鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑的製作方法與工藝
2023-04-23 11:25:46
本發明屬於混凝土防水技術領域，具體涉及一種鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑。
背景技術：
混凝土建築結構抵抗環境侵蝕的能力是其耐久性至關重要的一項指標，每年因環境侵蝕造成建築物破壞帶來了很大的經濟損失。環境侵蝕包括土壤和地下水中Cl-、Mg2+、K+和Na+對混凝土內部結構的腐蝕，土壤、地下水中Cl-對鋼筋的鏽蝕等，對此許多國家都在採取積極的防護措施。其主要方法為在混凝土構件表層採取外防腐措施或對鋼筋進行鈍化處理，對於複雜混凝土構件，外防腐措施往往難以施工，且外防腐層多為有機物，使用壽命有限，其抗腐蝕效果的時間性也需要考慮。因此，對於建築物來說，要增強其抗腐蝕能力，在混凝土中摻加抗腐蝕類外加劑是最有效的措施。當前的抗腐蝕類外加劑多數是針對增強提高混凝土抗腐蝕的能力。但普遍不具有避免混凝土出現裂縫或不密實造成結構滲漏的能力，而混凝土結構滲漏是當前建築工程存在的主要質量問題，並且是難以治理的頑症，一旦建築物投入使用後發現滲漏，需要花費高昂的維修費用，而且會加快有害離子在混凝土中的滲透速度，降低混凝土的抗腐蝕性能。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑，該防水劑在增強混凝土構件抗腐蝕能力的同時，能降低結構滲漏隱患，進而保證建築物的耐久性。本發明的技術方案如下：一種混凝土高效複合抗腐蝕防水劑，按照重量份數包括：12-15份的硫酸鋁，0.1-0.5份的三聚氰胺，35-50份的改性矽粉，35-50份的萘磺酸甲醛縮合物，0.1-0.5份的有機高分子聚合物，0.5-1份的十二烷基硫酸鈉。所述的改性矽粉的製備方法為：將矽粉、矽烷偶聯劑添加到水和乙醇的混合溶液中，在50-80℃反應1-10h，最後經過分離洗滌，即得改性矽粉。上述的矽粉、矽烷偶聯劑、水和乙醇的質量比為10：0.1-3：20-50：20-100。上述的矽烷偶聯劑為KH-550、KH-560，KH-570，KH-580，KH-590、A-150，A-151，A-171，A-172中的一種或幾種。所述改性矽粉的粒度範圍為10～25nm。所述的有機高分子聚合物為可再分散性乳膠粉。所述的有機高分子聚合物為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物中的一種或幾種。所述防水劑摻量為混凝土中膠凝材料重量的1～3％。作用機理：本發明中採用硫酸鋁的可與水泥水化產物反應生產具有一定膨脹作用的復鹽硫鋁酸鈣晶體，這些晶體填充在結構的毛細空隙匯中，阻塞了水分出入通道，起到了提高混凝土的密實性和防水性。本發明中採用三聚氰胺調整混凝土的工作性能，使混凝土便於施工。本發明中採用的萘磺酸甲醛縮合物可提高混凝土的流動性並大幅度降低混凝土的水膠比，提高混凝土的密實度。本發明中採用的十二烷基硫酸鈉可引入適量微小而均勻的氣泡，阻斷或封閉混凝土中的毛細孔通道。本發明中採用可再分散性乳膠粉作為有機緻密組分，採用了改性矽粉作為無機緻密組分，改性矽粉的粒度為納米級，粒徑範圍為10～25nm。矽粉含有90％的二氧化矽，二氧化矽的表面經過改性處理後，表面活性和親油性得到增強，可以增強水泥中有機粒子和無機粒子的粘合力，以及水泥灰漿的耐磨性和柔韌性；在水泥水合時，一部分改性矽粉會和聚合物粒子一起聚集到水泥凝膠表面形成不溶性的塗層，以填充到水泥形成的毛細管或者凝膠孔中；同時改性矽粉還會與水泥水合產生的氫氧化鈣進行反應，進一步增強混凝土的密實性，大大減少有害離子的滲入通道，增強混凝土整體的防腐蝕能力。有益效果：本發明中採用可再分散性乳膠粉和改性矽粉作為複合緻密劑，再加入三聚氰胺、萘磺酸甲醛縮合物和十二烷基硫酸鈉，其綜合效應大幅度提高了混凝土的防水性能和抗腐蝕性能。具體實施方式下面進一步說明本發明的實施例。實施例1製備鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑：(1)將矽粉、矽烷偶聯劑KH-550添加到水和乙醇的混合溶液中，在50-80℃反應1-10h，最後經過分離、洗滌、乾燥，即得改性矽粉；矽粉、矽烷偶聯劑、水和乙醇的質量比為10:0.8：50：50。