一種高性能防水劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高性能防水劑及其制備方法,屬于混凝土建筑防水材料技術領 域。
【背景技術】
[0002] 防水劑主要是通過減少孔隙和堵塞毛細通道,降低吸水性和在靜水壓力下透水 性,來實現提高混凝土的抗滲防水性和耐久性。近年來,國內混凝土防水劑主要研宄方向有 無機硅防水劑、有機硅防水劑和無機硅-有機硅復合防水劑。無機硅防水劑主要是通過無 機硅化合物(如無機硅酸鹽)減少混凝土中空隙,提高密實性和抗滲性。有機硅防水劑主 要是通過有機硅化合物(如甲基硅醇鈉)使混凝土表面形成憎水表面,提高抗滲性。然而, 無機硅-有機硅復合防水劑既具備無機硅防水劑減少空隙、提高防水的功能,又結合了有 機硅防水劑憎水表面防水的功能,是一種多功能的防水劑。
[0003] 無機硅酸鹽防水劑主要是指硅酸鈉或是硅酸鉀為基礎成分的防水劑。如中國專利 CN101811841B文獻公開了一種以水玻璃為主要成分,并以實現提高防水劑的防水性能為 目標的無機防水劑及其制法。但是其形成的防水膜強度不夠,容易開裂。為了解決無機硅 酸鹽防水劑這樣的技術問題,人們也研宄了有機硅防水劑。有機硅防水劑主要是指甲基硅 醇或甲基硅醇鈉為主要成分的防水劑。甲基硅醇鈉是合成具有防水性能的聚甲基硅醚的原 料,因而能在混凝土表面形成一層聚硅氧烷膜而具有防水功能。如中國專利CN1218081A 文獻公開了一種含有甲基硅酸鈉3. 0-4. 0 %、硫酸鋁0. 0-0. 06 %和水96-97 %的建筑用有 機硅防水劑。雖然其具有一定防水的功能,但是其存在著堿性較大、乳液不穩定問題。堿性 較大,容易吸收二氧化碳,減少了甲基硅酸的形成,從而減少了聚甲基硅醚,進而降低了防 水性能。乳液不穩定,容易被水沖破防水層而影響防水性能。為了解決有機硅防水劑的問 題,人們開始嘗試其他有機硅化合物的研宄。如中國專利CN1778860A文獻公開了一種含 有一甲基三氯硅烷0. 1-2份,氫氧化鈉2-6份,水3-7份的高效防水劑及其制備方法。盡管 有機硅防水劑的防水性能有了一定的改善,但是有機硅堿性較大、乳液不穩定的問題依然 沒有得到解決。
[0004] 隨著人們對防水劑研宄的深入,人們開始對無機硅與有機硅復合防水劑的進行研 宄。無機硅-有機硅復合防水劑不僅有聚合物乳液,而且還有次要成膜物水泥。水泥可與液 料中的水進行水化反應,形成無機硅-有機硅復合膜,所以無機硅-有機硅復合防水劑具有 良好的防水性能。因此,其逐漸地被廣泛應用到建筑樓面、衛生間、地下室等的防水。目前, 有人早已報道了關于無機硅-有機硅復合防水劑的情況,如中國專利CN102557726B文獻 公開了一種名為"一種高滲透性多效混凝土防水劑及其制備方法"的防水劑,該防水劑具有 優異的滲透能力,最大滲透深度達30_,大大提高防水層厚度,并且還能節約施工成本。但 是,該防水劑為無色透明堿性混合液,其PH值為10~12,防水劑的堿性較大,容易發生堿骨 料反應侵蝕鋼筋,影響混凝土的耐久性能和建筑的壽命,這對建筑的安全構成了很大的隱 患。此外,混凝土周圍環境往往又是復雜多變的,這無疑對無機硅-有機硅復合防水劑的防 水功能提出更高的發展要求。因此,開發一種高性能防水劑對混凝土建筑起到非常重要的 作用。
【發明內容】
[0005] 針對上述現有技術的不足,本發明所要解決的技術問題是提出了一種堿性低且防 水性能良好的高性能防水劑及其制備方法。
[0006] 本發明為解決上述問題所采取的技術方案為:
