本专利涉及水利水电工程高耐冲刷防水
技术领域：
，更具体地，涉及一种高耐冲刷防水无机涂料及其制备方法。
背景技术：
：水利水电工程在治理水患、缓解能源、资源短缺等方面起着至关重要的作用。为满足社会发展的需要，全球范围内都在进一步加速水利水电工程的建设。由于这些建筑长期处于高速水流中，经常受到高速水流夹泥、夹砂、夹石等长期反复的冲刷作用，造成混凝土磨损加剧及空蚀现象，大大缩短了建筑的使用寿命。磨蚀和空蚀是混凝土冲磨损坏的两种主要破坏方式，磨蚀主要是由于高速的水流中夹带有砂石颗粒对混凝土表面产生冲撞、磨损、切削等破坏作用。其中的悬浮移动介质主要是对混凝土造成切削破坏作用，而推移介质则主要造成冲撞破坏作用，随着混凝土表面磨损剥离程度的增加，过流面形成凹凸不平的磨损坑，导致高速水流受到扰动，进而加剧冲磨破坏的进程。空蚀破坏则主要是发生在水流流速急剧变化区域，在流速很大的区域水压就非常低，这样就会发生空化现象，形成带空泡的空穴流，由于混凝土表面附件的流速较小，水压较大，当空泡流动到混凝土表面附件处时就会溃灭，在瞬间产生巨大的冲击压强，对混凝土表面产生巨大的冲击力，使混凝土发生局部破坏，并伴随着孔状剥落现象，这就是空蚀破坏的机理。抗冲磨混凝土破坏时的表现形式主要有以下两种：表面骨料暴露状、集料剥落状。因此开发高耐冲刷水工建筑材料的技术迫在眉睫。中国专利申请号为201510078137.3的专利公开了一种改良型威尼斯灰泥，可代替传统涂料和瓷砖，应用于建筑物的内墙装饰，但是其具有以下不足：（1）其成分中添加硫铝酸盐水泥，凝结时间过短，不易于施工；（2）“将上述原料搅拌均匀后，以质量比为原料：水=2:1兑水混合”，水胶比大，强度低、耐久性差，容易脱落；（3）砂胶比小，成本较高；（4）其成分中添加增稠剂，流动性较差，不能实现喷涂或用辊筒涂刷；（5）应用方法繁琐，需要涂刷界面剂和罩面剂，不能直接涂刷在混凝土表面。针对以上现状，可以开发一种高耐冲刷防水无机涂料，将高耐冲刷防水涂料涂覆在抗冲磨混凝土表面，进一步提高水工建筑的耐冲磨性能，提高水工建筑的使用寿命，降低水工建筑的综合成本。技术实现要素：本发明的目的在于解决水工建筑耐冲刷性能差的问题，提供一种耐冲刷性能好、附着力高、耐水性能好、制作成本低廉、耐久性能好的高耐冲刷防水无机涂料及其制备方法。为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂120~260份；强度不低于32.5mpa的水泥150~280份；平均粒径5~30μm的掺合料110~260份；高性能外加剂5~10份；水胶比0.2~0.4；可再分散性乳胶粉5~20份；消泡剂2~5份；分散剂2~4份；憎水剂10~20份。金刚砂具有超高的硬度，添加上述配比的金刚砂，增加高耐冲刷防水无机涂料的耐冲刷性能。掺合料在高耐冲刷防水无机涂料中具有填充效应、火山灰效应，添加上述配比的掺合料，提高耐冲刷防水无机涂料的密实度，提高耐冲刷防水无机涂料的耐冲刷性能和耐久性能。添加上述配比的可再分散性乳胶粉，增强高耐冲刷防水无机涂料与水泥基材料的粘结强度，提高耐冲刷防水无机涂料的柔性和可变性性。添加上述配比的憎水剂，提高耐冲刷防水无机涂料的防水性。所述超细金刚砂在本发明中一方面起骨架支撑作用，另一方面起抗冲刷作用。所述可再分散性乳胶在本发明中起提高附着力作用。所述消泡剂在本发明中起消灭大气泡作用，提高涂料密实和涂料表面平整度。所述高耐冲刷防水无机材料耐冲刷强度大于80h/(kg/m2)、附着力强、耐水性能好、耐久性好。优选地，所述高耐冲刷防水无机涂料包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂150~230份；强度不低于32.5mpa的水泥180~250份；平均粒径5~30μm的掺合料150~220份；高性能外加剂6~9份；水胶比0.25~0.35；可再分散性乳胶粉9~16份；消泡剂3~4份；分散剂2.5~3.5份；憎水剂12.5~17.5份。更优选地，所述高耐冲刷防水无机涂料包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂190份；强度不低于32.5mpa的水泥215份；平均粒径5~30μm的掺合料185份；高性能外加剂7.5份；水胶比0.3；可再分散性乳胶粉12.5份；消泡剂3.5份；分散剂3份；憎水剂15份。所述掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种组成。所述掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0~80%、矿粉0~50%、粉煤灰0~80%、陶瓷抛光粉0~100%、钢渣粉0~50%。所述高性能外加剂为聚羧酸减水剂，在本发明中使胶凝材料颗粒分散均匀，改善和易性，减少用水量，从而提高高耐冲刷防水无机涂料的致密度和硬度。所述憎水剂为聚硅氧烷或有机硅，在本发明中起防水作用，提高耐冲刷防水无机涂料的防水性能。所述分散剂为三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或多种组合，在本发明中提高材料的分散均匀性、防止任意材料组分沉底、提高耐冲刷防水无机材料性能的均匀性。本发明还提供上述高耐冲刷防水无机涂料的制备方法，按照以下步骤制得：s1按照高耐冲刷防水无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；s2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；s3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂、憎水剂加入到s2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到高耐冲刷防水无机涂料；s4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；s5将s3制得的高耐冲刷防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到s4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：（1）本发明技术方案涉及的一种高耐冲刷防水无机涂料可显著提高水工建筑的耐冲刷性能，提高水工建筑的使用寿命，降低水工建筑的综合成本。