CN105503067A - 一种聚合物水泥基防水砂浆及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种聚合物水泥基防水砂浆及其应用，该防水砂浆含有比例为1:2.5～3.6的液体组分和固体组分，液体组分由乳液100重量份、消泡剂0.25-0.6重量份、防腐剂0.25-0.7重量份和水20-80重量份组成；固体成分由硅酸盐水泥100重量份，粒化高炉矿渣粉15-40重量份，超细矿渣粉5-30重量份，干法脱硫灰1-8重量份，河砂250-400重量份，细钢渣颗粒50-180重量份，消泡剂0.05-0.15重量份，超分散剂0.2-1.2重量份，纳米凹凸棒土0.8-5重量份。所述防水砂浆具有高的抗渗等级、高的抗压强度和粘结强度，抗老化，施工方便，成本低廉，绿色，环保。

Description

一种聚合物水泥基防水砂浆及其应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种聚合物水泥基防水砂浆及其应用。
背景技术
渗漏直接影响到整栋建筑物的寿命。随着人们对建筑工程质量要求的提高，墙体立面防水、潮湿基面防水越来越引起建筑行业的重视。另一方面，一些年龄较长的混凝土建筑结构的渗漏问题也引起了广泛关注。在各种防水材料中，刚性防水砂浆存在抗渗能力差、干缩大、易开裂的问题。卷材类防水更适合平面施工，以及基层含水率低的部位。聚合物水泥基防水砂浆是防止建筑物渗漏的一种重要方式，不仅具有优异的抗压强度，而且刚柔结合，与基层有良好的粘结性能。聚合物渗透在孔隙和毛细管内成膜，对外部水分侵蚀起到了充分的阻碍作用。
但是聚合物砂浆的抗渗和强度(压折比)之间存在矛盾，聚合物含量高可以提高抗渗性，但会降低抗压强度；抗压强度高，抗渗性又不满足要求。而且无机胶凝体系和聚合物之间存在适应性问题。最紧密的胶凝体系在加入某种聚合物后抗渗性能反而会降低。
所以，制备一种具有高抗渗等级，高的抗压强度和粘结强度，抗老化，施工方便，成本低廉的聚合物水泥基防水砂浆对于提高建筑物的寿命至关重要。
发明内容
本发明的目的是提高一种聚合物水泥基防水砂浆，该砂浆具有抗渗等级高、抗压强度和粘结强度高，抗老化，施工方便，成本低廉，而且充分利用了高炉矿渣、干法脱硫灰和钢渣等冶金废渣，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于，该防水砂浆含有液体组分和固体组分，所述液体组分和固体组分的重量比为1:2.5-3.6；
所述液体组分为：
所述固体组分为：
上述聚合物水泥基防水砂浆各组分优选的配比为，液体组分与固体组分的重量比例为1:2.8～3.5，其中，
优选的液体组分为：
优选的固体组分为：
所述液体组分中的乳液为丁苯乳液或苯丙乳液中的一种或其混合物。乳液在砂浆中填充无机胶凝体系的孔隙并渗透到毛细管内，在孔隙和毛细管内成膜，使无机胶凝材料和乳胶粉成为有机的一体，增加了砂浆与基体的结合程度，牢牢地吸附在基体的表面，提高了粘结强度。提高了砂浆的柔韧性，降低了砂浆的压折比。所述乳液具有良好的施工性、耐候性和耐久性。
所述液体组分或固体组分中的消泡剂均为聚醚改性二甲基硅油。所述消泡剂可以消除砂浆体系中的气泡，降低孔隙率，从而提高强度和压折比。
所述固体组分中的硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥或42.5级普通硅酸盐水泥的一种。
所述固体组分中的粒化高炉矿渣粉的勃氏比表面积为350-450m2/kg，质量系数为1.7-2.1。所述粒化高炉矿渣粉为无机胶凝体系提供了中等大小的颗粒，填充了较粗的水泥颗粒间的孔隙。所述粒化高炉矿渣粉的应用，减小了水泥的用量，降低了胶凝体系的碱度，减缓了胶凝体系初期的水化反应，延长了可操作时间；但是后期强度较水泥本身又有一定程度的提高。此外，所述粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁的废弃物，它的使用，还减少了自然资源的消耗，有利于资源的循环利用。
