一種改性有機硅增強水泥基滲透結晶型防水涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于精細化學品技術領域，涉及一種防水涂料，具體涉及一種改性有機硅 增強水泥基滲透結晶型防水涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 水泥基滲透結晶型防水材料是德國化學家路易斯?杰遜（LauritzJensen) 1942 年發明的，主要用于地下混凝土結構的外表面防水。60年代中期，從歐洲引進到北美，1966 年就傳遍加拿大。由于其抗滲性能與自愈性能好，粘結力強，防鋼筋銹蝕且對人體無害，易 于施工等，在歐洲、美國、日本、新加坡等國家與地區得到推廣使用。我國80年代引進水泥 基滲透結晶型防水材料，開始應用于上海地鐵工程。90年代中期開始從國外引進活性化學 物質（母料）國內生產。目前已大量應用于地下工程、地鐵工程、飲用水廠、污水處理池、橋 面、隧道、水利工程、核電站等方面。
[0003] 水泥基滲透結晶型防水材料是以硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、石英砂等為基 材，摻入活性化學物質制成的一種產品，是一種新型剛性防水材料。它的作用機理是其與水 作用后，材料中含有的活性化學物質通過載體向混凝土內部滲透，在混凝土中形成不溶于 水的結晶體，填塞毛細孔道，從而使混凝土致密、防水。有學者對其做了相應的研究，例如： CN1587173A名稱為"水泥基滲透結晶型防水材料生產工藝及其施工方法"的專利申請中就 涉及一種滲透結晶型防水材料，公開號為CN1775706A名稱為"水泥基滲透結晶型防水材料 及其生產工藝"的專利申請中也涉及一種水泥基滲透結晶型防水材料。
[0004] 雖然現有技術中的這些防水材料具有生產工藝簡單、施工方便，防水、抗滲的功 能，但是并不都具有二次抗滲和自愈合的自我修復能力！
【發明內容】
[0005] 發明目的：針對現有技術中常規水泥基滲透結晶型防水材料的不足，本發明提供 了一種具有二次抗滲和自愈合能力的水泥基滲透結晶型防水涂料，并提供了該防水材料的 制備方法。
[0006] 技術方案：本發明所述的改性有機硅增強水泥基滲透結晶性防水涂料，采用的主 要原料為：硅酸鹽水泥、粒化高爐礦渣、石英砂、硅灰、可再分散性乳膠粉、改性有機硅滲透 防水劑和水。本發明中的硅酸鹽水泥、粒化高爐礦渣作為無機膠凝材料，拌合后迅速發生反 應，形成的膠凝產物有很高的機械強度，硬化漿體結構致密，而且耐蝕性強。改性有機硅滲 透防水劑的摻入不僅提高了體系的抗滲防水性能，更具有較高的滲透性，作為活性物質滲 透到混凝土或砂漿體系內部，形成新的結晶水化產物，改善內部孔結構。
[0007] 具體的，本發明以原料總重量為基準，各組分原料重量百分比為：硅酸鹽水泥50 份；石英砂25~28份；粒化高爐礦渣20~30份；硅灰4~8份；可再分散性乳膠粉5~ 6份；改性有機硅滲透防水劑4~6份；水20~28份。優選配比：普通硅酸鹽水泥：50份； 石英砂：25份；粒化高爐礦渣：25份；可再分散性乳膠粉：5份；硅灰：6份；改性有機硅滲透 劑5份；水24份。