(2)按照重量份將12份的硫酸鋁，0.1份的三聚氰胺，35份的改性矽粉，35份的萘磺酸甲醛縮合物，0.1份的有機高分子聚合物苯乙烯-丁二烯共聚物，0.5份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到防水劑1。實施例2製備鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑：(1)將矽粉、矽烷偶聯劑KH-550添加到水和乙醇的混合溶液中，在50-80℃反應1-10h，最後經過分離、洗滌、乾燥，即得改性矽粉；矽粉、矽烷偶聯劑A-171、水和乙醇的質量比為10:0.2：50：50。(2)按照重量份將12.5份的硫酸鋁，0.3份的三聚氰胺，42份的改性矽粉，42份的萘磺酸甲醛縮合物，0.3份的有機高分子聚合物醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，0.8份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到防水劑2。實施例3製備鋼筋混凝土高效複合抗腐蝕防水劑：(1)將矽粉、矽烷偶聯劑KH-550添加到水和乙醇的混合溶液中，在50-80℃反應1-10h，最後經過分離、洗滌、乾燥，即得改性矽粉；矽粉、矽烷偶聯劑KH-570、水和乙醇的質量比為10:2：50：50。(2)按照重量份將15份的硫酸鋁，0.5份的三聚氰胺，50份的改性矽粉，50份的萘磺酸甲醛縮合物，0.5份的有機高分子聚合物醋酸乙烯酯-乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物，1.0份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到防水劑3。實施例4將防水劑1、2和3分別按照0.5％、1％、2％、3％、4％的用量(佔膠凝材料總重量比例)摻加到混凝土中，具體用量參見表1，相應混凝土的性能指標如表2所示。對比例1根據防水劑2的配方，不添加有機高分子聚合物：按照重量份將12.5份的硫酸鋁，0.3份的三聚氰胺，42份的改性矽粉，42份的萘磺酸甲醛縮合物，0.8份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到對比防水劑1。對比例2根據防水劑2的配方，不添加改性矽粉：按照重量份將12.5份的硫酸鋁，0.3份的三聚氰胺，42份的萘磺酸甲醛縮合物，0.3份的有機高分子聚合物醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，0.8份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到對比防水劑2。對比例3根據防水劑2的配方，添加普通矽粉：按照重量份將12.5份的硫酸鋁，0.3份的三聚氰胺，42份的矽粉，42份的萘磺酸甲醛縮合物，0.3份的有機高分子聚合物醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，0.8份的十二烷基硫酸鈉混合均勻，得到對比防水劑3。對比例4將對比防水劑1-3按照2％的用量(佔膠凝材料總重量比例)摻加到混凝土中，分別得到混凝土16-18。混凝土的性能指標如表2所示。表1表2依據標準JC474-2008、JC/T1011-2006和GB8076-2008，得到表2所示性能指標，其中抗壓強度比執行GB8076-2008中高性能減水劑標準。從表1和表2所顯示的數據可以得出，在本發明的防水劑的用量在0.5％時，對應混凝土(混凝土1、6和11)的加工性能、強度以及耐水性和滲透性與防水劑用量在1％-3％的混凝土有一定差距；而防水劑的用量達到4％時(混凝土5、10和15)時，效果幾乎沒有得到改進。因此可以得出本發明的防水劑的有效用量優選為1-3％。混凝土16、17和18分別為對比防水劑1(不添加有機高分子聚合物的)、對比防水劑2(不添加改性矽粉)和對比防水劑3(添加普通矽粉)摻加量為2％得到的混凝土。而混凝土7-9的加工性能、抗壓強度，尤其是耐水性和滲透性均高於混凝土16、17和18。可見，本發明採用再分散性乳膠粉和改性矽粉作為複合緻密劑，極大限度的提高了混凝土的防水性能。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都涵蓋在本發明範圍內。