CN102432222B - 一种渗透结晶型防水剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渗透结晶型防水剂。该材料由以下组分，按比例（质量百分比）混合而成：超细矿粉：35%~65%、粉煤灰：15%~30%、氢氧化钙：8%~20%、纳米二氧化硅：1%~3%、有机硅助剂：5%~14%、聚丙烯酸钠：0%~2.4%、聚羧酸减水剂：0.1%~1.5%。本发明的渗透结晶型防水剂掺入到混凝土中，其所含有的活性物质能与混凝土中水泥水化产物发生反应生成不溶晶体，堵塞混凝土毛细孔孔道及微裂纹，从而提高混凝土的密实性，进而提高混凝土抗渗性和耐久性。可广泛应用于地铁、港口码头、坝池、隧道、地下室等混凝土抗渗、防水施工。

Description

一种渗透结晶型防水剂

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种组合物，特别涉及一种用于地铁、港口码头、坝池、隧道、地下室等混凝土防水用的渗透结晶型防水剂。

背景技术

混凝土是一种非均质多孔的脆性材料，从微观结构上看属于多孔结构，其内部存在大量的孔隙和微裂纹，这些微观缺陷都将成为后期混凝土的渗水通道。除此之外，混凝土在塑性阶段时表面水分蒸发产生的收缩裂缝和硬化阶段产生的温度裂缝也会增加混凝土的渗透性，严重影响了混凝土的耐久性。

提高混凝土构筑物的抗渗性能是提高混凝土耐久性及其他性能的关键因素，为此国内先后存在几种提高混凝土可靠性的重要手段，如抗渗水泥、补偿收缩混凝土、柔性防水材料、无机抗渗剂等等。以上混凝土抗渗技术和材料均有各自的优缺点，如抗渗水泥混凝土具备早强、高强、凝结时间短、干缩率低、抗渗的优点，但较难运输保管，且造价较高；补偿收缩混凝土为混凝土中加入膨胀剂，可以抵消因为干缩产生的拉应力，避免混凝土产生裂缝，但补偿收缩混凝土要求混凝土养护时间长，且影响因素很多，实际应用过程中不稳定等。柔性防水材料可以封闭混凝土表面，阻止水的渗入，但存在不耐高温、易老化、寿命短等缺点。无机抗渗剂通过掺入硅酸盐、铁盐或无机氯盐，与水泥中的水化产物发生反应生成胶体物质，堵塞混凝土内部孔隙，从而提高其密实性，但以前的这种产品不仅功能单一、防渗抗裂效果差，而且掺入到混凝土中影响其工作性和后期的长期性能。

水泥基渗透结晶型防水剂因为抗渗性能好，具有较强的自修复功能，因此在在许多领域特别是地下防水工程与民用建筑等防水工程具有不可替代的优越性，其解决了传统防水剂导致混凝土新拌性能差的问题，而且后期硬化阶段内部的活性组分与水泥水化产物发生反应生成不溶晶体，堵塞混凝土内部微裂纹，使混凝土更加密实，达到混凝土防水的目的，满足建筑物及构筑物对耐久性的要求。目前，渗透结晶型防水材料主要采用国外知识产权产品，如美国PENETRON、加拿大XYPEX等，国内的产品一般为从国外进口渗透结晶母料进行再加工形成的成品，如中国专利号为CN101654351A、CN101362867A等，其主要采用渗透结晶母料进行配置，没有形成自己真正的知识产权，因此价格相对昂贵，从而阻碍了其在防水工程中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗透结晶型防水剂，混凝土添加本防水剂后，不但能泵送施工，并具备抗碳化、抗有害介质渗透功能，同时混凝土的耐久性也得到的极大的提高。

申请人经研究发现：混凝土结构劣化的主要原因是水的侵入，同时也包括溶解于水中的有害物质，从而引起混凝土产生微裂纹，导致混凝土内部损伤，尤其是氯离子或二氧化碳以水为载体侵入混凝土内部，可导致内部钢筋发生锈蚀和混凝土发生碳化。

基于上述研究，本发明以水泥基渗透结晶型防水剂内掺思路为基础，以超细矿粉与粉煤灰为填料，改善混凝土内部微结构，以纳米二氧化硅为活性组分，并选择合适的助剂，在毛细孔中与水泥水化产物发生物理化学反应，生成不溶于水的枝蔓状结晶体，密封混凝土内部毛细孔及微裂缝，从而有效封堵来自外界水的侵入，起到阻水、防水的作用。

