[发明专利]一种混凝土防水剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种混凝土防水剂及其制备方法和应用，所述混凝土防水剂包含以下重量份数的组分：TPU10～30重量份和纳米二氧化硅1～8重量份，本发明提供了一种复合防水剂，该防水剂能够有效提高混凝土的防水性能的同时不牺牲混凝土的力学性能和抗碳化性能。

技术领域

本发明涉及一种混凝土防水剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土防水剂是一种能够填塞毛细通道、降低吸水性和静水压力下透水性的外加剂。它可以显著提高混凝土的抗渗性能，使混凝土防水憎水作用增强，从而使混凝土的渗水、吸水量减少，提高混凝土的耐久性。

TPU是(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，其具有耐水、机械强度高、耐寒性突出的优点。目前未见将TPU作为混凝土防水添加剂的用途。

纳米材料具有良好的表面效应和尺寸效应等性能，其在混凝土中主要表现出如下几个重要作用：①纳米填充效应：纳米材料可以填充水泥基材料内部的毛细孔，使混凝土内部机构更加密实，有效降低水泥基材料中总孔隙率，细化孔隙，降低临界孔径，提高水泥基材料的密实度和耐久性；②化学活性：纳米材料加入到水泥基材料中能够直接参与水泥化过程，也能够与水化产物发生二次水化反应，促进水泥水化的进程，提高混凝土强度，尤其是早期强度。但是多数研究显示，纳米材料的加入虽然能够弥补防水剂加入带来的早期强度的损失，但是掺入一定量的纳米材料后，相对于单掺防水剂，混凝土的抗碳化能力反而有所降低^[1]。

目前未见纳米材料与TPU复配作为防水剂，并研究其对混凝土防水及其他性能影响的研究。

参考文献：

廖建平.纳米改性复合防水剂对混凝土性能的影响[D].浙江大学,2014.

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种混凝土防水剂，所述防水剂由TPU与不同粒径的纳米二氧化硅复配而成，该防水剂既具备理想的防水抗渗性能又不影响混凝土的其他性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种混凝土防水剂，包含以下重量份数的组分：

TPU            10～30重量份；和

纳米二氧化硅   1～8重量份。

本文所述TPU可以是聚醚型或者聚酯型，两者与纳米二氧化硅复配作为防水剂效果差不多。优选地，当所述TPU为聚酯型时，其可采用常规的技术制备而成，优选地，所述TPU的制备方法为：

在反应釜中加入聚酯多元醇、催化剂，设置温度为90～110℃，搅拌；加入二异氰酸酯、扩链剂，反应结束后出料，塑化后挤出，切成粒径均匀的圆形颗粒，即得。

进一步地，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000。

进一步地，所述催化剂为有机锡类催化剂。

进一步地，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、氢醌-双(β-羟乙基)醚或1,6-己二醇中的一种或几种。

进一步地，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯或二苯甲烷-3,3'-二甲氧基-4,4'-二异氰酸酯中的一种。

进一步地，所述TPU的制备方法中，各反应组分之间的重量份数为：

所述聚酯多元醇为40～55重量份；

所述二异氰酸酯为27～30重量份；

所述扩链剂为5～8重量份；

所述催化剂为0.02～0.05重量份。