一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺。


背景技术：

2.混凝土是由胶凝材料和集料胶结成整体的复合材料的统称，是当代最主要的土木工程的人工石材材料，具有价格低、抗压强度高、耐久性好等优点，广泛应用于机械行业、造船业，建造业等领域。混凝土一种多孔非均质的材料，在水化过程中，内部会形成大量微小空隙，在实际的应用中由于温度变化、载荷振动、腐蚀介质的侵蚀，混泥土内部的空隙和裂纹不断加大，破坏了混凝土的结构和功能，降低混凝土的使用寿命，浪费资源，因此如何提高混凝土的防渗、抗裂功能十分重要。
3.防水剂是一种化学外加剂，当水泥凝结硬化时，随着体积膨胀，起到补偿收缩和张拉钢筋产生的预应力和充分填充水泥间隙的作用，具有防水寿命长、适用范围广、施工简单、成本低、安全环保的特点。硅质防水剂作为一种无污染、无刺激性的新型高效防水材料具有高抗渗性、高粘结性、较强的覆盖性，广泛应用于建筑墙面、仓库、保温材料等防水工程领域。如申请公布号为cn104961415b《一种混凝土抗裂硅质防水剂》公开了一种混凝土抗裂硅质防水剂的配方及其在混凝土中的应用，采用了沸石粉为主要原料，因此它能克服现有防水剂的弊病，能使混凝土的收缩减少，增强混凝土防水抗渗功能和强度。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，制备得到的一种氨基硅油改性共聚物防水剂应用于混凝土中，使得其具有优良的抗裂、防水、抗渗功能。
6.(二)技术方案
7.一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，所述制备工艺为：
8.(1)将4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解5-10min，再向其中依次加入羟基硅油、质量分数为90-95％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
9.(2)向去离子水中加入氨基硅油微乳液、端异氰酸酯有机硅共聚物、三乙胺，搅拌乳化，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
10.(3)将水泥、中砂、石子、粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入水和聚羧酸减水剂，搅拌10-15min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为18-25℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护25-30天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡20-30h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护7-14天。
11.进一步地，所述步骤(1)中4,4
’‑
联苯二异氰酸酯、羟基硅油的质量比为1:20-25。
12.进一步地，所述步骤(1)中搅拌反应时间为2-4h，反应温度为45-55℃。
13.进一步地，所述步骤(2)中氨基硅油微乳液、端异氰酸酯有机硅共聚物、三乙胺的质量比为1:2.2-2.6:0.03-0.05。
14.进一步地，所述步骤(2)中反应温度为20-35℃，搅拌乳化时间为30-60min。
15.进一步地，所述步骤(3)中水泥:中砂:石子:水:聚羧酸减水剂的质量比为1:2-2.2:3.5-4:0.5-0.8:0.004-0.006:0.6-1。
16.(三)有益的技术效果
17.4,4
’‑
联苯二异氰酸酯与羟基硅油反应，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。氰基硅油中的甲基是一种疏水性集团。将端异氰酸酯有机硅共聚物溶于氨基硅油微乳液中，在三乙胺的催化下得到氨基硅油改性共聚物防水剂。再将制备好的混凝土试件浸泡在氨基硅油改性聚氨酯防水剂中，防水剂中具有反应活性基的硅氧烷，能够相互作用形成均匀致密的硅氧烷憎水膜，并且能够与混凝土试件表面的羟基形成硅氧烷链，这只是一种非极性链，具有较强的憎水性和较低的表面张力，能够均匀的分布在多孔的混凝土试样表面，并且能够在混凝土微孔中生成胶体，能够填充、堵塞空隙切断毛细管的连通，使得混凝土内部的孔隙率密实度显著提高，使得混凝土试样表面的水无法渗入到混凝土中，具有优良的防水抗渗效果。
具体实施方式
18.实施例1
19.(1)在55℃下，将4g的4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解10min，再向其中依次加入100g的羟基硅油、质量分数为90％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应4h，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
20.(2)在20℃下，向去离子水中加入8g的氨基硅油微乳液、17.6g的端异氰酸酯有机硅共聚物、0.24g的三乙胺，搅拌乳化30min，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
21.(3)将50kg的水泥、105kg的中砂、190kg的石子、30kg的粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入30kg的水和0.25kg的聚羧酸减水剂，搅拌12min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为20℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护28天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡25h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护10天。
22.实施例2
23.(1)在45℃下，将4g的4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解5min，再向其中依次加入80g的羟基硅油、质量分数为95％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应2h，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
24.(2)在35℃下，向去离子水中加入8g的氨基硅油微乳液、17.6g的端异氰酸酯有机硅共聚物、0.24g的三乙胺，搅拌乳化60min，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
25.(3)将50kg的水泥、110kg的中砂、180kg的石子、50kg的粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入30kg的水和0.2kg的聚羧酸减水剂，搅拌12min，混合均匀，
得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为20℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护28天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡25h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护14天。
26.实施例3
27.(1)在55℃下，将4g的4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解8min，再向其中依次加入80g的羟基硅油、质量分数为90％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应3h，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
28.(2)在30℃下，向去离子水中加入8g的氨基硅油微乳液、20.8g的端异氰酸酯有机硅共聚物、0.3g的三乙胺，搅拌乳化40min，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
29.(3)将50kg的水泥、110kg的中砂、200kg的石子、35kg的粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入40kg的水和0.3kg的聚羧酸减水剂，搅拌15min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为25℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护30天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡30h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护14天。
30.实施例4
31.(1)在55℃下，将4g的4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解8min，再向其中依次加入90g的羟基硅油、质量分数为93％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应2h，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
32.(2)在20℃下，向去离子水中加入8g的氨基硅油微乳液、18g的端异氰酸酯有机硅共聚物、0.3g的三乙胺，搅拌乳化40min，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
33.(3)将50kg的水泥、100kg的中砂、175kg的石子、40kg的粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入25kg的水和0.2kg的聚羧酸减水剂，搅拌10min，混合均匀，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为18℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护25天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡20h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护7天。
34.实施例5
35.(1)在50℃下，将4g的4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解8min，再向其中依次加入90g的羟基硅油、质量分数为95％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应3h，得到端异氰酸酯有机硅共聚物。
36.(2)在35℃下，向去离子水中加入8g的氨基硅油微乳液、20.8g的端异氰酸酯有机硅共聚物、0.4g的三乙胺，搅拌乳化60min，得到氨基硅油改性共聚物防水剂。
37.(3)将50kg的水泥、105kg的中砂、200kg的石子、50kg的粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入30kg的和0.2kg的聚羧酸减水剂，搅拌15min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为25℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护25天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡25h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护7天。
38.实施例6
39.(1)将50kg的水泥、110kg的中砂、180kg的石子倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入30kg的水和0.2kg的聚羧酸减水剂，搅拌12min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为20℃、相对湿度》85％的标准养护室中进行养护30天。
40.抗渗测试：采用自动调压混凝土抗渗仪进行抗渗实验。
41.按照gb/-t50081-2002测试混凝土试样抗压性能。
42.采用平板法早期抗裂试验测试混凝土试样抗裂性能。
43.按照gb 11972-89测试混凝土吸水率。
[0044][0045][0046]
实施例4的混凝土试样的渗透系数小，抗渗性较强，为0.7410-7
cm
·
h-1
。实施例1的混凝土试样的抗压强度最大，为51.0mpa。实施例2的混凝土的开裂面积最小为87mm2/m2。实施例4的混凝土试样的吸水率最低，为6.8％。对比例1的渗透性、抗压性、开裂性、吸水性能均表现较差。