[0008] 在本發明中，所采用的改性有機硅滲透防水劑的選擇尤為重要，這是因為水泥基 滲透結晶型防水涂料主要應用于材料的背水面，所以不僅要求涂料表層需具有防水能力， 重要的是整個體系都需達到致密，形成整體防水。其中的活性滲透結晶物質的選擇極為重 要，摻加經改性后的滲透防水劑不僅具有防水作用，最主要在于其具有較高的滲透性，可以 滲透到材料內部，與體系發生反應，形成新的結晶產物，改善孔徑分布，降低孔隙率，達到體 系的體防水。因此，本發明所述的改性有機硅滲透防水劑的原料及其配比為：有機硅：50%; 丙烯酸酯類：1〇% ;去離子水：40% ;分散性乳化劑：3% ;引發劑：0. 5%。其中，所述的有機 硅為乙烯基三甲基氧硅烷：（SCA-1603)CH2=CHSi(0CH3);丙烯酸酯類為甲基丙烯酸甲酯： CH2C(CH3) 0)0013;分散性乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉；引發劑為過硫酸鉀。由于本發明摻加 了上述改性有機硅滲透防水劑，具有一定程度的滲透結晶作用，可以滲透到基體試件修補 小于0. 4_的裂縫，將體系的微裂縫進行修補，當體系出現滲水時，會立即產生新的結晶產 物經孔隙修補，故具有二次抗滲作用和自愈能力。
[0009] 本發明所述石英砂的細度模數為2. 2,平均粒徑范圍為1. 6~3. 7,可降低涂料層 的收縮，提高材料的體積穩定性，從而提高材料的抗裂性。
[0010] 本發明所述硅灰的比表面積為：20~28m2/g，將其摻入后可以調節膠凝體系的硅 鈣比，不僅可以降低涂料的收縮，提高材料的體積穩定性，而且可以提高材料的抗折強度， 進一步提尚抗裂性。
[0011] 本發明所述粒化高爐礦渣的粒度為200目及以上。
[0012] 本發明所述的可再分散性乳膠粉為乙烯-醋酸乙烯共聚物，平均粒徑為80 ym，固 含量多98%，將其與水拌合后形成的乳液，可以提高涂料在漿體狀態時的穩定性和施工性 能，乳液漿體在硬化干燥過程中可形成相互連接的高分子膜，具有防水作用，亦可提高硬化 漿體的柔韌性和粘結性。
[0013] 上述配方的防水涂料本身具有優異的機械強度，與混凝土或水泥砂漿基體試件具 有較好的粘結性和抗裂性，具有一致性，不易脫落。
[0014] 本發明還提供了所述的防水涂料的制備方法，具體步驟為：將所述普通硅酸鹽 水泥、所述硅灰、所述可再分散性乳膠粉、所述礦渣粉和所述的石英砂倒入攪拌機中，攪拌 2~5分鐘后，將改性有機硅滲透防水劑與水按原料的配比稱取后混合，將其加入固體料中 進行攪拌，噴涂或涂刷成型。
[0015] 所述的改性有機硅滲透防水劑的制備方法為：將乳化劑與去離子水首先混合攪拌 20~25min，然后加入甲基丙烯酸甲酯進行預乳化，攪拌12~20min，然后再加入乙烯基三 甲基氧硅烷加熱至75~85°C后恒溫攪拌3~4h最后加入過硫酸鉀作為引發劑，即制成有 機硅滲透防水劑溶液。
[0016] 通過上述方法制備得到的防水涂料與水拌合可調配成刷涂或噴涂在水泥混凝土 表面的漿料，具有較高的粘結性和優異的力學性能，能承受較強的外力作用；亦可將其以干 粉撒覆并壓入未完全凝固的水泥混凝土表面，以提高砂漿或混凝土的抗滲性能，在體系內 部滲透結晶，使得混凝土具有自愈合能力；二次抗滲能力更是大大地提高。
[0017] 有益效果：1、本發明產品具有高滲透，快速結晶和良好的防水抗滲漏的作用，凝結 速度快，且凝固時間可根據需要調整。
[0018] 2、本發明產品抗折、抗壓強度高，與水泥砂漿和混凝土基體粘結力強，粘結強度遠 高于普通水泥砂漿，抗裂性好，適用于墻體背水面的防水材料。
[0019] 3、本發明產品的滲透結晶性優異，具有自愈合能力，二次抗滲壓力較高，耐水、酸 和鹽類的侵蝕性強，環境適應性強，適用于有高耐蝕要求工程防水應用中。
[0020] 4、本發明產品既可在干燥