CN101720310B - 具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法，用硅酸盐水泥作主料、用二氧化硅、氧化铝、氧化镁、磺酸钙、甲基纤维素、速凝剂和铝酸钠等作辅料。将主料和按比例预混合好的辅料分别投入主料仓和辅料仓，主料经冲量式流量计按规定的流量送至配料机，预混合好的辅料经减重法称量装置按规定量送至配料机，再经预混合机、微混合机混合制备成产品。产品加水制成浆液固化后，生成具有类分子筛结构透气不透水的涂层。该涂层抗压强度高，耐高低温，耐酸、氯盐和硫酸盐等，并具有微裂纹遇水自我修复功能，无毒、无味，寿命长，施工方便。广泛用于地下设施、隧道、洞库、桥梁、游泳池、卫生间、污水处理池和水坝等。

Description

具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种水泥基防水涂层材料及其制备方法，具体涉及一种具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。 
背景技术
在建筑工程中，许多建筑物都有防水渗漏的要求，如地下设施、隧道、洞库、桥梁、海洋工程、游泳池、卫生间、污水处理池和水坝等。 
混凝土结构应满足安全性、适用性和耐久性的要求。由于国内外许多混凝土结构设施在污染日益严重的环境下出现过早的损坏，因而造成重大安全事故和经济损失。混凝土结构耐久性已成为困扰土建基础设施工程的世界性问题。如果忽视耐久性的问题，那么在不久的将来，因维护维修将付出数倍于初建投资的昂贵代价。因此，解决混凝土结构的耐久性问题是刻不容缓、亟待解决的重大问题。 
目前，为解决此问题尽管有多种材料和工艺可供选择，然而从成本、功效、研发现状等多种因素综合考虑，设置混凝土表面防护层是目前防治混凝土结构劣化、提高其耐久性的有效、可行、根本的措施。这一措施的出发点是弥补混凝土的结构缺陷，将其与外界环境隔离，有效阻断水分和有害介质的渗入。通过这种封孔、憎水的表面处理，达到防止或减缓外界环境对混凝土结构的侵蚀，提高耐久性的目的。 
而普通混凝土水泥由于脆性大，防水性能差，在工程应用中往往不可避免地产生裂纹，这种裂纹将导致混凝土水泥密封性下降、渗漏、影响工程的使用寿命，甚至无法正常使用。 
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，目的是提供一种防水抗渗性能显著、具有渗透结晶特性，可抵抗高压水头和具有微裂纹遇水自我修复功能、耐腐蚀性能优异的具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。 
本发明的具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料：包括主料硅酸盐水泥、辅料I、辅料II和辅料III，各组分的重量百分比为： 
主料  硅酸盐水泥    15～35％ 
辅料I 
    二氧化硅      5～25％ 
    氧化钙        5～9.2％ 
    氧化铝        20～30％ 
    三氧化二铁    0.1～0.4％ 
    三氧化硫      5～10％ 
    氧化镁        0.2～0.6％ 
辅料II 
    磺酸钙       0.5～1.0％ 
    甲基纤维素   0.4～1.0％ 
    二氧化硅     6～8％   辅料III 
    速凝剂      1～3％ 
    甲酸钙      0～1.0％ 
    铝酸钠      1～5％ 
    二氧化硅    7～9％ 
各组分的细度为： 
硅酸盐水泥的比表面：300～400 m2/kg； 
二氧化硅、氧化钙、氧化铝、三氧化二铁、三氧化硫、氧化镁的细度均为200～300目； 
速凝剂的细度为8mm孔筛；甲酸钙的堆密度为900～1000g/kg； 
磺酸钙的酸碱度pH值为9～12；甲基纤维素的公称粘度为：10000～40000 mPa·s。 
本发明的制备方法包括以下步骤： 
将细度符合要求的主料硅酸盐水泥投入到主料仓中； 