所述固体组分中的超细矿渣粉的d97粒径为5-20μm，勃氏比表面积为500-800m2/kg，质量系数为1.7-2.1。所述超细矿渣粉是细度非常高的粒化高炉矿渣粉，它的使用，除了粒化高炉矿渣粉自身的材料性能外，还填充了小颗粒之间的孔隙，有助于无机胶凝体系的进一步密实。较普通细度的粒化高炉矿渣粉，超细矿渣粉的1-3天的早期强度较单纯的水泥胶凝***高，和体系的结合更加牢固，但在与水搅拌后无机胶凝体系的水化初期水化较慢，延长了防水砂浆体系可操作时间。
所述固体组分中的细钢渣颗粒为经滚筒法处理的电炉或转炉钢渣，f-CaO<3％，粒径为1-2.5mm。细钢渣颗粒具有高强度、耐磨性好，吸水性好，抗冻融能力强，用作砂浆骨料不仅可以充分利用冶金废渣，还可以提高防水砂浆的强度和抗变形能力。
所述固体组分中的分散剂为聚羧酸系超分散剂。优选的，所述聚羧酸系超分散剂为早强型聚羧酸超分散剂。该超分散剂可以使各组分充分混合均匀，并改善无机胶凝材料和乳胶粉的适应性，并且可以满足低水灰比要求，提高防水砂浆的抗渗性能，施工性能好，大大提高砂浆的抗压强度。
所述固体组分中的河砂为硅质砂，细度模数为2.2-2.6，堆积密度为1400-1500kg/m3。
所述固体组分中的干法脱硫灰为钢厂烧结烟气干法脱硫的废弃物，其亚硫酸钙含量为35-65％，碳酸钙含量为30-60％。干法脱硫灰中的亚硫酸钙对粒化高炉矿渣粉和超细矿渣粉起到硫酸盐激发作用，有利于钙矾石的生成，从而有利于强度的进一步提高。
本发明以硅酸盐水泥、干法脱硫灰、矿渣粉和超细矿渣粉为复合胶凝体系，以河砂和细钢渣颗粒为骨料，以乳胶粉为聚合物，加入消泡剂、超分散剂和纳米凹凸棒土制备而成。所述液体组分中的乳液为丁苯乳液或苯丙乳液中的一种或其混合物。乳液在砂浆中填充无机胶凝体系的孔隙并渗透到毛细管内，在孔隙和毛细管内成膜，使无机胶凝材料和乳液成为有机的一体，增加了砂浆与基体的结合程度，牢牢地吸附在基体的表面，提高了粘结强度。提高了砂浆的柔韧性，降低了砂浆的压折比。所述乳液具有良好的施工性、耐候性和耐久性。
优选的，固体组分中，硅酸盐水泥、干法脱硫灰、矿渣粉和超细矿渣粉按照质量比为1：0.02-0.06：0.2-0.35：0.1-0.3组成复合凝胶体系，保证了聚合物水泥基防水砂浆的强度能快速稳定地发展。普通硅酸盐水泥作为主要胶凝材料，矿渣粉早期活性略低于水泥，后期活性高于水泥，同时细度高于水泥；超细矿渣粉不仅具有优异的早期活性和后期活性，而且具有很高的细度，既减小了胶凝体系孔隙率，起到微集料效应，又具有高活性，能大大提高砂浆抗压强度；干法脱硫灰中的亚硫酸钙成分对胶凝体系起到硫酸盐激发作用。纳米凹凸棒土作为纳米级填料，可以进一步填充孔隙，提高胶凝体系堆积密度。
本发明制备的聚合物水泥基防水砂浆可以用于地下室、水池以及外墙立面防水材料，在应用时，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:2.5-3.6，优选的，重量比为1:2.8-3.5的比例混合，搅拌2-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
本发明的有益效果是：
1、本发明制备的聚合物水泥基防水砂浆不仅具有高的抗渗等级、高的抗压强度和粘结强度，抗老化，施工方便，成本低廉，而且充分利用了高炉矿渣、干法脱硫灰和钢渣等冶金废渣，具有良好的经济效益和社会效益。
2、本发明制备的聚合物水泥基防水砂浆不仅可以改善抗渗和压折比之间的矛盾，同时保证高抗渗等级和高强度，而且可以改善乳液和掺矿渣粉胶凝体系的适应性问题，充分发挥超细矿渣粉的高活性和微集料效应，在凹凸棒土的复合作用下，得到紧密堆积且成膜的防水砂浆。
3、本发明制备的聚合物水泥基防水砂浆可以用于地下室、水池以及外墙立面防水材料。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1：
按照重量份称取如下原料：
液体组分：
将上述原料搅拌，均匀。
固体组分：
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀。液体组分和固体组分按照重量比1：3.5的比例混合即得聚合物水泥基防水砂浆。使用时，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:3.5搅拌3-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
实施例2
按照重量份称取如下原料：
液体组分：
固体组分：
