH值13，其中(锆石英+碳酸钠)：(偏硅酸钠+氟硅酸镁)＝4:6。
(5)5％的活性助剂，57％的水泥，38％的金刚砂混合，获得背水面防水材料。
二、对照组材料准备
聚氨酯类防水涂料：由异氰酸酯、聚醚等经加成聚合反应而成的异氰酸酯基的预聚体占比60％，配以3％可再分散型乳胶粉、2％聚乙烯醇、35％溶剂，经混合搅拌均匀制成的单组分聚氨酯防水涂料。
JS聚合物水泥基防水涂料：由35％聚丙烯酸酯、20％重钙(400目)、30％水泥(PO42.5水泥)、15％石英砂(80-120目)复合而成的防水涂料。
氧化镁膨胀剂：主要有效成分氧化镁质量比85％，比表面积280m2/kg，7d膨胀率0.045％，其它组分为氧化钙和二氧化硅等对产品质量无影响作用的成分。
三、检测方法
(1)参考标准：耐热性检测标准参考GB/T1735-2009《色漆和清漆耐热性的测定》；粘接强度和抗渗性能测试标准参考GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》、GB18445-2012《水泥基渗透结晶型防水材料》GB/T19250-2013《聚氨酯防水涂料》
(2)使用方法
聚氨酯防水涂料：
1)要求基面平整，干净，无起沙，含水率低于5％；
2)先涂一层底胶，底胶必须均匀；
3)底胶固化后，进行第二次涂刷，涂刷方向必需与前一次垂直交差，防止漏刮，依次涂刷三到五次。
聚合物水泥基防水涂料
1)先将液料和水倒入搅拌桶中，在手提搅拌器不断搅拌下将粉料徐徐加入其中，至少搅拌5分钟，彻底搅拌均匀，呈浆状无团块。
2)防水涂膜应多遍涂布，宜至少四遍完成，每遍涂布时间一般间隔8h。每遍涂膜厚度以0.4-0.5mm为宜，涂料用量约1.5-2kg/㎡，不宜一遍过厚。
氧化镁膨胀剂
1)按照质量比6-8％的掺量加入水泥中，加入按照0.35-0.4的水胶比加入适量水，搅拌均匀后静止10min后涂抹；
2)垂直方向分两次涂抹，材料用量1.0～1.5kg/平方米，确保基面涂刷均匀。
本专利无机背水面防水材料
1)使用清水充分润湿混凝土基面，这样可加速产品中特殊的活性化学物质与混凝土内物质之间的化学反应，同时提高防水材料与基面的粘结力。
2)按照水灰比(0.35)将粉剂与干净的水混合。混合好的浆料静置5min后即可使用。
3)用硬鬃毛刷将混合好的渗透结晶防水涂料均匀涂覆于基面上，涂刷方向应一致均匀无积洼，涂覆量为1.0～1.5kg/平方米。待第一层干固后进行第二层涂刷，刷第二层前应先用水润湿前一涂层，第二层的涂覆方向应与第一层的方向相垂直，不可漏涂。
四、结果分析
表1不同防水涂料的效果对比
Figure BDA0003440268450000041
从砂浆抗渗性能和混凝土抗渗性能可以看出，采用背水面无机自修复涂料，56d抗渗性能高于28d抗渗性能，但是聚氨酯类防水涂料和聚合物水泥基防水涂料、膨胀剂类材料，56d二次抗渗性能低于28d抗渗性能，从以上数据上看出，本专利防水涂料的长期耐久性指标明显高于市场在用的防水涂料，从耐热性和粘接强度上同样得到相同规律，另外从背水面防水试验可以看出，本专利防水材料无渗水现象，分析原因主要是(1)聚氨酯防水涂料和聚合物防水涂料中主要有效成分是有机物聚合物，初期形成水化膜性能良好，但不具备长期耐久性，仅仅是表面上形成一层薄薄的水化膜，不能够长期有效作用；(2)背水面无机防水材料主要依靠无机材料的络合、沉淀作用于混凝土表面，使防水材料与混凝土基体会结构会融为一体，与建筑结构同寿命。

Claims (4)

1.一种应用于背水面无机自修复抗渗材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
PI型水泥与金刚砂按照质量比为(6-7):(3-4)的比例混合搅拌，外掺无机活性助剂，即可获得应用于背水面无机自修复抗渗材料；
所述的无机活性助剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将锆石英与碳酸钠混合均匀后，送入高温炉中于1000±50℃进行焙烧，焙烧时间1-2h，获得焙烧物；所述锆石英与碳酸钠按质量比(1.8-2):1比例混合；
(2)将步骤(1)获得的焙烧物降低到200℃以下，将偏硅酸钠、硅酸镁铝混合后加入到焙烧物中混合搅拌；所述偏硅酸钠、硅酸镁铝按照质量比(2.5-3):1的比例混合；
(3)经干燥、气流粉碎，并用片碱调节pH值为12-13，即可获得无机活性助剂；所述的无机活性助剂中最终的(锆石英+碳酸钠)：(偏硅酸钠+氟硅酸镁)的质量比为4:6。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的无机活性助剂的添加量为PI型水泥和金刚砂总质量的4-6％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的PI型水泥的比表面积为350±10m2/kg。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的金刚砂的细度为80-100目，莫氏硬度等级为9。
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