一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料的製作方法

2023-10-27 20:48:57

專利名稱：一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種牆體表面防水材料及其製備，特別涉及一種適用於生土牆體表面的防水材料及其製備，屬於建築工程用防水塗層材料領域。
背景技術：
生土建築是一種古老的建築類型，並且迄今還一直在被廣泛採用。從人類社會形成以來，「生土」 一直是主要的建築材料；生土牆體材料具有取材方便、造價低廉、熱工性能好、隔音、汙染少、可循環利用等有利於生態平衡的優點，是典型的生態型建築材料，據統計，世界約有30%的人口至今仍居住在生土建築當中；但不可否認的是，生土基材料的一些缺點嚴重製約了其發展，例如強度低、耐水性差以及鹼蝕凍漲等。因此，經歷了千百年的傳統生土建築正面臨著消亡的嚴重威脅。鑑於生土材料的特性及局限性，數千年前人們就對生土進行了改性，以提高生土材料的強度和耐久性，但生土基材料的抗水性始終是影響其廣泛應用的瓶頸因素。因此，突破這一瓶頸，改善生土基材料的抗水性，對於推動生土建築的發展具有較重要的意義。目前建築表面防水處理主要有兩種方法:第一種是用塗料或防水卷材在混凝土表面形成一層防水薄膜，但是不能從根本上解決防水問題；第二種採用水泥基剛性防水材料，具有一定的滲透性，但由於塗層與生土牆體的物理力學性能相差較大，導致與生土建築界面間的粘接強度低、易脫落。因此目前在建築行業常用的外牆防水材料都不能很好地應用到生土建築牆體表面。

