CN115159892B - 一种液体混凝土防水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体混凝土防水剂，按照重量份计，包括以下原料组成：甲基硅酸钠30～50份、甲基丙烯磺酸钠20～40份、火山灰10～20份、聚合氯化铝5～10份、固体石蜡5～10份、高级脂肪酸衍生物1～5份、水80～100份。本发明的液体混凝土防水剂能够有效提高混凝土的抗渗性、抗裂性、耐久性、抗冻性以及混凝土强度；并且所述液体混凝土防水剂具有生产成本低、制备工艺简单，可有效提高混凝土的密实性，可以广泛应用于建筑施工。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂领域，特别是涉及一种液体混凝土防水剂及其制备方法。
背景技术
混凝土具有强度高、耐久性好，原材料来源广、制作工艺简单，适用于各种自然环境等优点，因此混凝土是世界上使用量最大、最为广泛的的首选建筑材料。随着不断发展和科学技术的不断进步，对混凝土的质量提出了更高需求，这也孕育了混凝土外加剂的研究。最为常用的是防水剂，防水剂是一种能够降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的外加剂，可以用来改善混凝土的抗渗性，从而提高混凝土的水密性和憎水性。常用的包括无机防水剂、有机硅类防水剂、膨胀型防水剂和脂肪类防水剂等。
中国专利CN 105753365 A公开了一种多功能高性能混凝土用有机硅防水剂，它含有的组分为：有机硅、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、三乙醇胺、木质素磺酸钠或木质素磺酸钙、柠檬酸、硫代硫酸钠、水。
中国专利CN 107162468 A公开了一种混凝土防水剂，包括如下重量份的组分：活化沸石粉13～25份、丙烯酸苯丙乳液10～30份、硅酸钠8～17份、聚丙烯纤维5～10份、乙二醇2～4份、超细硅酸铝10～20份、三异丙醇胺0.8～2.5份、磷酸三丁酯0.05～0.1份、消泡剂5～7份、纳米无机抗菌剂2～3份、膨胀剂3～8份、表面活化剂1.2～1.9份、增稠剂1～4份。
尽管现有技术对防水剂研究广泛，然而大部分防水剂不能有效的渗透到足够的厚度，防水层厚度较低，很容易在水、气体侵蚀作用降低混凝土结构的耐久性能以及抗渗性能。另外一方面，很多情况下虽然能够获得良好的耐久性能以及抗渗性能，但是却是牺牲了混凝土的力学性能为代价得到的。随着现代工业的发展，大量的混凝土结构如雨后春笋般的激增。并且由于工程结构的复杂化发展需求，对于掺入混凝土中的防水剂的要求更加苛刻。因此，如何研发具有优异的耐久性、抗渗性以及能够提高混凝土的力学性能仍然是研究的重点。
发明内容
基于现有技术的缺陷以及需求，本发明提供了一种液体混凝土防水剂及其制备方法，解决了现有技术中的不足之处；所述液体混凝土防水剂能够有效提高混凝土的抗渗性、抗裂性、耐久性、抗冻性以及混凝土强度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种液体混凝土防水剂，按照重量份计，包括以下原料组成：
甲基硅酸钠30～50份；
甲基丙烯磺酸钠20～40份；
火山灰10～20份；
聚合氯化铝5～10份；
固体石蜡5～10份；
高级脂肪酸衍生物1～5份；
水80～100份。
进一步地，所述液体混凝土防水剂按照重量份计，包括以下原料组成：
甲基硅酸钠35～45份；
甲基丙烯磺酸钠25～35份；
火山灰12～18份；
聚合氯化铝7～8份；
固体石蜡6～8份；
高级脂肪酸衍生物2～4份；
水85～95份。
进一步地，液体混凝土防水剂按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠35～45份；
甲基丙烯磺酸钠25～35份；
火山灰12～18份；
聚合氯化铝7～8份；
固体石蜡6～8份；
高级脂肪酸衍生物2～4份；
水85～95份。
进一步地，所述防水剂还包括引气剂，所述引气剂包括烷基苯磺酸钠或三萜皂苷中的一种或两种。
进一步地，所述防水剂还包括早强剂，所述早强剂包括硅酸钠或甲酸钙中的一种或两种。
进一步地，所述火山灰的粒径为2～5μm。
进一步地，所述固体石蜡的粒径为0.2～0.5μm。
进一步地，所述防水剂粘度为12.2～14.5s。
本发明还提供了一种液体混凝土防水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份称取各原料备用；
