水泥基渗透结晶型防水涂料的制备与性能研究

摘要

水泥基渗透结晶型防水涂料作为一种新型的无机防水材料，因其自身优异的防水性能和能够通过渗透结晶作用改善整个基体结构的致密性而得到广泛的应用。水泥基渗透结晶型防水涂料主要应用于水泥基材料的背水面，不仅对涂料表层的防水性有要求更重要是其渗透结晶的能力，必须保证整个结构足够致密来抵挡水分子的渗入。所以对于水泥基渗透结晶型防水涂料的配方的研制与宏观力学性能、防水性研究和其作用机理的探究对于建筑防水材料的发展有较深远的意义。
　　本文选用硅氧烷作为活性物质掺入水泥基材料中，辅以粒化高炉矿渣和活性硅灰作为掺合料改善胶凝材料的性质。在试验中运用改性的方法将硅氧烷的防水性进行改善，并与未改性的硅氧烷制备出的防水涂料进行性能对比，选出最佳改性方法。后再按照正交试验设计方法，选择影响性能的主要因素，以28d一次抗渗压力和抗压强度作为性能参考指标，确定制备水泥基渗透结晶型防水涂料的原料的最佳处理方法和掺量配方。结果表明按照试验的配方得到的水泥基渗透结晶型防水涂料本身物理性能和涂有该涂料的混凝土的性能测定，凝结时间正常、安定性合格、力学性能、防水性能和湿基面粘结强度符合GB18445-2012的要求、抗收缩性能和抗裂性、耐蚀性良好;抗渗压力达1.4MPa，二次抗渗压力和抗渗压力比分别达到0.9MPa和225％，湿基面粘结强度达到2.87MPa，是国家标准要求的2.8倍，抗压强度达到53.8MPa，是国家标准要求的3.5倍，抗折强度达到7.2MPa是标准要求的2.5倍，均到达GB18445-2012规定的水泥基渗透结晶型防水涂料的要求，可以作为永久性防水涂料使用。在此基础上选择出性能优异的抗渗试件对其涂料层、中间过渡层、基体层的孔结构、孔径分布和水化产物的不同，研究涂料的渗透结晶作用对中间过渡层孔结构的影响。
　　参考喷雾干燥工艺将液态的硅氧烷制备成粉体的活性物质，掺入水泥基材料中改善了水泥基渗透结晶型防水涂料的宏观强度和防水性能，并给建筑施工带来了便利。通过壁材对活性物质的包裹在遇水后壁材溶解，仍保持活性物质的作用，这对于水泥基渗透结晶型防水涂料在制备工艺有着指导意义。
　　试采用X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FI-IR)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)等微观分析手段对水泥基渗透结晶型防水涂料的渗透结晶的微观作用机理进行表征，从物理化学角度对水泥基渗透结晶型防水涂料的渗透结晶作用机理进行初步探讨。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究意义

1．2 国内防水材料的发展及应用情况

1．3 水泥基渗透结晶型防水涂料主要研究内容

1．3．1 施工中的技术问题

1．3．2 防水性能特点

1．3．3 渗透及渗透深度的测量

1．3．4 防水机理的探讨

1．4 课题主要研究内容和目标

1．4．1 课题研究的主要内容

1．4．2 拟实现的目标

1．5 技术研究路线

1．6 课题的创新点

2 原材料和试验方法

2．1 试验原材料

2．1．1 水泥

2．1．2 粒化高炉矿渣

2．1．3 石英砂

2．1．4 硅灰

2．1．5 可再分散性乳胶粉

2．1．6 水玻璃

2．1．7 乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅氧烷

2．1．8 其它

2．2 分析测试方法

2．2．1 水泥性能指标测试

2．2．2 宏观物理性能测试

2．2．3 微观性能测试

2．3 试验仪器与设备

3 活性物质的选择与改性

3．1 改性硅氧烷的制备

3．2 砂浆抗渗试件的制备

3．3 试验配比表的设计

3．4 水泥基渗透结晶防水涂料宏观物理性能的测试

3．4．1 硅氧烷掺量对抗折抗压强度的影响

3．4．2 硅氧烷掺量对一次抗渗压力的影响

3．4．3 硅氧烷掺量对湿基面粘结强度的影响

3．5 水泥基渗透结晶防水涂料微观性能的分析

3．5．1 物相分析

3．5．2 FT-IR分析

3．5．3 微观形貌分析

3．6 本章小结

4 水泥基渗透结晶型防水涂料的制备与性能研究

4．1 影响因素分析

4．2 因素的水平选取及正交表设计

4．3 试验结果与分析

4．4 本章小结

5 渗透结晶型防水涂料对中间过渡层孑L结构的影响

5．1 试验方案的确定

5．2 微观性能分析

5．2．1 物相分析

5．2．2 孔径分布与孔结构分析

5．2．3 微观形貌分析

5．3 本章小结

6 硅氧烷胶囊粉末对水泥基渗透结晶型防水涂料性能的影响

6．1 硅氧烷微胶囊粉末防水剂作用过程分析

6．2 硅氧烷微胶囊的制备

6．2．1 成膜微胶囊工艺

6．2．2 喷雾干燥工艺

6．3 性能测试与表征

6．3．1 硅氧烷微胶囊性能及结构测试

6．3．2 硅氧烷粉末防水砂浆性能测试

6．4 试验结果与讨论

6．4．1 硅氧烷胶囊粉末的性能分析

6．4．2 硅氧烷微胶囊粉末防水涂料的性能研究

6．5 本章小结

7 主要结论与研究展望

7．1 主要结论

7．2 研究展望

参考文献

致谢

读研期间主要科研成果