本發(fā)明涉及混凝土用防水材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑及其制備和使用方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代建筑物多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為主體，在周圍環(huán)境的物理、化學(xué)、生物作用共同影響下，混凝土容易發(fā)生凍融、碳化、堿骨料反應(yīng)、裂縫等，從而造成混凝土性能的下降，出現(xiàn)混凝土蜂窩、漏水、鋼筋腐蝕等問題。就劣化過程而言，混凝土發(fā)生的種種破壞形式都與水有關(guān)，同時水也是氯鹽、硫酸鹽等腐蝕性鹽類發(fā)生遷移的載體。由此，如何做好混凝土的防水已成為保證混凝土長期耐久性的關(guān)鍵因素。

2、現(xiàn)有的防水方法通常是在混凝土表面增設(shè)一層或多層環(huán)氧樹脂、聚氨酯等防水涂料。這些防水材料的防水原理是通過填堵混凝土的孔眼達到防止外界水分侵入混凝土，然而由于這些小孔被堵死，造成墻體不透氣，因此當(dāng)水分從混凝土孔隙排出時，會沖破防水涂層致使涂層發(fā)生破壞。此外，由于傳統(tǒng)防水材料長期暴露在自然環(huán)境中，自身會發(fā)生老化、褪色和剝離現(xiàn)象。因此，最根本的解決方法是通過采用減少混凝土的孔隙率來提高混凝土自身的剛性防水材料。

3、目前普遍使用的剛性防水材料為水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。傳統(tǒng)的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料存在自身韌性差、與水泥混泥土基體的膨脹系數(shù)匹配度低、界面相容性差等缺陷，誘發(fā)防水材料在服役過程中出現(xiàn)開裂、孔洞等現(xiàn)象，進而劣化了水泥混凝土的表面強度、抗?jié)B透性能，最終導(dǎo)致水泥混凝土防護能力提前失效，縮短了水泥混凝土的服役壽命周期。

4、有鑒于此，本發(fā)明人針對這一需求展開深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，具有良好的滲透性能，能夠滲透到混凝土的內(nèi)部；并且其內(nèi)含有親水性滲透結(jié)晶與吸濕性滲透結(jié)晶，能夠防止液態(tài)水和氣態(tài)水滲入混凝土中，可廣泛應(yīng)用于新舊混凝土結(jié)構(gòu)的墻體、屋面、廚房、衛(wèi)生間、地面、坑道、人防工程、地鐵、游泳池、污水池、大型蓄水池等工程的防水作業(yè)。具體技術(shù)方案如下：

2、一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，按質(zhì)量百分比計至少由如下原料制備而成：硅酸鋰55.2％～75.1％，氫氧化鈉2.0％～3.6％，氫氧化鉀0.8％～1.6％，反應(yīng)促進劑0.8％～1.6％，表面活性劑0.1％～0.15％，成膜劑0.3％～0.6％，抗裂纖維0.4％～0.8％，其余為去離子水。

3、優(yōu)選地，所述硅酸鋰的固含量為20％～22％、模數(shù)為4.7～4.9，所述硅酸鋰在25℃時粘度小于等于25pa.s。

4、優(yōu)選地，所述氫氧化鈉的有效物質(zhì)含量大于99％；所述氫氧化鉀的有效物質(zhì)含量大于90％。

5、優(yōu)選地，所述反應(yīng)促進劑為檸檬酸鈉、氨基三乙酸鈉中的一種或兩種；所述成膜劑為甲基硅酸鈉、甲基硅酸鉀的一種或兩種。

6、優(yōu)選地，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或兩種。

7、優(yōu)選地，所述抗裂纖維為納米纖維素纖絲，所述抗裂纖維的有效物質(zhì)含量大于99％。

8、本發(fā)明還提供了一種上述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的制備方法，包括如下步驟：

9、步驟一，稱取所需質(zhì)量的硅酸鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀和去離子水，并在攪拌環(huán)境下依次間隔加入反應(yīng)釜中，加料完成后攪拌15～30min，攪拌完成后在室溫環(huán)境下放置至冷卻得到第一混合溶液；

10、步驟二，將抗裂纖維在攪拌環(huán)境下加入在步驟一中得到的第一混合溶液并攪拌60～90min，攪拌完成后在室溫環(huán)境下放置至冷卻得到第二混合溶液；

11、步驟三，稱取所需質(zhì)量的反應(yīng)促進劑和表面活性劑，并在攪拌環(huán)境下依次間隔加入反應(yīng)釜中，加料完成后攪拌15～30min，攪拌完成后在室溫環(huán)境下放置至冷卻得到第三混合溶液；

12、步驟四，在攪拌環(huán)境下將第二混合溶液與第三混合溶液加入反應(yīng)釜內(nèi)，并攪拌15～30min，攪拌完成后在室溫環(huán)境下放置至冷卻得到第四混合溶液；

13、步驟五，在攪拌環(huán)境下將成膜劑加入到第四混合溶液內(nèi)，并攪拌15～30min，攪拌完成后在室溫環(huán)境下放置至冷卻得到所述無機水性滲透結(jié)晶型防水劑。

