有深度滲透性和填充性的無機(jī)硅酸鹽防水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑物防水材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有深度滲透性和填充性的無 機(jī)硅酸鹽防水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土本質(zhì)上是一種多孔性物質(zhì)，其表面不可避免存在微孔和微裂紋。這些結(jié)構(gòu) 上的缺陷為水分滲入混凝土內(nèi)部提供了通道。另外，混凝土在塑性階段表面水分蒸發(fā)產(chǎn)生 的收縮裂縫和硬化階段產(chǎn)生的溫度裂縫會(huì)進(jìn)一步增加混凝土的滲水性?；炷两Y(jié)構(gòu)的滲水 不僅造成建筑物滲漏，給建筑物內(nèi)人們的工作和生活帶來極大的不便，更大的危害在于滲 水會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)性能的退化，縮短其耐久性和建筑物的使用壽命。這是因?yàn)?，水是氯離 子、硫酸鹽、二氧化硫和水溶性二氧化碳滲入混凝土內(nèi)部的主要載體。這些物質(zhì)會(huì)破壞混凝 土的堿性環(huán)境，從而破壞堿性條件下混凝土內(nèi)部鋼筋增強(qiáng)材料表面所形成的一層鈍化層， 使得鋼筋容易受到水的銹蝕和氯離子和硫酸根離子的腐蝕。此外，滲水也是引起堿骨料反 應(yīng)和凍融循環(huán)破壞現(xiàn)象的主因。因此，提高混凝土的抗?jié)B性對(duì)于提高建筑耐久性、延長建筑 物使用壽命具有極其重要的意義。
[0003] 除了從設(shè)計(jì)和施工階段提高混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗?jié)B性能外，還可以采用混凝土表 面防水涂料(包括聚合物基、水泥基和聚合物改性水泥基防水涂料)、表面憎水性浸漬處理 和表面及內(nèi)部封孔性浸漬性處理三種方法對(duì)既有和新興建筑物進(jìn)行防水處理。本發(fā)明所涉 及的一種有深度滲透性和填充性的無機(jī)硅酸鹽防水劑就屬于第三種防水處理方法。這種防 水處理方法最常見的就是無機(jī)滲透結(jié)晶型水性防水劑。然而，現(xiàn)有大部分無機(jī)滲透結(jié)晶型 防水劑存在的問題主要有以下兩個(gè)方面：一是防水劑活性成分即硅酸鈉水溶液、催化劑、惰 性材料以及稀釋劑四者之間的匹配性不好，難以令防水劑的粘度、表面張力和凝膠化時(shí)間 同時(shí)達(dá)到最優(yōu)值；二是現(xiàn)有防水劑中表面活性劑的選擇不盡合理，大都采用陰離子、陽離子 或兩性等常用表面活性劑。眾所周知，無機(jī)硅酸鹽基混凝土防水劑的表面張力越低，防水劑 的滲透性越好，其防水性能相應(yīng)也越好，試驗(yàn)結(jié)果表明，這些常用的表面活性劑很難將防水 劑的表面張力降低到36 mN/m以下的建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC/T 1018~2006水性滲透型無機(jī)防 水劑）要求，因此影響防水劑的滲透性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于建筑物剛性防水的需求，本發(fā)明旨在提供一種有深度滲透性和填充性的無機(jī) 硅酸鹽防水劑及其制備方法，解決現(xiàn)有無機(jī)滲透結(jié)晶型防水劑的硅酸鈉水溶液、催化劑、惰 性材料以及稀釋劑四者之間的匹配性不佳，難以令防水劑的粘度、表面張力和凝膠化時(shí)間 同時(shí)達(dá)到最優(yōu)值的技術(shù)難題；同時(shí)解決現(xiàn)有技術(shù)中表面活性劑很難將防水劑的表面張力降 低到36 mN/m以下的標(biāo)準(zhǔn)要求、影響防水劑的滲透性的技術(shù)問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案： 一種有深度滲透性和填充性的無機(jī)硅酸鹽防水劑，其特征是：由硅酸鈉水溶液、惰性硅 溶膠、催化劑、表面活性劑和水配制而成，各組分的質(zhì)量百分含量為： 娃酸鈉水溶液 80~92% ; 惰性硅溶膠 1~14% ; 催化劑 0. 1~1% ; 表面活性劑 0. 01~0. 08% ; 水 1~5%〇