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀。液体组分和固体组分按照重量比1：3.2的比例混合即得聚合物水泥基防水砂浆。使用时，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:3.2搅拌3-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
实施例3
按照重量份称取如下原料：
液体组分：
固体组分：
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀。液体组分和固体组分按照重量比1：3.0的比例混合即得聚合物水泥基防水砂浆。使用时，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:3.0搅拌3-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
实施例4
按照重量份称取如下原料：
固体组分：
将上述固体组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀。液体组分和固体组分按照重量比1：2.8的比例混合即得聚合物水泥基防水砂浆。使用时，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:2.8搅拌3-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
将实施例中的聚合物水泥基防水砂浆进行性能测试，具体测试结果如下表所示：
从表中的测试数据可看出，本发明制备的聚合物水泥基防水砂浆具有良好的抗渗性，抗压强度和粘结强度也非常高。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于，该防水砂浆含有液体组分和固体组分，所述液体组分和固体组分的重量比为1:2.5-3.6；
所述液体组分为：
所述固体组分为：
2.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述液体组分中的乳液为丁苯乳液或苯丙乳液中的一种或其混合物。
3.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述液体组分中或固体组分中的消泡剂均为聚醚改性二甲基硅油。
4.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的硅酸盐水泥为52.5级普通硅酸盐水泥或42.5级普通硅酸盐水泥的一种；所述固体组分中的粒化高炉矿渣粉的勃氏比表面积为350-450m2/kg，质量系数为1.7-2.1。
5.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的超细矿渣粉的d97粒径为5-20μm，勃氏比表面积为500-1000m2/kg，质量系数为1.7-2.1。
6.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的干法脱硫灰为钢厂烧结烟气干法脱硫的废弃物，其亚硫酸钙含量为35-65％，碳酸钙含量为30-60％。
7.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的河砂为硅质砂，细度模数为2.2-2.6，堆积密度为1400-1500kg/m3。
8.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的细钢渣颗粒为经滚筒法处理的电炉或转炉钢渣，f-CaO<3％，粒径为1-2.5mm。
9.根据权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆，其特征在于：所述固体组分中的超分散剂为聚羧酸系超分散剂。
10.如权利要求1所述的聚合物水泥基防水砂浆作为防水材料的应用方法，其特征在于，将聚合物水泥基防水砂浆的液体组分和固体组分按照重量比为1:2.5-3.6搅拌2-5分钟，静置4-7分钟就可施工。
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