發明內容
針對上述情況，本發明人經過大量試驗，開發出了一種具有抗滲、抗裂、補強、高粘結性能的防水材料；本發明材料克服了目前建築行業所用表面防水材料不適用於生土基材料的缺點，在物理力學性能方面與能夠與生土基體相匹配，與生土基面粘結力強；同時，能深入滲透到生土基體材料內部，增強了生土基體的防水、防裂、及粘接強度，很好地滿足了生土建築外牆防水的要求。本發明的目的是提供一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料及其製備、使用方法。本發明防水材料的組分和質量分數為:矽酸鹽水泥2-8%，鋁酸鹽水泥2-8%，石灰
2-15%，丙烯酸2-9%，聚丙烯醯胺5-20%，矽氧烷滲透劑3_15%，乳化劑0.5_3%，餘量為水；所述各組分的質量分數之和為100%。所述娃氧燒滲透劑可以是異丁基二乙氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、丙稀基二乙氧基矽烷、Y -甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲基矽烷中的一種。所述乳化劑可以是十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、木質素磺酸鈉、硬脂酸皂、油酸皂、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯基醚中的一種或它們的混合物。為了取得較好的效果，優選矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰的粒度均在0.05mm以下。更優選:聚丙烯醯胺的分子量為3000000-5000000g/mol，為白色固體粉末。本發明防水材料採用以下方法製備，步驟包括:I)按前面所述質量分數取防水材料各組分；2)以水將丙烯酸配製成濃度為為2 9%丙烯酸水溶液；3)向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯醯胺、乳化劑，添加的同時攪拌混合均勻；之後，加入矽氧烷滲透劑，充分攪拌，得均勻穩定乳液；4)向均勻穩定乳液中加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌至呈穩定漿狀產物，即得。 本發明防水材料使用時，將其以塗刷或噴塗等方式對生土牆體進行表面塗覆即可。本發明原理本發明是一種無機、有機複合的混合防水材料，通過與基體高度粘結成膜及活性離子滲透結晶達到雙重防水。具體而言，聚丙烯醯胺在土體中形成三維網絡結構，進一步鞏固和提高了土體的強度和抗水性。同時加入矽氧烷滲透劑使產品具有很好的疏水和滲透作用，當其濃度為20 40%時，滲透深度為0.5 lcm，且斥水效果好，耐久性、耐酸鹼性好。另外針對矽氧烷滲透劑，以優選的異丁基三乙氧基矽烷為例，其烷氧基可在水環境下即可與生土中的S1-OH進行脫水縮合形成S1-O-Si鍵，與矽酸鹽等無機基材能很好結合，異丁基等有機惰性基團或活性反應基團的引入為其與其他各種有機組分提供了良好的粘接性。無機成分在水中產生鈣離子、硫酸根和偏鋁酸根，由於生土存在大量的毛細孔或微細裂紋，在有水的情況下，離子從高濃度區向低濃度區擴散滲透。隨著離子的擴散滲透，能與生土中礦物的活性成分反應生成片狀、纖維狀或針狀晶體，互相交錯，增進生土粒子之間的連接，起到極好的滲透增強作用，活性離子很快的滲透到混凝土內部孔隙或毛細孔中，滲透深度可達到l-3cm左右，堵塞毛細孔和微細裂紋。而且在表面塗刷的薄狀防水材料，由於粘結性較高，可牢固的結合在生土表面提供防水、抗裂性能，對土產生更加有效的保護。使生土建築牆體表面不易粉化脫落，獲得具有一定強度的防水錶面。本發明的優點和特點是:1、防水、滲透效果好。本發明材料可在生土基材料表面形成一層緻密牢固的保護膜，同時活性離子滲透到孔隙和毛細孔中生成大量晶體堵塞、填充這些孔隙，從而阻止水的滲入，由於雙重防護防水抗滲效果更佳。本發明材料滲透深度達l_3cm。2.粘結性能好。本發明材料加水拌和後材料粘接性好,粘結力大，是常規材料的幾倍。本發明材料與生土基體粘結牢固，甚至在表面形成具有化學鍵合的一體性塗層，所以可以同時對土起到一定的增強防護作用。3.抗裂效果好。本發明材料能夠產生微膨脹，自身不會因為溫度、水分的變化產生開裂，更可以防止外部載荷產生的開裂。4.無毒無汙染，綠色環保。5.生產成本低廉。本發明所用原材料來源廣泛，價格低廉，生產成本較低，投入少。6.製備工藝和施工方法簡單。本發明材料加水後的流動性、粘聚性、和易性和塗刷施工性能都表現的非常良好。可採用塗刷或是噴塗等工藝操作，施工方法簡單。7.使用範圍廣。本發明不僅可應用於生土建築表面，而且適用於混凝土的小型工民建類防水。


圖1:實施例1所得防水材料的應用效果觀察圖2:實施例2所得防水材料的應用效果觀察
圖3:實施例3所得防水材料的應用效果觀察
具體實施例方式為了理解本發明，下面以實施例進一步說明本發明，但並不限制本發明。實施例1:按質量取矽酸鹽水泥5%、鋁酸鹽水泥5%、石灰5%、丙烯酸6%、聚丙烯醯胺5%、異丁基三乙氧基矽烷4%、十二烷基磺酸鈉1%，水69%。用水將丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯醯胺充分攪拌混合均勻，之後再加入十二烷基磺酸鈉，充分攪拌混合均勻；最後加入異丁基三乙氧基矽烷，充分攪拌獲得均勻乳液；之後加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌均勻，得到漿狀產物。