将细度符合要求的辅料I的六种物料二氧化硅、氧化钙、氧化铝、三氧化二铁、三氧化硫和氧化镁按上述规定的重量比进行预混合好后，投入到辅料仓I中；将辅料II的三种物料磺酸钙、甲基纤维素和二氧化硅按上述规定的重量比、细度进行预混合好后，投入到辅料仓II中； 
将辅料III的四种物料速凝剂、甲酸钙、铝酸钠和二氧化硅按上述规定的重量比、细度进行预混合好后，投入到辅料仓III中； 
主料经喂料机振动从主料仓中流出，经筛分装置筛分处理后由螺旋输送机送至冲量式流量计，经冲量式流量计计量按要求的量连续送至配料机； 
用减量法称重装置按规定量调整辅料添加量后，再经由辅料添加机将辅料送至配料机； 
主料及辅料在配料机内配置完成后，送至混合机内进行预混合，再送至微混合机进行细微混合，后然后将混合后的成品送至成品仓，经包装机将产品包装，送成品库。 
中心控制器和远程计算机对制备过程进行监视和控制。 
本发明有益的效果： 
(a)防水材料具有渗透结晶特性，可抵抗高压水头和具有微裂纹遇水自我修复功能，防水抗渗性能十分突出； 
(b)耐高温低温、  耐酸性气体、酸性水、氯盐、硫酸盐等的耐腐蚀性能优异； 
(c)物理性能优异，防水材料净浆抗压强度高达30Mpa以上(按GB18445)抗压强度比基块(水泥砂浆)提高10％以上； 
(d)无毒、无味，不会造成二次污染，高稳定性、长寿命； 
(e)施工便捷、性价比高，可在常温下和潮湿基面上施工，可刮涂、刷涂、喷涂，施工方法简单，凝结快，适合于各种不同的基面(新、旧基面或形状复杂的基面)。 
附图说明
图1是本发明的制备方法流程方框图。 
其中： 
1主料仓          2喂料机 
3筛分装置        4主料输送机 
5冲量式流量计    6a、6b、6c辅料仓 
7a、7b、7c减量法称重装置 
8a、8b、8c辅料添加机 
9配料机          10预混合机 
11微混合机       12成品仓 
13包装机         14成品库 
15中心控制器     16远程计算机 
17负压源         18尾气处理装置 
Figure GPCT146783746150141000D000031
物料线       电信号线 
Figure GPCT146783746150141000D000033
空气线 
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明的具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法进行详细说明： 
一种具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料，包括主料硅酸盐水泥、辅料I、辅料II和辅料III。其中辅料I包括二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化铝(Al2O3)、三氧化二铁(Fe2O3)、三氧化硫(SO3)、氧化镁(MgO)；辅料II包括磺酸钙(改性木质素)、甲基纤维素和二氧化硅(SiO2)；辅料III包括高效促硬速凝剂、甲酸钙、铝酸钠和二氧化硅(SiO2)；各组分的重量百分比为： 
主料 
硅酸盐水泥  15～35％ 
辅料I 
二氧化硅    5～25％ 
氧化钙      5～9.2％ 
氧化铝      20～30％ 
三氧化二铁  0.1～0.4％ 
三氧化硫    5～10％ 
氧化镁      0.2～0.6％ 
辅料II 
磺酸钙      0.5～1.0％ 
甲基纤维素  0.4～1.0％ 
二氧化硅    6～8％ 
辅料III 
速凝剂      1～3％ 
甲酸钙      0～1.0％ 
铝酸钠      1～5％ 
二氧化硅    7～9％ 
各组分的较佳重量百分比为： 
主料 
硅酸盐水泥  22～30％ 
辅料I 
二氧化硅    12～15.6％ 
氧化钙      6.5～8％ 
氧化铝        22.8～25％ 
三氧化二铁    0.2～0.3％ 
三氧化硫      6.8～8％ 
氧化镁        0.3～0.5％ 
辅料II 
磺酸钙        0.6～0.75％ 
甲基纤维素    0.6～0.9％ 
二氧化硅      6～8％ 
辅料III 
速凝剂        1.5～2.6％ 
甲酸钙        0.3～0.6％ 