(2)将水倒入搅拌器内，加热至40～50℃，将甲基硅酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚合氯化铝、高级脂肪酸衍生物加入至搅拌器内，搅拌5～10min；
(3)降温至室温，再向反应器内加入火山灰、固体石蜡，继续搅拌10～20min，即得液体混凝土防水剂。
进一步地，所述步骤(2)和(3)中搅拌速率为10～20r/min。
甲基硅酸钠是一种优异的防水材料之一，甲基硅酸钠与混凝土内构材料发生偏聚反应，在表面形成一层不溶性防水树脂层，其中树脂层具有枝状、链状或者网状分子结构；从而填充了混凝土的微孔隙，使得混凝土的微观结构更加紧密，能够使混凝土的抗渗性得到提高，并且枝状、链状或者网状分子结构有利于提高塑性强度，能够有效的降低混凝土的干燥收缩性能，阻碍了混凝土因收缩而产生的内应力，最终可以提高混凝土的抗裂性能。
本申请中由于火山灰与混凝土内物质发生反应，它能够吸附氢氧化钙，氢氧化钙在水泥水化过程中释放出来，使混凝土渗水，形成不溶性硅酸钙凝胶。能够防止氢氧化钙的溶出，同时硅酸钙凝胶的软膨胀填充了混凝土中的细小空隙，增强了水密性。申请人与尝试着寻找相似的物质，但是申请人在实验过程中发现，采用硅灰替代时发现防水性能没有得到提升，反而出现了明显下降。可能的原因是因为硅灰在发生反应后的产物并不具有吸附氢氧化钙的作用而导致的。
采用粒径为0.2～0.5μm的固体石蜡，分散性明显优于一般石蜡乳液，并填充在毛细管中，具有疏水性和防水性。
聚合氯化铝能够与水泥中的水合物发生反应进而提供更加优异的防水性。
高级脂肪酸衍生物，具有较高的疏水性，并具有增加与水的接触角的作用，因此可填充砂浆和混凝土中的毛细空隙，降低吸水率。
相对于现有术技术，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明液体混凝土防水剂具有明显的早强作用并且也能够提高混凝与的后期强度，加入防水剂混凝土的7d抗压强度提高了50％左右、28d抗压强度提高了40％左右。并且能够有效降低开裂，这说明本发明液体混凝土防水剂能够有效的保证混凝土的力学性能，为后续的应用提供了最基本的保障。
(2)本发明液体混凝土防水剂还能够有效提高混凝土的抗渗性、耐久性、抗冻性，其效果也是明显的提高了。
(3)本发明的液体混凝土防水剂具有生产成本低、制备工艺简单，可有效提高混凝土的密实性，可以广泛应用于建筑施工。
具体实施方式
参考以下的实施例可以对本发明作进一步详细了解；但是，以下实施例仅仅是举例，本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种液体混凝土防水剂，按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠35份；
甲基丙烯磺酸钠25份；
火山灰12份；
聚合氯化铝7份；
固体石蜡6份；
高级脂肪酸衍生物2份；
水85份；
其中，所述火山灰的粒径为2μm；所述固体石蜡的粒径为0.2μm。
所述液体混凝土防水剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份称取各原料备用；
(2)将水倒入搅拌器内，加热至40℃，将甲基硅酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚合氯化铝、高级脂肪酸衍生物加入至搅拌器内，搅拌5min；
(3)降温至室温，再向反应器内加入火山灰、固体石蜡，继续搅拌10min，即得液体混凝土防水剂；
其中，所述步骤(2)和(3)中搅拌速率为10r/min。
实施例2
一种液体混凝土防水剂，按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠45份；
甲基丙烯磺酸钠35份；
火山灰18份；
聚合氯化铝8份；
固体石蜡8份；
高级脂肪酸衍生物4份；
水95份；
其中，所述火山灰的粒径为5μm；所述固体石蜡的粒径为0.5μm。
所述液体混凝土防水剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份称取各原料备用；
(2)将水倒入搅拌器内，加热至50℃，将甲基硅酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚合氯化铝、高级脂肪酸衍生物加入至搅拌器内，搅拌10min；
(3)降温至室温，再向反应器内加入火山灰、固体石蜡，继续搅拌20min，即得液体混凝土防水剂；
