专利名称：一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种墙体表面防水材料及其制备，特别涉及一种适用于生土墙体表面的防水材料及其制备，属于建筑工程用防水涂层材料领域。
背景技术：
生土建筑是一种古老的建筑类型，并且迄今还一直在被广泛采用。从人类社会形成以来，“生土” 一直是主要的建筑材料；生土墙体材料具有取材方便、造价低廉、热工性能好、隔音、污染少、可循环利用等有利于生态平衡的优点，是典型的生态型建筑材料，据统计，世界约有30%的人口至今仍居住在生土建筑当中；但不可否认的是，生土基材料的一些缺点严重制约了其发展，例如强度低、耐水性差以及碱蚀冻涨等。因此，经历了千百年的传统生土建筑正面临着消亡的严重威胁。鉴于生土材料的特性及局限性，数千年前人们就对生土进行了改性，以提高生土材料的强度和耐久性，但生土基材料的抗水性始终是影响其广泛应用的瓶颈因素。因此，突破这一瓶颈，改善生土基材料的抗水性，对于推动生土建筑的发展具有较重要的意义。目前建筑表面防水处理主要有两种方法:第一种是用涂料或防水卷材在混凝土表面形成一层防水薄膜，但是不能从根本上解决防水问题；第二种采用水泥基刚性防水材料，具有一定的渗透性，但由于涂层与生土墙体的物理力学性能相差较大，导致与生土建筑界面间的粘接强度低、易脱落。因此目前在建筑行业常用的外墙防水材料都不能很好地应用到生土建筑墙体表面。
发明内容
针对上述情况，本发明人经过大量试验，开发出了一种具有抗渗、抗裂、补强、高粘结性能的防水材料；本发明材料克服了目前建筑行业所用表面防水材料不适用于生土基材料的缺点，在物理力学性能方面与能够与生土基体相匹配，与生土基面粘结力强；同时，能深入渗透到生土基体材料内部，增强了生土基体的防水、防裂、及粘接强度，很好地满足了生土建筑外墙防水的要求。本发明的目的是提供一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料及其制备、使用方法。本发明防水材料的组分和质量分数为:硅酸盐水泥2-8%，铝酸盐水泥2-8%，石灰
2-15%，丙烯酸2-9%，聚丙烯酰胺5-20%，硅氧烷渗透剂3_15%，乳化剂0.5_3%，余量为水；所述各组分的质量分数之和为100%。所述娃氧烧渗透剂可以是异丁基二乙氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、丙稀基二乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲基硅烷中的一种。所述乳化剂可以是十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸皂、油酸皂、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯基醚中的一种或它们的混合物。为了取得较好的效果，优选硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰的粒度均在0.05mm以下。更优选:聚丙烯酰胺的分子量为3000000-5000000g/mol，为白色固体粉末。本发明防水材料采用以下方法制备，步骤包括:I)按前面所述质量分数取防水材料各组分；2)以水将丙烯酸配制成浓度为为2 9%丙烯酸水溶液；3)向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯酰胺、乳化剂，添加的同时搅拌混合均匀；之后，加入硅氧烷渗透剂，充分搅拌，得均匀稳定乳液；4)向均匀稳定乳液中加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌至呈稳定浆状产物，即得。 本发明防水材料使用时，将其以涂刷或喷涂等方式对生土墙体进行表面涂覆即可。本发明原理本发明是一种无机、有机复合的混合防水材料，通过与基体高度粘结成膜及活性离子渗透结晶达到双重防水。具体而言，聚丙烯酰胺在土体中形成三维网络结构，进一步巩固和提高了土体的强度和抗水性。同时加入硅氧烷渗透剂使产品具有很好的疏水和渗透作用，当其浓度为20 40%时，渗透深度为0.5 lcm，且斥水效果好，耐久性、耐酸碱性好。另外针对硅氧烷渗透剂，以优选的异丁基三乙氧基硅烷为例，其烷氧基可在水环境下即可与生土中的S1-OH进行脱水缩合形成S1-O-Si键，与硅酸盐等无机基材能很好结合，异丁基等有机惰性基团或活性反应基团的引入为其与其他各种有机组分提供了良好的粘接性。无机成分在水中产生钙离子、硫酸根和偏铝酸根，由于生土存在大量的毛细孔或微细裂纹，在有水的情况下，离子从高浓度区向低浓度区扩散渗透。随着离子的扩散渗透，能与生土中矿物的活性成分反应生成片状、纤维状或针状晶体，互相交错，增进生土粒子之间的连接，起到极好的渗透增强作用，活性离子很快的渗透到混凝土内部孔隙或毛细孔中，渗透深度可达到l-3cm左右，堵塞毛细孔和微细裂纹。而且在表面涂刷的薄状防水材料，由于粘结性较高，可牢固的结合在生土表面提供防水、抗裂性能，对土产生更加有效的保护。使生土建筑墙体表面不易粉化脱落，获得具有一定强度的防水表面。本发明的优点和特点是:1、防水、渗透效果好。本发明材料可在生土基材料表面形成一层致密牢固的保护膜，同时活性离子渗透到孔隙和毛细孔中生成大量晶体堵塞、填充这些孔隙，从而阻止水的渗入，由于双重防护防水抗渗效果更佳。本发明材料渗透深度达l_3cm。2.粘结性能好。本发明材料加水拌和后材料粘接性好,粘结力大，是常规材料的几倍。本发明材料与生土基体粘结牢固，甚至在表面形成具有化学键合的一体性涂层，所以可以同时对土起到一定的增强防护作用。3.抗裂效果好。本发明材料能够产生微膨胀，自身不会因为温度、水分的变化产生开裂，更可以防止外部载荷产生的开裂。4.无毒无污染，绿色环保。5.生产成本低廉。本发明所用原材料来源广泛，价格低廉，生产成本较低，投入少。6.制备工艺和施工方法简单。本发明材料加水后的流动性、粘聚性、和易性和涂刷施工性能都表现的非常良好。可采用涂刷或是喷涂等工艺操作，施工方法简单。7.使用范围广。本发明不仅可应用于生土建筑表面，而且适用于混凝土的小型工民建类防水。
图1:实施例1所得防水材料的应用效果观察图2:实施例2所得防水材料的应用效果观察
图3:实施例3所得防水材料的应用效果观察