铝酸钠        2～4％ 
二氧化硅      7～9％ 
各组分的细度为： 
硅酸盐水泥的比表面：300～400m2/kg； 
二氧化硅、氧化钙、氧化铝、三氧化二铁、三氧化硫、氧化镁、铝酸钠的细度均为200～300目； 
速凝剂的细度为8mm孔筛；甲酸钙的堆密度为900～1000g/kg； 
磺酸钙的酸碱度pH值为9～12；甲基纤维素的公称粘度为：1000～40000mPa·s。 
实施例如下表： 
Figure GPCT146783746150141000D000051
Figure GPCT146783746150141000D000061
本发明的具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法如图1所示，包括以下步骤： 
将细度符合比表面为300～400m2/kg的主料硅酸盐水泥投入到主料仓1中； 
将细度符合200～300目的辅料I的六种物料(SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、SO3、MgO)按照本发明上述规定的重量比、进行预混合好后，投入到辅料仓6a中； 
将磺酸钙的酸碱度pH值为9～12、甲基纤维素的公称粘度为1000～40000mPa·s和细度符合200～300目的二氧化硅的辅料II的三种物料按照本发明上述规定的重量比进行预混合好后，投入到辅料仓6b中； 
将细度为8mm孔筛的速凝剂、堆密度为900～1000g/kg的甲酸钙、铝酸钠和细度符合200～300目的二氧化硅的辅料III按照本发明上述规定的重量比进行预混合好后，投入到辅料仓6c中。 
接通电源后，主料经喂料机2振动从主料仓1中流出，经筛分装置3筛分处理后由主料输送机4送至冲量式流量计5，经冲量式流量计5按照本发明上述设定的重量比连续送至配料机9。 
辅料I、II、III分别由料仓6a、6b、6c中经减量法称重装置7a、7b、7c，按照本发明上述设定的重量比由辅料添加机8a、8b、8c送至配料机9，在配料机9中配料完成后再送至预混合机10进行全部物料的预混合，然后物料经微混合机11进行细微混合制成成品，成品送至成品仓12，经包装机13将产品进行包装，送成品库14。 
以上的连接方式为管道连接，是物料的流径通道，图中用空心箭头表示。 
为了防止粉尘泄漏和扩散，使整个***在负压状态下工作，为此设置负压源17，负压源17的空气吸入口F端分别与主料仓1、筛分装置3、主料输送机4、冲量式流量计5、辅料添加机(8a、8b、8c)、配料 机9、预混合机10、微混合机11、成品仓12、包装机13和成品库14的空气排出口F端连接。其中负压源16选用离心风机，真空度不低于-20mmH2O即可。尾气处理装置18与负压源17连接，尾气处理装置18选用旋风分离器，经处理后的空气完全达到国家标准，可以排放。 
以上的连接方式为管道连接，是空气的流径通道，图中用粗实心箭头表示。 
其中喂料机2为振动料斗，筛分装置3采用六棱滚桶筛，主料输送机4采用LSS-10满面式双螺旋输送机，冲量式流量计5采用FL-10冲量式流量计，减量法称重装置(7a、7b、7c)由扭力传感器和振动喂料器组成，辅料添加机(8a、8b、8c)采用PX定量添加机，配料机9和预混合机10分别采用满面式双螺旋输送机和LSS-16浆叶式螺旋输送机，微混合机11由LSS-16浆叶式螺旋输送机和振动电机组成，中心控制器15采用Dell 2900III服务器，远程计算机16采用Dell XPS 730计算机。 
本发明的制备方法的监视和控制过程如下： 
主料仓1给出料位信号送至中心控制器15，中心控制器15计算出是否应给主料仓1供料。喂料机2给出目前的工作状态信号送至中心控制器15，中心控制器15通过计算、反馈给出控制工作状态。筛分装置3输出给中心控制器15目前的工作状态信号，反馈给出控制工作状态。主料输送机4输出给中心控制器15目前的工作状态信号，中心控制器15通过计算、反馈给出控制工作状态。 
