一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料
阅读说明：本技术 一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料 (Cement-based waterproof material based on osmotic crystallization principle ) 是由 李家正 林育强 李明霞 李文伟 李杨 陆超 陈群山 张亮 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料,属于水泥基防水材料技术领域；其原料按重量份数包括硅酸盐水泥40-70份、石英砂18-27份、填料43-65份、高分子吸水树脂4-10份、硫酸铝钾4-8份、羟丙基甲基纤维素4-8份、水60-80份；所述填料由粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁按重量比1:1.5-2:3-4组成。上述水泥基防水材料通过引入粉煤灰—氟石膏—低烧氧化镁,以及高分子吸水树脂,利用填料与高分子吸水树脂的协同作用,形成多膨胀源缓释技术,起到微膨胀效应,大幅提升了水泥基渗透结晶型防水材料体积稳定性及抗裂性。在克服传统水泥基渗透结晶型防水材料收缩大、容易开裂、耐久性不良等弊端的同时,还显著提升了所述防水材料抗压强度、湿基面粘接强度、抗渗性能等性能。(The invention discloses a cement-based waterproof material based on a capillary crystallization principle, belonging to the technical field of cement-based waterproof materials; the raw materials comprise, by weight, 40-70 parts of portland cement, 18-27 parts of quartz sand, 43-65 parts of a filler, 4-10 parts of high molecular water-absorbing resin, 4-8 parts of aluminum potassium sulfate, 4-8 parts of hydroxypropyl methyl cellulose and 60-80 parts of water; the filler is composed of fly ash, fluorgypsum and light-burned magnesium oxide according to the weight ratio of 1:1.5-2: 3-4. The cement-based waterproof material is prepared by introducing fly ash, fluorgypsum, low-burning magnesium oxide and high-molecular water-absorbing resin, and forming a multi-expansion-source slow release technology by utilizing the synergistic effect of the filler and the high-molecular water-absorbing resin, so that a micro-expansion effect is achieved, and the volume stability and the crack resistance of the cement-based permeable crystalline waterproof material are greatly improved. The defects of large shrinkage, easy cracking, poor durability and the like of the traditional cement-based permeable crystalline waterproof material are overcome, and the performances of the waterproof material such as compressive strength, wet base surface bonding strength, impermeability and the like are also obviously improved.)
技术领域
本发明属于水泥基防水材料领域，特别是基于渗透结晶原理的水泥基防水材料。
背景技术
水泥基渗透结晶防水材料是一种对混凝土裂缝具有自修复作用的刚性防水材料，一般由硅酸盐水泥，细石英砂为主要基材，再添加特殊活性化学物质和其他外加剂等组成。与水作用后，防水材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土密实，达到防水的功效。
目前传统水泥基渗透结晶型防水材料在各类工程中广泛使用，但是在实际应用仍然存在收缩程度大、容易开裂、耐久性不良等弊端；因此，开发一种能克服此类弊端的新型防水材料势在必行。
现有技术中，中国专利申请CN111848025A提供了一种渗透结晶型水泥基防水涂料，其原料包括麦饭石复合高吸水树脂、结晶活化剂、硅酸盐水泥、石英砂、无机填料，麦饭石复合高吸水树脂的制备方法是将丙烯酸加入水中搅拌，再加入麦饭石、过硫酸铵和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，65-75℃下恒温搅拌，聚合反应5～8h，干燥即得麦饭石复合高吸水树脂。
例如中国专利申请CN108238752A提供了一种基于高吸水树脂的储热混凝土及其制备方法，其原料采用胶凝材料、预吸水的高吸水树脂颗粒、细集料、导热介质、纤维和水制备而成，各原材料的用量为：预吸水的高吸水树脂颗粒占胶凝材料用量的50-200％，细集料占胶凝材料用量的0-150％，导热介质占胶凝材料用量的0.01-2％，纤维占胶凝材料用量的0.1-1％，水占胶凝材料用量的30-50％。
上述这些防水涂料对混凝土建筑物的防碳化效果和防钢筋腐蚀效果有限。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，具体通过以下技术实现。
一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥40-70份、石英砂18-27份、填料43-65份、高分子吸水树脂4-10份、硫酸铝钾4-8份、羟丙基甲基纤维素4-8份、水60-80份；所述填料由粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁按重量比1:1.5-2:3-4组成。
上述水泥基防水材料通过引入粉煤灰-氟石膏-低烧氧化镁(即填料)，以及掺入高分子吸水树脂，利用填料与高分子吸水树脂的协同作用，形成多效微膨胀缓释体系；能有效降低水泥基防水材料前期的水化热，降低收缩变形，避免温差裂缝；氧化镁的优异膨胀性能，能高效地延长膨胀时间、调整膨胀速率，有效的补偿混凝土的收缩率，使得水泥基防水材料少收缩或不收缩，从而提高材料的抗裂性能；最终大幅提升了水泥基渗透结晶型防水材料体积稳定性及抗裂性，克服了传统水泥基渗透结晶型防水材料收缩大、容易开裂、耐久性不良等弊端，实现了基体与涂层真正的永久结合、永久防护。羟丙基甲基纤维素也能提高混凝土的粘度、抗拉能力，同时还能提高水泥基防水材料的保水能力和抗裂性能等。