[0007] 一種高性能防水劑,由以下重量份配比的各組分制成:一甲基三氯硅烷2~8份, 氫氧化鈉3~7份,醋酸鈉5~10份,聚乙烯醇4~9份,甲基纖維素0. 2~0. 5份,硅酸 鈉10~20份,氯化鐵3~8份,水200~300份。
[0008] 其重量份配比如下:
[0009] 一甲基三氯硅烷5份,氫氧化鈉5份,醋酸鈉8份,聚乙烯醇7份,甲基纖維素0. 35 份,硅酸鈉15份,氯化鐵6份,水250份。
[0010] 本發明中,所述的一甲基三氯硅烷能與醋酸鈉反應生成甲基三乙酰氧基硅烷;與 水發生水解反應生成甲基硅樹脂;與氫氧化鈉反應生成甲基硅酸鈉。甲基三乙酰氧基硅烷 和甲基硅樹脂能夠滲透到混凝土內部并生成不溶于水的凝膠體,堵塞混凝土內部空隙,封 閉毛細管通道,增加密實度,形成可靠的永久性防水層,可延長混凝土使用壽命;甲基硅酸 鈉是一種良好的防水抗凍劑,具有疏水性,防止水的侵入,從而使混凝土避免破裂。另外,這 些化合物相互之間、與水泥水化產物之間都會發生復雜的物理化學反應,提高混凝土早期 強度,并改善混凝土的性能。
[0011] 聚乙烯醇具有良好的分散性和粘結性,能夠提高混凝土的強度,減少混凝土的開 裂。
[0012] 甲基纖維素具有良好的潤濕性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜 性,能夠提高混凝土自身的養護功能,減少混凝土的缺水開裂,從而提高混凝土的抗滲防水 功能。
[0013] 硅酸鈉、氯化鐵是無機防水材料,當摻入混凝土時,硅酸鈉可以與混凝土水化時產 生的水化產物氫氧化鈣反應,形成C-S-H(XCaO?SiO2 ?yH20)凝膠,堵塞和封閉毛細管通道, 提高混凝土的抗滲防水功能。一般來說,有機硅酸鹽和混凝土都是顯堿性,氯化鐵在這樣的 條件下,鐵離子既可以與氫氧根離子結合成氫氧化鐵膠體,同時自身也會發生水解反應生 成氫氧化鐵膠體。然而,氫氧化鐵膠體具有很強的吸附性,可以減少混凝土強度不夠而導致 的開裂。因此,氯化鐵不僅僅提高了混凝土的防水性,而且降低了混凝土的堿性,為高性能 防水劑的實際應用奠定了一定的基礎。
[0014] 所述高性能防水劑的制備方法,包括如下步驟:
[0015] (1)按各組分重量份配比準確稱重,將稱好的一甲基三氯硅烷,氫氧化鈉和醋酸鈉 加入到一半的水中攪拌,攪拌速度為300~450r/min,攪拌時間為20~25min,得到溶液A;
[0016] (2)將聚乙烯醇和甲基纖維素加入到另一半的水中,加熱至80~90°C,在攪拌狀 態下加入溶液A,繼續加熱至80~90°C,待全部充分溶解之后,停止加熱,得到溶液B;
[0017] (3)在溶液B中依次加入硅酸鈉和氯化鐵繼續攪拌至均勾,待溫度自然冷卻至室 溫,停止攪拌,即可得到高性能防水劑。
[0018] 本發明產品實際應用時,可采用噴涂法或刷涂法進行施工。
[0019] 本發明的有益效果是:
[0020] 本發明所公開的防水劑具有三種凝膠體防水層:有機硅凝膠防水層、無機硅凝膠 防水層、氫氧化鐵膠體防水層,大大地提高了混凝土的防水性能;同時鐵離子可以與氫氧根 離子結合成氫氧化鐵膠體,有效地降低混凝土的堿性(PH值為8. 0~9. 0),延長了混凝土的 使用壽命。因此,本發明防水劑可應用于屋面、地下室和衛生間等的防水。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1
[0022] -種高性能防水劑,其由以下重量份配比的各組分制成:一甲基三氯硅烷5份,氫 氧化鈉5份,醋酸鈉8份,聚乙烯醇7份,甲基纖維素0. 35份,硅酸鈉15份,氯化鐵6份,水 250 份。
[0023] 所述的尚性