冲量式流量计5给出主料流量信号送至中心控制器15，中心控制器15计算出辅料流量，将辅料流量信号分别送至减量法称重装置7a、7b、7c和辅料添加机8 a、8b、8c，辅料添加机8a、8b、8c根据收到的辅料流量信号，通过改变变频器电源频率来改变螺旋输送机械的转速，从而改变输送量，将辅料按规定量送出，并将执行结果反馈给中心控制器15，减量法称重装置7a、7b、7c根据中心控制器15的计算结果分别监测辅料仓6a、6b、6c的重量变化，并将信号传给中心控制器15，以调整辅料仓6a、6b、6c的工作。 
远程计算机16与中心控制器1 5连接，对工艺过程进行远距离监视和控制。 
以上的连接方式为电信号连接，图中用细实心箭头表示。 
本发明的制备方法实现了超前控制辅料流量，保证了产品配料配比 的准确性、稳定性和一致性，能够满足各种不同用途产品对粒度的需求，使生产线具有一钮顺序启动、一钮顺序停车，各生产环节联锁的功能。而且防止了在物料输送、混合、包装等过程中发生粉末泄漏和扩散，避免了对周围环境污染，有利环保。 
利用本发明的方法制备的粉料产品以水灰比为0.3～0.4制成浆液固化后，生成类分子筛结构，即：形成孔径 
Figure GPCT146783746150141000D000081
的多孔性、类似分子筛结构的透气不透水的水泥基渗透结晶型防水材料。 

Claims (3)

1.一种具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：包括主料硅酸盐水泥、辅料I、辅料II和辅料III，各组分的重量百分比为：
主料硅酸盐水泥      15～35％
辅料I
Figure FSB00000825634000011
辅料II
磺酸钙              0.5～1.0％
甲基纤维素          0.4～1.0％
二氧化硅            6～8％
辅料III
Figure FSB00000825634000012
所述的硅酸盐水泥的比表面：300～400 m2/kg；
所述的二氧化硅、氧化钙、氧化铝、三氧化二铁、三氧化硫、氧化镁、铝酸钠的细度均为200～300目；
所述的速凝剂的细度为8mm孔筛；
所述的磺酸钙的酸碱度pH值为9～12；甲基纤维素的公称粘度为10000～40000mPa·s。
2.根据权利要求1所述的具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料，其特征在于：各组分的较佳重量百分比为：
主料硅酸盐水泥            22～30％    
辅料I
Figure FSB00000825634000013
Figure FSB00000825634000021
辅料II
磺酸钙                  0.6～0.75％
甲基纤维素              0.6～0.9％
二氧化硅                6～8％
辅料III
Figure FSB00000825634000022
。
3.权利要求1所述的一种具有类分子筛结构的水泥基渗透结晶型防水材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将细度符合要求的主料硅酸盐水泥投入到主料仓(1)中；
将细度符合要求的辅料I的六种物料二氧化硅、氧化钙、氧化铝、三氧化二铁、三氧化硫和氧化镁按权利要求1规定的重量比进行预混合好后，投入到辅料仓I(6a)中；
将辅料II的三种物料磺酸钙、甲基纤维素和二氧化硅按权利要求1规定的重量比、细度进行预混合好后，投入到辅料仓II(6b)中；
将辅料III的四种物料速凝剂、甲酸钙、铝酸钠和二氧化硅按权利要求1规定的重量比、细度进行预混合好后，投入到辅料仓III(6c)中；
主料经喂料机(2)振动从主料仓(1)中流出，经筛分装置(3)筛分处理后由螺旋输送机(4)送至冲量式流量计(5)，经冲量式流量计(5)计量按要求的量连续送至配料机(9)；
用减量法称重装置I(7a)、减量法称重装置II(7b)、减量法称重装置III(7c)按规定量调整辅料添加量后，再经由辅料添加机I(8a)、辅料添加机II(8b)、辅料添加机III(8c)将辅料送至配料机(9)；
主料及辅料在配料机(9)内配置完成后，送至预混合机(10)内混合，再送至微混合机(11)进行细微混合；
中心控制器(15)和远程计算机(16)对制备过程进行监视和控制。 
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