优选地，所述填料与高分子吸水树脂的重量比为8.5-12:1。
优选地，所述填料与高分子吸水树脂的重量比为10:1。
优选地，所述填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的用量比例为1:1.5:3.5。
更优选地，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料60份、高分子吸水树脂6份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份。
更优选地，所述粉煤灰的烧失量≤5％，以粉煤灰的总重为100％计，其中SiO2的含量为30-60％，Al2O3的含量为20-40％；所述氟石膏的烧失量≤5％，以氟石膏的总重为100％计，其中CaO的含量为20-50％，SO3的含量为40-70％；所述轻烧氧化镁的烧失量≤5％，纯度为85-100％。
优选地，所述高分子吸水树脂吸水膨胀后的粒径范围为3-5mm。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明在水泥基渗透结晶防水材料配方中引入粉煤灰—氟石膏—低烧氧化镁，以及掺入高分子吸水树脂，利用填料与高分子吸水树脂的协同作用，形成多膨胀源缓释技术，起到微膨胀效应，大幅提升了水泥基渗透结晶型防水材料体积稳定性及抗裂性。在克服传统水泥基渗透结晶型防水材料收缩大、容易开裂、耐久性不良等弊端的同时，还显著提升了所述防水材料抗压强度、湿基面粘接强度、抗渗性能等性能。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料60份、高分子吸水树脂6份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份。即填料、高分子吸水树脂重量比为10:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比为1:1.5:3.5。
本实施例的水泥基防水材料的制备方法是：将高分子吸水树脂倒入水中使其充分吸水30min，然后加入硅酸盐水泥、石英砂、填料、硫酸铝钾、羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀即可。
实施例2
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥70份、石英砂18份、填料65份、高分子吸水树脂4份、硫酸铝钾8份、羟丙基甲基纤维素4份、水60份。即填料、高分子吸水树脂重量比为16.25:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥40份、石英砂27份、填料43份、高分子吸水树脂10份、硫酸铝钾4份、羟丙基甲基纤维素8份、水80份。即填料、高分子吸水树脂重量比为4.3:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料62.4份、高分子吸水树脂5.2份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份。即填料、高分子吸水树脂重量比为12:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料44.2份、高分子吸水树脂5.2份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份。即填料、高分子吸水树脂重量比为8.5:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料与实施例1相同；不同之处在于填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比为1:2:3。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料与实施例1相同，不同之处在于填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比为1:1.5:4。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料100份、高分子吸水树脂6份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份；即填料、高分子吸水树脂的重量比为16.6:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料按重量份数包括硅酸盐水泥60份、石英砂20份、填料18份、高分子吸水树脂6份、硫酸铝钾5份、羟丙基甲基纤维素6份、水70份；即填料、高分子吸水树脂的重量比为3:1；填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料与实施例1相同，不同之处在于，所述填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁按重量比1:3:2.5组成。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料与实施例1相同，不同之处在于，所述填料中，粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁按重量比1:1:4.5组成。水泥基防水材料的制备方法与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供的基于渗透结晶原理的水泥基防水材料，其原料中不含有高分子吸水树脂，其他原料及用量与实施例1相同，所述填料的粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比与实施例1相同。
本对比例的水泥基防水材料的制备方法即将所有原料全部倒入水中混合均匀即可。
应用例1：基于渗透结晶原理的水泥基防水材料的性能测试
参考GB/T 18445-2012《水泥基渗透结晶型防水材料》，配制、选用若干基准混凝土试块，预养护1d；分别按上述国标要求的1.5kg/㎡的量，在基准混凝土试块表面涂覆上述实施例和对比例的水泥基防水材料，浸水养护27d后进行测试；同时，另外选用相同的基准混凝土，预养护1d后，直接进行27d浸水养护，测试各基准混凝土试块的第一次抗渗压力；在标准养护下，水中带模继续养护至56d，测试各基准混凝土试块的第二次抗渗压力。
按照SL352-2006《水工混凝土试验规程》配置成型试件，在成型试件表面涂覆上述实施例和对比例的水泥基防水材料，按照上述试验规程的要求进行养护，并测量混凝土的28d的体积稳定性。测试结果如下表1所示。
表1 基准混凝土试块的抗渗压力、体积稳定性测试结果
根据上表1的测试结果，通过改变填料和高分子吸水树脂的比例，或者改变填料中粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的比例，将会影响水泥基防水材料对混凝土试块的抗渗性能。经分析，其原因可能是因为高分子吸水树脂含量不能太多，否则吸水过多，可能会影响填料中的粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁反应，影响其渗入混凝土试块中发挥相应的微膨胀等效果，也会影响基准混凝土与水泥基防水材料的结合力；填料中粉煤灰、氟石膏、轻烧氧化镁的重量比例变化，同样会影响基准混凝土的抗压、抗拉伸性能，以及影响后期膨胀量稳定，保证基准混凝土体积的稳定性。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种基于粉煤灰的轻质建筑保温板