本发明的具体技术方案如下：

一种渗透结晶型防水剂，由下述组分按重量百分比配制而成：

超细矿粉                     35%~65%

粉煤灰                       15%~30%

氢氧化钙                     8%~20%

纳米二氧化硅                 1%~3%

有机硅助剂                   5%~14%

聚丙烯酸钠                   0%~2.4%

聚羧酸减水剂                 0.1%~1.5%

优选的，所述渗透结晶型防水剂中各组分的重量百分数为：

超细矿粉                     40%~60%

粉煤灰                       20%~30%

氢氧化钙                     8%~16%

纳米二氧化硅                 1%~2%

有机硅助剂                   8%~14%

聚丙烯酸钠                   1%~2%

聚羧酸减水剂                 1.0%~1.5%

上述超细矿粉为白色，比表面积≥8000cm²/g；

上述粉煤灰的细度为45μm，方孔筛筛余量＜10%；

上述纳米二氧化硅的平均粒径为几十纳米；

上述有机硅助剂为粉末状固体，所有种类的有机硅助剂均适用于本发明，优选硅烷类有机硅或硅氧烷类有机硅； 

上述聚羧酸减水剂为粉末状固体，所有种类的聚羧酸减水剂均适用于本发明，优选聚醚类减水剂或聚酯类减水剂。

本发明所述的渗透结晶型防水剂在使用时，是在混凝土中掺入胶凝材料重量的2%~4%的本剂（等量取代水泥）即可获得不影响混凝土工作性的防水混凝土，在掺入渗透结晶型防水剂的混凝土中，通过超细矿粉、粉煤灰的填充效应及二次水化效应，可改善混凝土内部微结构，同时起到一定的早强作用；通过纳米二氧化硅可以与混凝土内部孔隙中水泥水化产物反应生成不溶性晶体产物，堵塞混凝土毛细孔隙，起到密实防水的作用；而有机硅助剂及聚丙烯酸钠等起到防水抗渗的辅助作用，同时作为活性组分二氧化硅的络合助剂；通过聚羧酸减水剂，可以提高混凝土的工作性并减低混凝土的单方用水量进一步增加混凝土的密实性。

掺4%本渗透结晶型防水剂混凝土的工作性指标

从上表可见，掺入本渗透结晶型防水剂的混凝土具有较大的减水率，在用水量较低的情况下同样可以达到基准混凝土相同的坍落度，同时含气量也没有明显变化。

由于本渗透结晶型防水剂具有减水、渗透结晶等效果，可以使混凝土更加密实，从而是混凝土的力学性能与抗渗性能得到较大的提高。

掺4%本渗透结晶型防水剂混凝土的力学性能指标

掺4%本渗透结晶型防水剂混凝土的抗渗性能及其他性能指标

以上表格中所有数据请参照《水泥基渗透结晶型防水材料》(GB 18445-2001)标准。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供下述渗透结晶型防水剂实施实例。这些实施实例仅仅是解释，而不是限制本发明的范围。

本发明渗透结晶型防水剂，由超细矿粉35%~65%、粉煤灰15%~30%、氢氧化钙8%~20%、纳米二氧化硅1%~3%、有机硅助剂5%~14%、聚丙烯酸钠0%~2.4%、聚羧酸减水剂0.1%~1.5%组成，可根据性能要求选择合理的组分比例，得到所需的性能产品。在具体实施过程中，可优先考虑以下方案。

实施例1和2中，有机硅助剂采用的是硅烷类有机硅，白色粉末；聚羧酸减水剂采用的聚醚类减水剂，粉红色粉末，其他均为化学纯或常见市售产品。

实施例3和4中，有机硅助剂采用的是硅烷类有机硅，白色粉末；聚羧酸减水剂采用的聚酯类减水剂，黄色粉末，其他均为化学纯或常见市售产品。

实施例5中，有机硅助剂采用的是硅氧烷类有机硅，白色粉末；聚羧酸减水剂采用的聚酯类减水剂，黄色粉末，其他均为化学纯或常见市售产品。

按照上述比例可制备出性能要求略有差异的使用不同场合的渗透结晶型防水剂，添加到混凝土中，以提高混凝土的抗渗性能和耐久性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种渗透结晶型防水剂，其特征在于由以下组分按质量百分比配制而成： 

。

2.根据权利要求1所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于各组分质量百分含量为：

。

3.根据权利要求1或2所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于所述的超细矿粉为粉末状颗粒，比表面积≥8000cm²/g。

4.根据权利要求1或2所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于所述的粉煤灰细度为45μm方孔筛筛余量＜10%。

5.根据权利要求1或2所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于所述的纳米二氧化硅为无定形的白色粉末，其平均粒径＜100nm。

6.根据权利要求1或2所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于所述的有机硅助剂是硅烷类有机硅或硅氧烷类有机硅，为粉末状固体。

7.根据权利要求1或2所述的渗透结晶型防水剂，其特征在于所述的聚羧酸减水剂是聚醚类减水剂或聚酯类减水剂，为粉末状固体。