14、優(yōu)選地，步驟一到步驟五中的攪拌環(huán)境為攪拌速度120～150r/min。

15、優(yōu)選地，步驟一與步驟三中加料間隔時間為5～10min。

16、其中，間隔加料是為了防止溫度陡升，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度維持在反應(yīng)物的最佳反應(yīng)溫度內(nèi)；設(shè)置攪拌環(huán)境中攪拌速率為120～150r/min是為了讓反應(yīng)釜內(nèi)的各組完全混合、充分反應(yīng)；加入的反應(yīng)促進劑能與混凝土中的鈣離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成可溶性絡(luò)合鹽，增加硅酸鋰材料與鈣離子的反應(yīng)機率，而加入的成膜劑可以與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成保護膜，防止外界腐蝕離子腐蝕混凝土。

17、優(yōu)選地，步驟二中抗裂纖維為納米纖維素纖絲濕膜。

18、優(yōu)選地，步驟二中納米纖維素纖絲濕膜的制取為在砂芯漏斗內(nèi)鋪設(shè)孔徑小于等于0.22μm的微孔濾膜，再將0.1～0.5％的納米纖維素纖絲加入砂芯漏斗內(nèi)提取出厚度為0.1～0.5mm的納米纖維素纖絲濕膜。

19、本發(fā)明還提供了一種上述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的使用方法，包括如下步驟：

20、步驟一，清理并潤濕混凝土表面；

21、步驟二，將無機水性滲透結(jié)晶型防水劑均勻地噴涂在混凝土表面，噴涂次數(shù)為2次，2次噴涂之間的間隔時間不超過12小時；

22、步驟三，在噴涂結(jié)束后的12小時內(nèi)對混凝土表面進行噴水養(yǎng)護，待混凝土表面的干燥后擦去多余的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑。

23、優(yōu)選地，無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的用量為0.1～0.2kg/m2。

24、有益效果：

25、采用本發(fā)明技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果如下：

26、(1)本發(fā)明的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，以硅酸鋰溶液為基料，加入適當(dāng)?shù)闹鷦┗旌戏磻?yīng)而成，可與混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成c-s-h凝膠，枝蔓狀的c-s-h凝膠相互搭接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以增加混凝土的密實度，形成整體性防水材料，從而能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的機械強度，延長混凝土的使用壽命，且采用硅酸鋰為基料，與廣泛使用的硅酸鈉，硅酸鉀系列的水性滲透結(jié)晶型防水材料相比，鋰離子的半徑較鈉離子和鉀離子小得多，因此硅酸鋰的滲透深度大，能夠修復(fù)混凝土更深位置處的微裂縫。

27、(2)通過使用反應(yīng)促進劑可以有效控制硅酸鋰與鈣離子的反應(yīng)速率，從而保證本防水材料能夠深入滲透到混凝土深處，不僅修復(fù)混凝土表層，更從深部修復(fù)混凝土中的裂縫。

28、(3)成膜劑能與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一層化學(xué)膜，使得混凝土表面具有耐酸、耐堿和耐臟的功能。此外該層膜能夠防止表面風(fēng)化，提高表面強度、硬度和耐磨性。

29、(4)抗裂纖維在噴涂在混凝土表面后，納米纖維素纖絲自身伸展，晶須互相搭接，形成強韌的骨架由于其具有高拉伸強度能夠抵抗外界拉力，可以作為抗裂材料進行使用。

技術(shù)特征：

1.一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，按質(zhì)量百分比計至少由如下原料制備而成：硅酸鋰55.2％～75.1％，氫氧化鈉2.0％～3.6％，氫氧化鉀0.8％～1.6％，反應(yīng)促進劑0.8％～1.6％，表面活性劑0.1％～0.15％，成膜劑0.3％～0.6％，抗裂纖維0.4％～0.8％，其余為去離子水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，所述硅酸鋰的固含量為20％～22％、模數(shù)為4.7～4.9，所述硅酸鋰在25℃時粘度小于等于25pa.s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，所述氫氧化鈉的有效物質(zhì)含量大于99％；所述氫氧化鉀的有效物質(zhì)含量大于90％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，所述反應(yīng)促進劑為檸檬酸鈉、氨基三乙酸鈉中的一種或兩種；所述成膜劑為甲基硅酸鈉、甲基硅酸鉀的一種或兩種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或兩種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑，其特征在于，所述抗裂纖維為納米纖維素纖絲，所述抗裂纖維的有效物質(zhì)含量大于99％。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項所述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的制備方法，其特征在于，步驟一到步驟五中的攪拌環(huán)境為攪拌速度120～150r/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的制備方法，其特征在于，步驟一與步驟三中加料間隔時間為5～10min。

10.一種如權(quán)利要求1-8任一項所述的無機水性滲透結(jié)晶型防水劑的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種無機水性滲透結(jié)晶型防水劑及其制備和使用方法，屬于混凝土用防水材料領(lǐng)域，無機水性滲透結(jié)晶型防水劑按質(zhì)量百分比計至少由如下原料制備而成：硅酸鋰55.2％～75.1％，氫氧化鈉2.0％～3.6％，氫氧化鉀0.8％～1.6％，反應(yīng)促進劑0.8％～1.6％，表面活性劑0.1％～0.15％，成膜劑0.3％～0.6％，抗裂纖維0.4％～0.8％，其余為去離子水。本發(fā)明將鋰離子半徑較小的硅酸鋰與氫氧化鈉、氫氧化鉀等助劑混合后可與混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成C?S?H凝膠，枝蔓狀的C?S?H凝膠相互搭接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以增加混凝土的密實度，形成整體性防水材料，從而能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的機械強度，延長混凝土的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：張凱,楊玉冰,楊厚易,譚燦星
受保護的技術(shù)使用者：廣東建科創(chuàng)新技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19