將本防水材料塗刷在生土表面，觀察到該塗層滲透深度為1.8cm，塗層水中侵泡24小時不脫落。效果見圖1。實施例2:按質量取矽酸鹽水泥3%、鋁酸鹽水泥3%、石灰5%、丙烯酸4%、聚丙烯醯胺8%、異丁基三乙氧基矽烷8%、十二烷基磺酸鈉1.5%，水67.5%。用水將丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯醯胺充分攪拌混合均勻，之後再加入十二烷基磺酸鈉，充分攪拌混合均勻；最後加入異丁基三乙氧基矽烷，充分攪拌獲得均勻乳液；之後加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌均勻，得到漿狀產物。將本防水材料塗刷在生土表面，觀察到該塗層滲透深度為1.8cm，塗層水中侵泡24小時不脫落。效果見圖2。實施例3:按質量取矽酸鹽水泥8%、鋁酸鹽水泥9%、石灰8%、丙烯酸2%、聚丙烯醯胺3%、異丁基三乙氧基矽烷4%、十二烷基磺酸鈉0.5%，水65.5%。用水將丙烯酸配成丙烯酸水溶液；向丙烯酸溶液中加入聚丙烯醯胺充分攪拌混合均勻，之後再加入十二烷基磺酸鈉，充分攪拌混合均勻；最後加入異丁基三乙氧基矽烷，充分攪拌獲得均勻乳液；之後加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌均勻，得到漿狀產物。將本防水材料塗刷在生土表面，觀察到該塗層滲透深度為1.8cm，塗層水中侵泡24小時不脫落。效果見圖3。
權利要求
1.一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料，其特徵在於組分和質量分數為:矽酸鹽水泥2-8 %，鋁酸鹽水泥2-8%，石灰2-15%，丙烯酸2-9 %，聚丙烯醯胺5_20 %，矽氧烷滲透劑3-15%，乳化劑0.5-3%，餘量為水；所述各組分的質量分數之和為100%。
2.如權利要求1所述的一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料，其特徵在於:矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰的粒度均在0.05mm以下。
3.如權利要求1所述的一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料，其特徵在於:所述聚丙烯醯胺的分子量為3000000-5000000g/mol，為白色固體粉末。
4.如權利要求1所述的一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料，其特徵在於:所述娃氧燒滲透劑為異丁基二乙氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、丙稀基二乙氧基娃燒、Y -甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲基矽烷中的一種。
5.如權利要求1所述的一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料，其特徵在於:所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、木質素磺酸鈉、硬脂酸皂、油酸皂、月旨肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯基醚中的一種或它們的混合物。
6.—種如權利要求1所述的生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料的製備方法，其特徵在於步驟包括: 1)按前面所述質量分數取防水材料各組分； 2)以水將丙烯酸配製成濃度為為2 9%丙烯酸水溶液； 3)向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯醯胺、乳化劑，添加的同時攪拌混合均勻；之後，加入矽氧烷滲透劑，充分攪拌，得均勻穩定乳液； 4)向均勻穩定乳液中加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌至呈穩定漿狀產物，即得。
7.一種如權利要求1所述的生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料的使用方法，其特徵在於將漿料通過塗刷或噴塗等方式對生土牆體進行表面塗覆。
全文摘要
本發明公開了一種生土建築牆體表面高疏水性滲透型防水材料及其製備方法，本發明材料的組分和質量分數為矽酸鹽水泥2-8％，鋁酸鹽水泥2-8%，石灰2-15%，丙烯酸2-9％，聚丙烯醯胺5-20％，矽氧烷滲透劑3-15%，乳化劑0.5-3%，餘量為水；以水將丙烯酸配製成濃度為為2～9%的丙烯酸水溶液後，向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯醯胺、乳化劑，在添加的同時混合攪拌均勻；之後加入矽氧烷滲透劑，充分攪拌，得均勻穩定乳液；向均勻穩定乳液中加入矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰，充分攪拌至呈穩定漿狀產物，即得本發明材料；本發明防水材料對生土基體具有高滲透性，且具有突出的防水、抗裂性能；提高了生土牆體的抗水性和耐候性；本材料無毒無汙染，製備及施工方法簡單，值得推廣使用。
文檔編號C04B28/06GK103214221SQ201310169958
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月10日 優先權日2013年5月10日
發明者劉洪麗, 楊久俊, 李婧, 康偉, 趙雪蓮, 劉玉惠, 王雯 申請人:天津城市建設學院