CN109369133A - 一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，属于无机涂料技术领域。该高抗渗防水无机涂料主要成分如下：平均粒径30~125μm的超细砂150~300份，强度不低于32.5MPa的水泥130~260份，平均粒径5~30μm的掺合料100~200份，高性能外加剂5~10份，水胶比0.2~0.4，可再分散性乳胶粉6~18份，硅酸钠5~20份；消泡剂2~5份，分散剂2~4份，憎水剂10~20份。本发明技术方案制备的高抗渗防水无机涂料具有制作简单、抗渗性能好、耐水性能好、成膜性能好、附着力强等特点，显著提高混凝土结构的抗渗性能，提高混凝土结构的使用寿命，适合绿色环保高抗渗防水无机涂料的发展与应用。
Description
技术领域
本专利涉及混凝土建筑工程高抗渗防水技术领域，更具体地，涉及一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着城市地上空间发展的限制，地下混凝土设施不断增多，规模日益增大，地下混凝土工程的防水要求也越来越高，特别是地下管廊、地下商业街等，受到地下水的严重侵蚀。为了防止和减轻地下水对这类隐蔽设施的危害，世界各国的工程技术人员、建设单位、施工单位以及科研单位都做了很大努力，而地下工程的裂漏问题仍未得到彻底解决，这不仅会影响结构的使用功能和美观，更主要的是有可能缩短地下结构的使用寿命。
现有技术中，通过对地下混凝土工程主体结构进行多重防水处理来提高地下混凝土工程的防水性能。但防水材料与混凝土粘结性不好，容易脱落。且防水材料层一旦在后续施工中被破坏，则使得地下混凝土工程整体的防水设施形同虚设，没有从根本上解决地下混凝土工程防水的问题。
中国专利申请号为201310649942.8的专利公开了一种聚合物水泥防水涂料，其中所述的聚合物水泥防水涂料的成本较高、不环保且抗渗性能较差。中国专利申请号为201510078137.3的专利公开了一种改良型威尼斯灰泥及应用，其中所述的改良型威尼斯灰泥可代替传统涂料和瓷砖，应用于建筑物的内墙装饰，但是其具有以下不足：（1）其成分中添加硫铝酸盐水泥，凝结时间过短，不易于施工；（2）“将上述原料搅拌均匀后，以质量比为原料：水=2:1兑水混合”，水胶比大，强度低、耐久性差，容易脱落；（3）砂胶比小，成本较高；（4）其成分中添加增稠剂，流动性较差，不能实现喷涂或用辊筒涂刷；（5）应用方法繁琐，需要涂刷界面剂和罩面剂，不能直接涂刷在混凝土表面。
针对以上现状，可以开发一种高抗渗防水无机涂料，将高抗渗防水涂料涂覆在地下混凝土工程的混凝土表面，进一步提高地下混凝土工程的抗渗性能，提高地下建筑工程的使用寿命，降低地下结构的综合成本。
发明内容
有鉴于此，本专利为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种抗渗性能好、附着力高、耐水性能好、制作成本低廉、耐久性能好的高抗渗防水无机涂料，并提供其制备方法。
为了解决上述存在的技术问题，本专利采用下述技术方案：
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂150~300份；
强度不低于32.5MPa的水泥130~260份；
平均粒径5~30μm的掺合料100~200份；
高性能外加剂5~10份；
水胶比0.2~0.4；
可再分散性乳胶粉6~18份；
硅酸钠5~20份；
消泡剂2~5份；
分散剂2~4份；
憎水剂10~20份。
在该高抗渗防水无机涂料及其制备方法中，添加上述配比的掺合料。掺合料在高抗渗防水无机涂料中具有填充效应、火山灰效应，提高高抗渗防水无机涂料的密实度、抗渗性能和耐久性能。
在该高抗渗防水无机涂料及其制备方法中，添加上述配比的可再分散性乳胶粉，增强高抗渗防水无机涂料与水泥基材料的粘结强度，增强高抗渗防水无机涂料的柔性和可变性。
在该高抗渗防水无机涂料及其制备方法中，添加上述配比的憎水剂，提高抗渗防水无机涂料的防水性。
所述可再分散性乳胶在本发明中起提高附着力作用。所述硅酸钠在本发明中起促进胶凝材料水化生成水化硅酸钙凝胶，堵塞无机涂料孔隙，增强无机涂料的抗渗性能。所述消泡剂在本发明中起消灭大气泡作用，提高涂料密实和涂料表面平整度。
该高抗渗防水无机涂料涂覆在混凝土结构上，使混凝土结构抗渗性能提高1倍以上，并且附着力强、耐久性好。
优选地，所述高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂185~265份；
强度不低于32.5MPa的水泥160~230份；
平均粒径5~30μm的掺合料125~175份；
高性能外加剂6~9份；
水胶比0.25~0.35；
可再分散性乳胶粉9~15份；
硅酸钠9~16份；
消泡剂3~4份；
分散剂2.5~3.5份；
憎水剂12.5~17.5份。
