[发明专利]一种混凝土和砂浆用防水凝胶及其制备、应用方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑防水材料技术领域，特别涉及一种混凝土和砂浆用防水凝胶及其制备、应用方法。

背景技术

以水泥为胶凝材料的建筑制品内部存在大量的凝胶孔以及由于收缩和受到外力作用下形成的开裂，在雨水或地下水浸泡下普遍存在渗漏现象，通常采用建筑混凝土、砂浆中添加防水剂实现刚性防水，以及铺设、涂布柔性防水材料来达到防止渗漏的目的。目前，市场有各种各样的防水剂，如无机铝盐系、铬盐系、氯化钙、氯化铁等防水剂，但存在抗渗能力较差、施工复杂、腐蚀钢筋、对环境污染大的缺点。有机金属皂类也经常用于刚性防水， 如专利[CN 1587175 A]所述，将脂肪酸、乳化改性剂、外加剂在水中加热搅拌，混合均匀即得到防水剂。专利[CN 102344263 A]所述，将十八烷酸、硅烷、松香酸钠、三乙醇胺等通过加热混合的工艺制备防水剂。专利[CN200410058200.9]所述，将脂肪酸、改性乳化剂、消泡剂加热而成防水剂。上述专利均采用脂肪酸作为有效防水成分，属于小分子化合物，防水效果单一而不稳固，并且混凝土、砂浆在外部水长时间浸泡下，防水有效成分会逐渐溶于水而流失，影响了材料的长期防水效果。本发明提供了一种能够长期稳定于混凝土、砂浆中的有机无机防水凝胶材料的制备方法，有效防水成分形成网络凝胶螯合大分子，提高了在混凝土、砂浆中的稳定性，大大提高了刚性防水的效果和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土和砂浆用防水凝胶及其制备、应用方法。克服建筑防水施工工艺繁杂、防水寿命短、综合造价高的问题。通过该工艺生产的防水剂，在混凝土、砂浆内部形成一种互穿凝胶网络防水结构，有效防水成分能够牢固填充于混凝土、砂浆中微小孔隙，可以解决植物油、脂肪酸等防水成分在混凝土、砂浆中易流失、不稳定、影响防水效果的问题，延长防水使用寿命，增强混凝土、砂浆抗渗、抗老化能力。

一种混凝土和砂浆用防水凝胶包括：植物油：15~20wt%；硬脂酸：4~8wt%；碱性化合物：5~12wt%；三聚氰胺：8~11wt%；硫酸铝：3~6wt%；硅酸钠：5~10wt%；聚乙烯醇：5~8wt%；磷酸三丁酯：0.5~2wt%；其余为水。形态为淡黄色凝胶。其中，植物油为棕榈油、椰子油、橄榄油、蓖麻油和花生油等中的一种或多种，碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氨水等中的一种或多种。

针对一种混凝土和砂浆用防水凝胶的制备方法，其具体步骤如下：

1、将35~45wt%的水、15~20wt%的植物油和4~8wt%的硬脂酸分别加入反应器中，加热至65~75℃，搅拌30~60分钟，搅拌速率为60~150转/分钟；

2、在步骤1的基础上，将5~12wt%的碱性化合物加入反应器中，在75~85℃温度下，加热搅拌30~60分钟，搅拌速率为60~150转/分钟；

3、在步骤2的基础上，将8~11wt%的三聚氰胺、3~6wt%的硫酸铝和5~8wt%的聚乙烯醇分别加入反应器中，在75~85℃温度下，加热搅拌60~120分钟，搅拌速率为60~150转/分钟；

4、在步骤3的基础上，将5~10wt%的硅酸钠和0.5~2wt%的磷酸三丁酯加入反应器中，降温至55~65℃，搅拌30~60分钟，冷却至40℃形成防水凝胶。

其中，步骤1中的优选范围为：水：36~40wt%、植物油：15~18wt%、硬脂酸：5~8wt%，搅拌30~40分钟；

步骤2中的优选范围为：碱性化合物：7~10wt%，加热搅拌30~40分钟；

步骤3中的优选范围为：三聚氰胺：8~10wt%、硫酸铝：4~6wt%，加热搅拌60~80分钟；

步骤4中的优选范围为：硅酸钠：5~8wt%、磷酸三丁酯：0.5~1wt%，搅拌30~40分钟。

该材料的制备原理为：所述的三聚氰胺、硫酸铝在配方体系中起交联剂的作用，与植物油、硬脂酸、聚乙烯醇相互作用，形成稳定的有机无机网络凝胶体系。硅酸钠贯穿于有机网络体系内，与水泥在水化过程中形成无机凝胶相，起填充孔隙、增强防水网的作用。

针对一种混凝土和砂浆用防水凝胶的应用方法为：将1份混凝土和砂浆用防水凝胶与5~20份40~100℃热水搅拌溶解后，再加入60~150份水稀释，静置10~120分钟，形成果冻状凝胶，与水泥、砂、石和轻骨料中的一种或多种混合，搅拌形成混凝土或砂浆，用于抗渗、防水、防潮施工。

本发明的优点在于：