[0006] 優(yōu)選地，所用娃酸鈉水溶液為市售的成品無色透明液體，其中氧化鈉和二氧化娃 的質(zhì)量含量分別為8. 2%和26%，模數(shù)為3. 1~3. 5。
[0007] 優(yōu)選地，所用惰性硅溶膠為納米級(jí)，其粒徑為580nm，其中二氧化硅的質(zhì)量百分含 量為20%~30%，氧化鈉的質(zhì)量百分含量為0. 3%。納米級(jí)的硅溶膠的選用可以進(jìn)一步增強(qiáng) 防水劑填充和封堵凝凝土表面和內(nèi)部微孔和微裂紋的能力。
[0008] 優(yōu)選地，所用催化劑在硅酸鈉水溶液與混凝土中氫氧化鈣反應(yīng)過程中發(fā)揮催化作 用的HM1500防水劑專用催化劑，是一種美國進(jìn)口專用催化劑，該專用催化劑無色，可以與 水互溶，其密度為1. lg/cm3,其不但可以催化娃酸鈉水溶液基體以及娃溶膠中二氧化娃與 水泥基質(zhì)中水化產(chǎn)物氫氧化鈣的反應(yīng)過程，而且反應(yīng)完畢后繼續(xù)留在混凝土內(nèi)部，在二次 滲漏時(shí)，繼續(xù)與氫氧化鈣反應(yīng)，達(dá)到自修復(fù)和二次抗?jié)B效果。
[0009] 所用表面活性劑為具有超高活性、可顯著降低防水劑表面張力的氟碳表面活性 劑，可以是一種或一種以上氟碳表面活性劑的混合物，氟碳表面活性劑能以極低的濃度顯 著地降低溶劑的表面張力的一類物質(zhì)稱為表面活性劑，是特種表面活性劑中最重要的品 種，指碳?xì)浔砻婊钚詣┑奶細(xì)滏溨械臍湓尤炕虿糠直环尤〈?，即氟碳鏈代替了?氫鏈，因此表面活性劑中的非極性基不僅有疏水性質(zhì)而且獨(dú)具疏油的性能。氟碳表面活性 劑的分類依據(jù)其極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)不同可分為離子型和非離子型二大類。離子型又可分為陰離 子型、陽離子型和兩性離子型氟碳表面。任意一種或一種以上表面活性劑的混合物都可以 用于本發(fā)明中，實(shí)現(xiàn)發(fā)明效果。
[0010] 本發(fā)明無機(jī)硅酸鹽防水劑的粘度為10~12s (采用涂-4粘度計(jì)測(cè)出的粘度)，表 面張力小于25 mN/m，終凝時(shí)間為3. 5~4. 5 h。
[0011] 本發(fā)明還提供上述有深度滲透性和填充性的無機(jī)硅酸鹽防水劑的制備方法如下， 包括如下步驟： 步驟一、按配方量取或稱取硅酸鈉水溶液、惰性硅溶膠和去離子水，加入到分散釜中； 步驟二、將分散釜內(nèi)的混合料在1200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下勻速攪拌10分鐘； 步驟三、向分散釜中按配方量加入催化劑和表面活性劑； 步驟四、將步驟三分散釜的混合料在1200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌分散30分鐘； 步驟五、放料分裝。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于： 1、配方中引入硅溶膠溶液，大大提高了常用滲透結(jié)晶型防水劑封堵混凝土表面及內(nèi)部 微孔和微裂紋的能力，一方面，硅溶液在失去水分時(shí)，單體硅酸逐漸聚合成高聚硅膠，隨水 分的蒸發(fā)，膠體分子增大，最后形成致密堅(jiān)硬的-Si〇-〇-Si〇-涂膜；另一方面，細(xì)微的顆粒， 對(duì)基層有很強(qiáng)的滲透力，能通過毛細(xì)管滲透到基層內(nèi)部，并能與混凝土基層中的氫氧化鈣 反應(yīng)生成水合硅酸鈣凝膠，與活性物質(zhì)硅酸鈉水溶液與氫氧化鈣反應(yīng)所生成的水合硅酸鈣 凝膠一道，封堵了混凝土內(nèi)部的微孔和微裂紋； 2、 HM1500防水劑專用催化劑的使用不但可以催化硅酸鈉水溶液基體以及硅溶膠中二 氧化硅與水泥基質(zhì)中水化產(chǎn)物氫氧化鈣的反應(yīng)過程，而且反應(yīng)完畢后繼續(xù)留在混凝土內(nèi) 部，在二次滲漏時(shí)，繼續(xù)與氫氧化鈣反應(yīng)，達(dá)到自修復(fù)和二次抗?jié)B效果； 3、 具有超高活性的某些氟碳類表面活性劑則可以有效地將防水劑的表面張力降低到 2