更优选地，所述高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂225份；
强度不低于32.5MPa的水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
硅酸钠12.5份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份；
憎水剂15份。
所述的超细砂为超细石英砂、超细河砂、超细机制砂的一种或多种组合，在本发明中一方面起骨架支撑作用，另一方面优化颗粒级配。
所述的掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉、钢渣粉中的一种或多种组成。
所述的掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0~100%、矿粉0~80%、粉煤灰0~60%、陶瓷抛光粉0~100%、钢渣粉0~50%。
所述的高性能外加剂为聚羧酸减水剂，在本发明中使胶凝材料颗粒分散均匀，改善和易性，减少用水量，从而提高抗渗防水无机涂料的致密度和硬度。
所述憎水剂为聚硅氧烷或有机硅，在本发明中起防水作用，提高抗渗防水无机涂料的防水性能。
所述的分散剂为三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或多种组合，在本发明中提高材料的分散均匀性、防止任意材料组分沉底、提高抗渗防水无机材料性能的均匀性。
所述的一种高抗渗防水无机涂料的制备方法按照以下步骤制得：
S1按照高抗渗防水无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂、憎水剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到高抗渗防水无机涂料。
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的高抗渗防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明技术方案涉及的一种高抗渗防水无机涂料可使地下建筑的抗渗性能提高1倍，提高地下建筑的使用寿命，降低地下建筑结构的综合成本。
（2）本发明技术方案涉及的一种高抗渗防水无机涂料具有抗渗性能好、附着力强、耐水性能好、耐久性好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本专利做进一步详细说明。
实施例1
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂150份；
强度不低于32.5MPa的水泥130份；
平均粒径5~30μm的掺合料100份；
高性能外加剂5份；
水胶比0.2；
可再分散性乳胶粉6份；
硅酸钠5份；
消泡剂2份；
分散剂2份；
憎水剂10份。
所述的一种高抗渗防水无机涂料的制备方法按照以下步骤制得：
S1按照高抗渗防水无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂、憎水剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到高抗渗防水无机涂料。
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的高抗渗防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
实施例2
除高抗渗防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂300份；
强度不低于32.5MPa的水泥260份；
平均粒径5~30μm的掺合料200份；
高性能外加剂10份；
水胶比0.4；
可再分散性乳胶粉18份；
硅酸钠20份；
消泡剂5份；
分散剂4份；
憎水剂20份。
实施例3
除高抗渗防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂185份；
强度不低于32.5MPa的水泥160份；
平均粒径5~30μm的掺合料125份；
高性能外加剂6份；
水胶比0.25；
可再分散性乳胶粉9份；
硅酸钠9份；
消泡剂3份；
分散剂2.5份；
憎水剂12.5份。
实施例4
除高抗渗防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂265份；
强度不低于32.5MPa的水泥230份；
平均粒径5~30μm的掺合料175份；
高性能外加剂9份；
水胶比0.35；
可再分散性乳胶粉15份；
硅酸钠16份；
消泡剂4份；
分散剂3.5份；
憎水剂17.5份。
实施例5
除高抗渗防水无机涂料的配方不同外，其他条件同实施例1.