具体实施例方式为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但并不限制本发明。实施例1:按质量取硅酸盐水泥5%、铝酸盐水泥5%、石灰5%、丙烯酸6%、聚丙烯酰胺5%、异丁基三乙氧基硅烷4%、十二烷基磺酸钠1%，水69%。用水将丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯酰胺充分搅拌混合均匀，之后再加入十二烷基磺酸钠，充分搅拌混合均匀；最后加入异丁基三乙氧基硅烷，充分搅拌获得均匀乳液；之后加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌均匀，得到浆状产物。
将本防水材料涂刷在生土表面，观察到该涂层渗透深度为1.8cm，涂层水中侵泡24小时不脱落。效果见图1。实施例2:按质量取硅酸盐水泥3%、铝酸盐水泥3%、石灰5%、丙烯酸4%、聚丙烯酰胺8%、异丁基三乙氧基硅烷8%、十二烷基磺酸钠1.5%，水67.5%。用水将丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯酰胺充分搅拌混合均匀，之后再加入十二烷基磺酸钠，充分搅拌混合均匀；最后加入异丁基三乙氧基硅烷，充分搅拌获得均匀乳液；之后加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌均匀，得到浆状产物。将本防水材料涂刷在生土表面，观察到该涂层渗透深度为1.8cm，涂层水中侵泡24小时不脱落。效果见图2。实施例3:按质量取硅酸盐水泥8%、铝酸盐水泥9%、石灰8%、丙烯酸2%、聚丙烯酰胺3%、异丁基三乙氧基硅烷4%、十二烷基磺酸钠0.5%，水65.5%。用水将丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯酰胺充分搅拌混合均匀，之后再加入十二烷基磺酸钠，充分搅拌混合均匀；最后加入异丁基三乙氧基硅烷，充分搅拌获得均匀乳液；之后加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌均匀，得到浆状产物。将本防水材料涂刷在生土表面，观察到该涂层渗透深度为1.8cm，涂层水中侵泡24小时不脱落。效果见图3。
权利要求
1.一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料，其特征在于组分和质量分数为:硅酸盐水泥2-8 %，铝酸盐水泥2-8%，石灰2-15%，丙烯酸2-9 %，聚丙烯酰胺5_20 %，硅氧烷渗透剂3-15%，乳化剂0.5-3%，余量为水；所述各组分的质量分数之和为100%。
2.如权利要求1所述的一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料，其特征在于:硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰的粒度均在0.05mm以下。
3.如权利要求1所述的一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料，其特征在于:所述聚丙烯酰胺的分子量为3000000-5000000g/mol，为白色固体粉末。
4.如权利要求1所述的一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料，其特征在于:所述娃氧烧渗透剂为异丁基二乙氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、丙稀基二乙氧基娃烧、Y -甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲基硅烷中的一种。
5.如权利要求1所述的一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料，其特征在于:所述乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸皂、油酸皂、月旨肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯基醚中的一种或它们的混合物。
6.—种如权利要求1所述的生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料的制备方法，其特征在于步骤包括: 1)按前面所述质量分数取防水材料各组分； 2)以水将丙烯酸配制成浓度为为2 9%丙烯酸水溶液； 3)向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯酰胺、乳化剂，添加的同时搅拌混合均匀；之后，加入硅氧烷渗透剂，充分搅拌，得均匀稳定乳液； 4)向均匀稳定乳液中加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌至呈稳定浆状产物，即得。
7.一种如权利要求1所述的生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料的使用方法，其特征在于将浆料通过涂刷或喷涂等方式对生土墙体进行表面涂覆。
全文摘要
本发明公开了一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料及其制备方法，本发明材料的组分和质量分数为硅酸盐水泥2-8％，铝酸盐水泥2-8%，石灰2-15%，丙烯酸2-9％，聚丙烯酰胺5-20％，硅氧烷渗透剂3-15%，乳化剂0.5-3%，余量为水；以水将丙烯酸配制成浓度为为2～9%的丙烯酸水溶液后，向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯酰胺、乳化剂，在添加的同时混合搅拌均匀；之后加入硅氧烷渗透剂，充分搅拌，得均匀稳定乳液；向均匀稳定乳液中加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌至呈稳定浆状产物，即得本发明材料；本发明防水材料对生土基体具有高渗透性，且具有突出的防水、抗裂性能；提高了生土墙体的抗水性和耐候性；本材料无毒无污染，制备及施工方法简单，值得推广使用。
文档编号C04B28/06GK103214221SQ201310169958
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月10日 优先权日2013年5月10日
发明者刘洪丽, 杨久俊, 李婧, 康伟, 赵雪莲, 刘玉惠, 王雯 申请人:天津城市建设学院