一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：硅酸盐水泥30％～45％；石英砂15％～25％；水性有机硅改性沥青25％～35％；滑石粉2.5％～7.5％；重质碳酸钙2.5％～7.5％；活性母料3％～5％；上述各原料的百分比含量之和为100％。沥青涂料解决了目前水泥基渗透结晶防水涂料在背水面使用不透水性、耐水性、基层粘结力不足的问题。

说明书

技术领域

本发明属于防水材料技术领域，具体涉及一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料及其制备方法。

背景技术

水泥基渗透结晶防水涂料是新型防水涂料，其不仅属于无机材料体系与水泥混凝土体系具有较大的相容性，而且防水性能优异。目前水泥基渗透结晶防水涂料用于混凝土结构迎水面的效果较好，而对于混凝土结构背水面的使用效果不够理想，主要原因是混凝土结构背水面防水具有高渗水压、高主动粘结性、高拉伸性、腐蚀性等特殊性，对防水材料本身和工艺要求很高。因此混凝土结构背水面使用的防水材料应满足以下两方面要求：一方面由于在混凝土结构背水面受引力影响，防水材料需要很强的粘接力，不然极易出现脱落现象；另一方面表面成膜是防水材料的普遍机理，混凝土结构背水面的水是从内部渗透，将影响表面成膜的效果，因此防水材料需要具有强抗渗性。目前国内常用的水泥基渗透结晶防水涂料存在粘接力与抗渗性有待提高的问题，导致其在混凝土结构背水面的防水效果无法保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料，解决了目前水泥基渗透结晶防水涂料在背水面使用不透水性、耐水性、基层粘结力不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：

上述各原料的百分比含量之和为100％。

进一步地，该活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：2.5～7.5：20：5～10。

进一步地，该水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，所述基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：5～3：2～1。

进一步地，该滑石粉的细度为800目。

进一步地，该重质碳酸钙的细度为400目。

进一步地，该石英砂粒径为0.5mm～4mm。

本发明具有如下优点：1.解决了目前水泥基渗透结晶防水涂料在背水面使用不透水性、耐水性、基层粘结力不足的问题。2.水性有机硅改性沥青在使用时，不需添加固化剂，避免了当前普遍使用水性环氧沥青施工复杂且成品难以储存的问题。

具体实施方式

在本发明中，一种用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：

上述各原料的百分比含量之和为100％。

上述活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：2.5～7.5：20：5～10。

上述水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，所述基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：5～3：2～1。

上述滑石粉的细度为800目。

上述重质碳酸钙的细度为400目。

上述石英砂粒径为0.5mm～4mm。

本发明中制备用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料依据的科学原理如下：

(1)活性母料中甲基硅酸钾可以提供大量的硅酸根离子；滑石粉与600目钢渣超细粉经溶解提供大量游离钙离子；重质碳酸钙经溶解产生钙离子、碳酸根以及碳酸氢根；

活性母料中乙二胺四乙酸二钠与柠檬酸协同作用与游离钙离子发生络合反应生成亚稳态钙离子络合物，亚稳态钙离子络合物以高湿表面的水为介质进入材料孔隙结构。富集后的钙离子络合物可以和硅酸根反应形成C-S-H凝胶。与此同时，钙离子络合物可以和碳酸根以及碳酸氢根反应生成碳酸钙晶体。C-S-H凝胶以及碳酸钙晶体可以对缝隙结构进行填充修补。

(2)一方面水性聚氨酯中不含反应性NCO基团，另一方面聚硅氧烷具有双亲特性，即兼备无机材料与有机材料的性能，并且表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等。因此利用水性聚氨酯树脂分子内极性基团产生内聚力和黏附力，将聚硅氧烷稳定的分散于沥青中制备便于长久储存的单组分水性沥青，用于取代双组分水性环氧沥青，解决了双组分水性环氧沥青施工工艺复杂，不易长期储存等问题。

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：3：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：6.5：20：10。

首先在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌45min，得到A料。

然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌6min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌30min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例2

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：5：1。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：4.5：20：6。

首先在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为450r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌10min，得到B料。

最后在室温下利用转速为400r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌15min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例3

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：4：1。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：3.5：20：8。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌30min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器进行搅拌40min，得到A料。

然后在室温下利用转速为250r/minn的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌8min，得到B料。

最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例4

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：4：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：7.5：20：9。

首先在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌15min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。

然后在室温下利用转速为400r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌5min，得到B料。

最后在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例5

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：5：1。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：2.5：20：7。

首先在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。

然后在室温下利用转速为500r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌9min，得到B料。

最后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例6

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：3：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：5.5：20：5。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌7min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例1

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：5.5：20：5。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和活性母料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例2

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：3：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和水性有机硅改性沥青进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例3

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青与聚硅氧烷的混合物，基质沥青与聚硅氧烷的质量比为10：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：5.5：20：5。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌7min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例4

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：3：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠与柠檬酸的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠与柠檬酸的按质量比为100：5.5：20。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌7min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例5

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性环氧沥青为普通市售水性环氧树脂(无锡光明化工有限公司)。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的混合物，600目钢渣超细粉、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸与甲基硅酸钾的按质量比为100：5.5：20：5。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌7min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

对比例6

以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：

硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。

石英砂粒径为0.5mm-4mm。

水性有机硅改性沥青为基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的混合物，基质沥青、水性聚氨酯与聚硅氧烷的质量比为10：3：2。

滑石粉细度为800目。

重质碳酸钙细度为400目。

活性母料为普通市售活性母料(南通睿睿防水新技术开发有限公司)。

首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。

其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。

然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和水性有机硅改性沥青进行搅拌7min，得到B料。

最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料。

实施例1～6及对比例1～6制备的用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料，其性能检测过程如下：

依据GB18445-2012对用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料的抗折强度、抗压强度、湿基面粘结强度、砂浆抗渗性能进行测试。

表1用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料的性能

由表1可知，与采用本发明中的方法制备的用于背水面防水的快凝型水泥基渗透结晶沥青涂料相比较，对比例2、对比例3和对比例4的去涂层砂浆的抗渗压力较差。对比例1、对比例3、对比例4和对比例6的湿基面粘结强度较差。对比例4和对比例5的28d抗压强度较差。