（2）本发明技术方案涉及的一种高耐冲刷防水无机涂料具有耐冲刷强度大于80h/(kg/m2)、附着力强、耐水性能好、耐久性好等特点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。实施例1一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂120份；强度不低于32.5mpa的水泥150份；平均粒径5~30μm的掺合料110份；高性能外加剂5份；水胶比0.2；可再分散性乳胶粉5份；消泡剂2份；分散剂2份；憎水剂10份。上述高耐冲刷防水无机涂料的制备方法包括以下步骤：s1按照高耐冲刷防水无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；s2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；s3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂、憎水剂加入到s2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到高耐冲刷防水无机涂料。s4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；s5将s3制得的高耐冲刷防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到s4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。实施例2除高耐冲刷防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1。一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂260份；强度不低于32.5mpa的水泥280份；平均粒径5~30μm的掺合料260份；高性能外加剂10份；水胶比0.4；可再分散性乳胶粉20份；消泡剂5份；分散剂4份；憎水剂20份。实施例3除高耐冲刷防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1。一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂150份；强度不低于32.5mpa的水泥180份；平均粒径5~30μm的掺合料150份；高性能外加剂6份；水胶比0.25；可再分散性乳胶粉9份；消泡剂3份；分散剂2.5份；憎水剂12.5份。实施例4除高耐冲刷防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1。一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂230份；强度不低于32.5mpa的水泥250份；平均粒径5~30μm的掺合料220份；高性能外加剂9份；水胶比0.35；可再分散性乳胶粉16份；消泡剂4份；分散剂3.5份；憎水剂17.5份。实施例5除高耐冲刷防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.一种高耐冲刷防水无机涂料，包括以下重量份数的原料：平均粒径68~125μm的超细金刚砂190份；强度不低于32.5mpa的水泥215份；平均粒径5~30μm的掺合料185份；高性能外加剂7.5份；水胶比0.3；可再分散性乳胶粉12.5份；消泡剂3.5份；分散剂3份；憎水剂15份。对比例1除了超细金刚砂60份外，其他条件同实施例1。对比例2除了可再分散性乳胶粉3份外，其他条件同实施例1。对比例3除了憎水剂5份外，其他条件同实施例1。对比例4除了掺合料300份外，其他条件同实施例1。对比例5除了水胶比0.6外，其他条件同实施例1。对比例6未涂覆高耐冲刷防水无机涂料的普通混凝土。对实施案例1~5、对比案例1~6所述的高耐冲刷防水无机涂料涂覆到清洁并润湿过的普通混凝土表面制备标准试件标准养护28天，对涂覆了高耐冲刷防水无机涂料的普通混凝土试件进行抗冲磨强度（水下钢球法）、粘结性能、耐水性能、耐久性能测试，实验数据见表1：表1高耐冲刷防水无机涂料检测数据项目抗冲磨强度（h/(kg/m2))粘结性能耐水性能耐久性能实施案例181.8良好良好良好实施案例286.9良好良好良好实施案例384.3良好良好良好实施案例488.2良好良好良好实施案例590.5良好良好良好对比案例110.2较好较差较差对比案例23.9差较差较差对比案例377.1较好较差较好对比案例476.3较好较好较好对比案例512.1较差较差较差对比案例65.6——差差从表1来看，对比例1超细金刚砂60份，与实施例1对比，抗冲磨强度、耐水性能及耐久性能均下降较多，粘结性能下降较少；对比例2可再分散性乳胶3份，与实施例1对比，抗冲磨强度、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较多；对比例3憎水剂5份，与实施例1对比，耐水性能下降较多，抗冲磨强度、粘结性能及耐久性能均下降较少；对比例4掺合料300份，与实施例1对比，抗冲磨强度、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较少；对比例5水胶比0.6，与实施例1对比，抗冲磨强度、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较多；对比例6未涂覆高耐冲刷防水无机涂料的普通混凝土，与实施例1对比，抗冲磨强度、耐水性能及耐久性能均下降较多。通过大量试验，在本发明所选取的超细金刚砂、可再分散性乳胶粉、憎水剂、掺合料、水胶比为最优；本发明的高耐冲刷防水无机涂料能显著提高普通混凝土的抗冲磨强度、耐水性能和耐久性能。显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。当前第1页12