一种高抗渗防水无机涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂225份；
强度不低于32.5MPa的水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
硅酸钠12.5份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份；
憎水剂15份。
对比例1
除了超细砂60份外，其他条件同实施例1。
对比例2
除了可再分散性乳胶粉3份外，其他条件同实施例1。
对比例3
除了憎水剂5份外，其他条件同实施例1。
对比例4
除了掺合料300份外，其他条件同实施例1。
对比例5
除了水胶比0.6外，其他条件同实施例1。
对比例6
未涂覆高抗渗防水无机涂料的普通混凝土。
对实施案例1~5、对比案例1~6所述的高抗渗防水无机涂料涂覆到清洁并润湿过的普通混凝土表面制备标准试件标准养护28天，对涂覆了高抗渗防水无机涂料的普通混凝土试件进行抗渗性能、粘结性能、耐水性能、耐久性能测试，实验数据见表1：
表1高抗渗防水无机涂料检测数据
| 项目 | 抗渗等级 | 粘结性能 | 耐水性能 | 耐久性能 |
| 实施案例1 | P15 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 实施案例2 | P16 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 实施案例3 | P17 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 实施案例4 | P18 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 实施案例5 | P20 | 良好 | 良好 | 良好 |
| 对比案例1 | P8 | 较好 | 较差 | 较差 |
| 对比案例2 | P10 | 差 | 较差 | 较差 |
| 对比案例3 | P9 | 较好 | 较差 | 较差 |
| 对比案例4 | P13 | 较好 | 较好 | 较好 |
| 对比案例5 | P7 | 较差 | 较差 | 较差 |
| 对比案例6 | P7 | —— | 差 | 差 |
从表1来看，对比例1超细砂60份，与实施例1对比，抗渗性能、耐水性能及耐久性能均下降较多，粘结性能下降较少；对比例2可再分散性乳胶3份，与实施例1对比，抗渗性能度、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较多；对比例3憎水剂5份，与实施例1对比，抗渗性能、耐水性能和耐久性能均下降较多，粘结性能下降较少；对比例4掺合料300份，与实施例1对比，抗渗性能、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较少；对比例5水胶比0.6，与实施例1对比，抗渗性能、粘结性能、耐水性能及耐久性能均下降较多；对比例6未涂覆高抗渗防水无机涂料的普通混凝土，与实施例1对比，抗渗性能、耐水性能及耐久性能均下降较多。通过大量试验，在本发明所选取的超细砂、可再分散性乳胶粉、憎水剂、掺合料、水胶比为最优；本发明的高抗渗防水无机涂料能显著提高普通混凝土的抗渗性能、耐水性能和耐久性能。
显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于，所述的高抗渗防水无机涂料包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂150~300份；
强度不低于32.5MPa的水泥130~260份；
平均粒径5~30μm的掺合料100~200份；
高性能外加剂5~10份；
水胶比0.2~0.4；
可再分散性乳胶粉6~18份；
硅酸钠5~20份；
消泡剂2~5份；
分散剂2~4份；
憎水剂10~20份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于，所述的高抗渗防水无机涂料包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂185~265份；
强度不低于32.5MPa的水泥160~230份；
平均粒径5~30μm的掺合料125~175份；
高性能外加剂6~9份；
水胶比0.25~0.35；
可再分散性乳胶粉9~15份；
硅酸钠9~16份；
消泡剂3~4份；
分散剂2.5~3.5份；
憎水剂12.5~17.5份。
3.根据权利要求1所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于，所述的高抗渗防水无机涂料包括以下重量份数的原料：
平均粒径30~125μm的超细砂225份；
强度不低于32.5MPa的水泥195份；
平均粒径5~30μm的掺合料150份；
高性能外加剂7.5份；
水胶比0.3；
可再分散性乳胶粉12份；
硅酸钠12.5份；
消泡剂3.5份；
分散剂3份；
憎水剂15份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于所述的超细砂为超细石英砂、超细河砂、超细机制砂的一种或多种。
5.根据权利要求1~3任一项所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于所述的掺合料包括如下重量百分比原料：硅灰0~100%、矿粉0~80%、粉煤灰0~60%、陶瓷抛光粉0~100%、钢渣粉0~50%。
6.根据权利要求1~3任一项所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于所述高性能外加剂为聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求1~3任一项所述的一种高耐抗渗水无机涂料，其特征在于所述憎水剂为聚硅氧烷或有机硅。
8.根据权利要求1~3任一项所述的一种高抗渗防水无机涂料，其特征在于所述的分散剂为三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠的一种或多种。
9.一种制备权利要求1~8所述高抗渗防水无机涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1按照高抗渗防水无机涂料的配合比计算各原材料用量，将消泡剂加入水中搅拌均匀，得到消泡剂水溶液；
S2将全部骨料和40%重量的消泡剂水溶液预先搅拌1~2分钟；
S3将全部水泥、掺合料、乳胶粉、分散剂、憎水剂加入到S2步骤所得预湿的骨料中，搅拌1~2分钟，然后加入全部外加剂和剩余的60%消泡剂水溶液，充分搅拌2~3分钟，得到高抗渗防水无机涂料；
S4处理普通混凝土表面，确保普通混凝土表面无油污及其它松散物，并用清水润湿普通混凝土至饱和，且表面无明水；
S5将S3制得的高抗渗防水无机涂料涂用辊筒或刷子涂覆到S4步骤处理过的普通混凝土表面，涂刷2~3遍，每层涂刷需等上一层干燥后进行，每层的涂刷方向与上一层垂直，涂层总厚度为0.2~1.5mm。
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