其中，所述步骤(2)和(3)中搅拌速率为20r/min。
实施例3
一种液体混凝土防水剂，按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠40份；
甲基丙烯磺酸钠30份；
火山灰15份；
聚合氯化铝7.5份；
固体石蜡7份；
高级脂肪酸衍生物3份；
水90份；
其中，所述火山灰的粒径为3μm；所述固体石蜡的粒径为0.4μm。
所述液体混凝土防水剂及其制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份称取各原料备用；
(2)将水倒入搅拌器内，加热至45℃，将甲基硅酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚合氯化铝、高级脂肪酸衍生物加入至搅拌器内，搅拌7min；
(3)降温至室温，再向反应器内加入火山灰、固体石蜡，继续搅拌15min，即得液体混凝土防水剂；
其中，所述步骤(2)和(3)中搅拌速率为15r/min。
1、根据JC/T1018-2006《水性渗透型无机防水剂》的测量方法对实施例1-3所制备的液体混凝土防水剂进行检测；根据GB/T8077-2000测量密度；各项结果记录于表1。
表1
2、为了测试防水剂用于混凝土的性能，以200份硅酸钠水泥+800份沙+500份超细粉煤灰+90水作为混凝土拌料。本发明防水剂的添加量为混凝土拌料的3.5％。根据国标测试方法对混凝土的性能进行测试，具体的结果记录于表2。
其中，电通量下降率＝[(28d电通量-56d电通量)/28d电通量]×100％；吸水量比下降率＝28d吸水量比-56d吸水量比。
根据表1-2的实验数据可知：本发明提供的液体混凝土防水剂能够有效提高混凝土的抗渗性能，具有优异的防水效果以及耐久性、抗冻性；并且可以防止混凝土结构的开裂趋势。
在保证混凝土强度的基础上，进一步地可以提高耐久性、抗冻性等性能，是一种优异的防水材料。
吸水量比和电通量相对于未添加防水剂的情形，采用了本申请防水剂吸水量比和电通量都有明显的降低，这也说明可以有效阻止氯离子向内部渗透，阻碍含氯环境对混凝土的侵蚀，能够有利于混凝与应用于海工结构。
如上所述，虽然通过限定的实施例对本发明进行了产生，但本发明并不局限于上述实施例，本发明所属领域的普通技术人员可从上述记载的内容进行多种修改及变形。
Claims (4)
1.一种液体混凝土防水剂，其特征在于，按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠30～50份；
甲基丙烯磺酸钠20～40份；
火山灰10～20份；
聚合氯化铝5～10份；
固体石蜡5～10份；
高级脂肪酸衍生物1～5份；
水80～100份；
所述防水剂还包括引气剂，所述引气剂包括烷基苯磺酸钠或三萜皂苷中的一种或两种；
所述防水剂还包括早强剂，所述早强剂包括硅酸钠或甲酸钙中的一种或两种；
所述火山灰的粒径为2～5μm；
所述固体石蜡的粒径为0.2～0.5μm；
所述防水剂粘度为12.2～14.5s。
2.根据权利要求1所述的一种液体混凝土防水剂，其特征在于，所述液体混凝土防水剂按照重量份计，由以下原料组成：
甲基硅酸钠35～45份；
甲基丙烯磺酸钠25～35份；
火山灰12～18份；
聚合氯化铝7～8份；
固体石蜡6～8份；
高级脂肪酸衍生物2～4份；
水85～95份；
所述防水剂还包括引气剂，所述引气剂包括烷基苯磺酸钠或三萜皂苷中的一种或两种；
所述防水剂还包括早强剂，所述早强剂包括硅酸钠或甲酸钙中的一种或两种；
所述火山灰的粒径为2～5μm；
所述固体石蜡的粒径为0.2～0.5μm；
所述防水剂粘度为12.2～14.5s。
3.一种如权利要求1～2任一项所述液体混凝土防水剂的制备方法，其特征在于，
包括如下步骤：
(1)按照重量份称取各原料备用；
(2)将水倒入搅拌器内，加热至40～50℃，将甲基硅酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚合氯化铝、高级脂肪酸衍生物加入至搅拌器内，搅拌5～10min；
(3)降温至室温，再向反应器内加入火山灰、固体石蜡，继续搅拌10～20min，即得液体混凝土防水剂。
4.根据权利要求3所述的液体混凝土防水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中搅拌速率为10～20r/min。
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