[发明专利]一种水泥防水剂组合物及其延长水泥耐久性的应用

说明书

一种水泥防水剂组合物及其延长水泥耐久性的应用，所述水泥防水剂组合物由乙二胺四乙酸、L‑天冬氨酸、硫酸钠、硅酸钠和纳米二氧化硅中的至少一种组成。耐久性研究表明，本发明的五种化学组分对混凝土基体的抗氯离子渗透能力和抗硫酸盐侵蚀能力都有提升。

技术领域

本发明涉及一种水泥防水剂组合物及其延长水泥耐久性的应用，属于建筑材料技术领域。

背景技术

水泥基渗透结晶型防水剂(cementitious capillary crystallinewaterproofing admixture，CCCW)不同于传统防水剂，传统防水剂的防水效果随着时间推移逐渐减弱。但CCCW含有活性化学物质，这些活性化学物质具有较强的渗透性，它们会在混凝土裂缝及孔隙中借助水的运载在基体内流动，而由于水泥中C₃S和C₂S会遇水发生水化反应，其中水化产物CH会使基体内存在大量的游离Ca²⁺，这些游离Ca²⁺会与CCCW中化学组分发生反应。此时根据所添加的活性化学物质种类，能与钙离子直接反应的会生成不溶性晶体。这些晶体之间会形成致密的枝蔓状晶体网依附于混凝土基体表面，并填充孔隙和裂缝，从而使基体更加密实以达到防水效果。而那些能与Ca²⁺络合的活性化合物则会形成钙离子络合物，这些通常不够稳定的络合物会随着混凝土裂纹孔隙中水流在基体内流动。当它们遇到未水化的水泥颗粒或水泥凝胶时，络合物中钙离子与其中硅酸根离子、碳酸根离子、铝酸根离子等反应，进而生成更加稳定的不溶于水的结晶物或沉淀物，从而把有一定溶解度的CH转化成具有一定强度的不溶物，从而堵塞混凝土结构中的裂缝，提高抗渗等级。

对于CCCW的研制工作，已有研究者进行过相关大量研究。目前对于活性组分在基体中的作用机制主要是沉淀反应机制和络合沉淀反应机制，尽管这两种机制仍存在一些争议和缺陷。但不可否认的是CCCW中活性化学物质组分对于混凝土抗渗性能的影响是至关重要的，并且能否将钙离子固化或者从高浓度搬运到低浓度是选用活性组分的关键因素。

众多研究人员已经观察到聚合物中含有的羧基基团与Ca²⁺的络合作用，同时在溶液中羧酸基团也可能会与Ca²⁺形成络合物，但不幸的是，也正因为羧基基团与Ca²⁺的强络合作用降低了孔隙溶液中的Ca²⁺浓度，这会导致混凝土早期强度降低和缓凝作用，同时加入的羧酸类物质会使水泥颗粒表面吸附胶粒，这阻碍了水泥水化反应，为了减少这些负面作用，可以加速水泥的前期水化反应来缓解负面效应。Thomas等发现由稀溶液沉淀形成的相对少量C-S-H添加剂显著加速了C₃S和水泥浆体的水化，这是因为预加入的C-S-H有效消除了诱导期，加快了早期水化反应，提供了成核位点，生成更多水化产物C-S-H。此外Lu等通过将Ca和Si基胶体聚合物掺入水泥浆中，发现对水泥水化起到了非凡的加速作用，这也是因为Ca²⁺和硅酸盐负载胶体颗粒在水泥水化过程中充当成核剂，促进了水泥水化反应。

结合现有研究发现羧酸类化合物是选用CCCW的潜在有效组分，但是他们通常也会带来一些负面作用。为了获取性能更优良的CCCW化学成分，与已有的大量研究更注重自愈合性能不同的是，本文将关注点更着重的放在CCCW对基体抗渗性能的提升上，选用多种羧酸类化学剂进行了有效组分的优选，以期望更大程度的提高CCCW对混凝土基体抗渗性能的增强作用。同时也研究了复掺何种化学物质可以减轻羧酸类化合物掺进混凝土基体的负面作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥防水剂组合物及其延长水泥耐久性的应用。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的优选技术方案是：一种水泥防水剂组合物，由乙二胺四乙酸、L-天冬氨酸、硫酸钠、硅酸钠和纳米二氧化硅中的至少一种组成。

优选的技术方案为：所述水泥防水剂组合物由乙二胺四乙酸和L-天冬氨酸混合后构成。