本发明属于混凝土防水剂的制备技术领域,具体涉及一种高渗透性混凝土密封防水剂及其制备方法。
背景技术:
防水工程在建筑工程中占有非常重要的地位,在建筑工程实践中,由于防水工程设计不合理、选材不恰当、施工粗糙而造成的质量事故屡见不鲜,轻则引起屋面和节点渗漏、粉刷脱落;重则引起地下工程被水淹没,甚至建筑物倒塌,使国家财产遭受损失,并危及人民生命安全。因此,防水工程必须得到高质量的实施和保障。
防水是提高水泥混凝土结构耐久性的重要措施,甚至是根本措施。水泥混凝土结构的防水性能基本上决定了其耐久性能。硬化后的水泥混凝土,传统观点看来,是一种致密性物质,而实际上,根据当前大量的研究成果,在50年甚至l00年的使用要求下,普通水泥混凝土对于水而言,不仅不是致密性的,而且是可渗透的。水是导致水泥混凝土结构和钢筋混凝土结构耐久性损坏的重要物质。无论是水泥混凝土的软水侵蚀、冻融破坏、碱集料反应、钢筋锈蚀和硫酸盐腐蚀等,还是水泥混凝土中的钢筋氧化腐蚀,甚至水工、港工结构的溶蚀,都离不开水的作用,没有水的参与,大部分侵蚀几乎不会产生。对于水灰比在0.5-0.7的水泥混凝土,水化以后,其空隙率在16%左右。另外,由于水泥混凝土中骨料与胶凝材料之间可能存在的微裂隙,水分可以不断深入水泥混凝土中,参与对水泥混凝土或水泥混凝土内钢筋的腐蚀。为了阻止水分的入侵,提高水泥混凝土结构的抗水侵蚀性能和耐久性能,研究了多种措施,如掺加矿物掺合料的高致密性混凝土、低水胶比混凝土、表面防水涂料和混凝土引气等。在水泥混凝土中掺加防水剂,形成致密性混凝土或憎水混凝土以达到防水的目的,也是一种行之有效的技术途径。
目前,我国建设市场上出售的主要是无机或有机的防水剂,例如氯化铁,氯化铝,有机硅等防水剂。通过加入这些防水剂,形成跛体或络合物,堵塞毛细孔,提高混凝土的抗渗能力;另一种方法是掺入引气剂,形成不连通的微小气泡,割断毛细孔通道;第三种方法是加入防水剂,降低水灰比,减少孔隙率,细化毛细孔径;第四种方法是掺入膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土,以提高混凝土的抗裂能力。实践证明,大多数防水剂是能够提高混凝土的抗渗能力的,但是,前三种方法在实际应用过程中,往往存在混凝土收缩开裂而引起渗漏的现象。第四种方法虽然能避免混凝土的收缩开裂问题,但是,由于普通膨胀剂掺量很大,混凝土的需水量增加较多,对施工工艺和养护的要求很严格,所以很容易产生塑性收缩裂纹,造成防水的失败。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种高渗透性、憎水性好,且具有优良的耐腐蚀、耐水和耐老化性能,固化后无毒的混凝土密封防水剂。
为解决上述问题,本发明采用的技术方案为:
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂5~10份,聚酰胺2~4份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.6~1.2份,十六烷基三甲氧基硅烷0.8~1.6份,甲基三羟硅烷0.4~0.8份,聚丙烯纤维1.5~3.0份,减水剂3~5份,三乙醇胺2~5份,松香酸钠0.9~1.6份,烷基磺酸钠0.8~1.4份,去离子水40~60份;其中,所述减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比1~3:2~4复配而成。
作为优选,环氧树脂6~8份,聚酰胺2~3份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.8~1.0份,十六烷基三甲氧基硅烷1.0~1.4份,甲基三羟硅烷0.5~0.7份,聚丙烯纤维1.8~2.4份,减水剂3~4份,三乙醇胺3~4份,松香酸钠1.1~1.5份,烷基磺酸钠0.9~1.2份,去离子水45~55份。
进一步,各原料优选的重量份数如下:环氧树脂7份,聚酰胺3份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.9份,十六烷基三甲氧基硅烷1.2份,甲基三羟硅烷0.6份,聚丙烯纤维2.2份,减水剂4份,三乙醇胺4份,松香酸钠1.2份,烷基磺酸钠1.0份,去离子水50份。
另外,本发明还提供了该防水剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)室温下,按重量份向反应容器中边搅拌边加入环氧树脂、聚酰胺、聚氧乙烯脂肪醇醚和一半重量的去离子水,加入完毕后升温至30~50℃,保温继续搅拌反应30~60min,得到乳状液体;
(2)降温至室温,搅拌下将重量份的十六烷基三甲氧基硅烷,甲基三羟硅烷,聚丙烯纤维,减水剂,三乙醇胺,松香酸钠,烷基磺酸钠和另一半重量的去离子水,搅拌2~3h后即得所述防水剂。
本发明的技术效果为:
(1)本发明技术方案所述的混凝土防水剂原料选择及用量搭配合理,可以用于防水、保温、找坡、找平,也可以按不同施工部位不同使用功能单独使用。本发明的环氧树脂,聚酰胺,聚氧乙烯脂肪醇醚所形成的乳状液为呈纳米尺寸的粒子,具有极高的渗透性,能够很好的堵塞、封闭毛细孔。
(2)本发明聚丙烯纤维具有很强的保水性能,可以增加混凝土的粘接性、提高抗拉能力、抗裂性能。十六烷基三甲氧基硅烷,甲基三羟硅烷可以增加混凝土的含气量,减少混凝土的离析、渗水。有机硅烷十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三羟硅烷和有机高分子聚氧乙烯脂肪醇醚同时使用,能增强混凝土的密实性,大大减少有害离子的渗入通道,增强混凝土整体的防腐蚀能力。采用本发明混凝土防水剂制作的防水层不产生毛细孔和微小裂纹,防水时间长,能延长建筑物使用年限。
(3)本发明使用的减缩剂为聚氧乙烯脂肪醇醚,其能够在形成的防水层中大幅减小砂浆、混凝土层的收缩,减小体积形变,大幅降低开裂的风险,提高整体防水层的使用寿命和耐久性。所用的减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂复配而成,其能够在形成的防水层中有利于减小拌合物的用水量,使防水层强度、密实性更高。所用的水泥水化促进剂为三乙醇胺,其能够在形成的防水层中缩短防水层的开放时间,增加早期强度,加快施工进度;所用的引气剂为松香酸钠,其能够在防水层中形成粒径很小的封闭气孔、破坏水化物结构的毛细管通道,增强防水层抗渗、抗冻等性能。
(4)本发明防水剂的粘结力往往高于被处理基体本身的强度,起始粘度低,且低粘度可保持较长时间,对各种基体表面均有良好的铺展力,可渗透各种尺寸的裂缝、孔隙和缺陷并固结,从而堵塞渗漏渠道,达到防渗漏的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述:
实施例1
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂6份,聚酰胺3份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.9份,十六烷基三甲氧基硅烷1.2份,甲基三羟硅烷0.5份,聚丙烯纤维1.8份,减水剂3份,三乙醇胺3份,松香酸钠1.1份,烷基磺酸钠1.0份,去离子水48份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比2:3复配而成。
实施例2
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂8份,聚酰胺3份,聚氧乙烯脂肪醇醚1.0份,十六烷基三甲氧基硅烷1.4份,甲基三羟硅烷0.7份,聚丙烯纤维2.4份,减水剂4份,三乙醇胺4份,松香酸钠1.5份,烷基磺酸钠1.2份,去离子水55份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比1:1复配而成。
实施例3
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂7份,聚酰胺3份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.9份,十六烷基三甲氧基硅烷1.2份,甲基三羟硅烷0.6份,聚丙烯纤维2.2份,减水剂4份,三乙醇胺4份,松香酸钠1.2份,烷基磺酸钠1.0份,去离子水50份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比1:2复配而成。
实施例4
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,环氧树脂6份,聚酰胺2份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.8份,十六烷基三甲氧基硅烷1.0份,甲基三羟硅烷0.5份,聚丙烯纤维1.8份,减水剂3份,三乙醇胺3份,松香酸钠1.1份,烷基磺酸钠0.9份,去离子水45份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比3:2复配而成。
实施例5
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂7份,聚酰胺2份,聚氧乙烯脂肪醇醚1.1份,十六烷基三甲氧基硅烷1.3份,甲基三羟硅烷0.5份,聚丙烯纤维2.5份,减水剂3份,三乙醇胺3份,松香酸钠1.5份,烷基磺酸钠1.1份,去离子水60份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比3:4复配而成。
实施例6
一种高渗透性混凝土密封防水剂,按重量份计,由如下组分的原料制成:环氧树脂9份,聚酰胺3份,聚氧乙烯脂肪醇醚0.9份,十六烷基三甲氧基硅烷1.5份,甲基三羟硅烷0.7份,聚丙烯纤维2.0份,减水剂3份,三乙醇胺3份,松香酸钠1.4份,烷基磺酸钠0.9份,去离子水52份,其中,减水剂为聚羧酸减水剂和萘系减水剂以重量比1:1复配而成。
本发明主要性能指标见下表:
从上表可以看出,依据本发明所得的产品性能和特点可以概括为:
1、通过添加本品可以提高砂浆、混凝土的抗渗性能,其防水效果可以达到100%;2、施工工艺简便、操作简单;3、可以增强砂浆混凝土原有强度,提高抗裂性能;4、对钢筋无锈蚀作用,产品无毒,不挥发、无刺激性气味、不污染环境;5、本品耐老化,使用寿命与砂浆、混凝土同步。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。