技术特征：
1.一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺为：(1)将4,4
’‑
联苯二异氰酸酯溶于乙酸乙酯中，氮气保护下搅拌溶解5-10min，再向其中依次加入羟基硅油、质量分数为90-95％的二月桂酸二丁基锡溶液，搅拌反应，得到端异氰酸酯有机硅共聚物；(2)向去离子水中加入氨基硅油微乳液、端异氰酸酯有机硅共聚物、三乙胺，搅拌乳化，得到氨基硅油改性共聚物防水剂；(3)将水泥、中砂、石子、粉煤灰倒入混凝土搅拌机中进行搅拌混合，再向其中加入水和聚羧酸减水剂，搅拌10-15min，混合均匀，得到均匀流动的水泥浆体，再将混合料装入涂有脱模剂的混凝土抗渗模具中，置于温度为18-25℃、相对湿度>85％的标准养护室中进行养护25-30天，结束后将养护好的试件进行脱模、清洗、晾干，再将其置于氨基硅油改性聚氨酯防水剂中浸泡20-30h，取出，用滤纸吸干表面的防水剂，养护7-14天。2.根据权利要求1所述的含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)中4,4
’‑
联苯二异氰酸酯、羟基硅油的质量比为1:20-25。3.根据权利要求1所述的含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌反应时间为2-4h，反应温度为45-55℃。4.根据权利要求1所述的含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中氨基硅油微乳液、端异氰酸酯有机硅共聚物、三乙胺的质量比为1:2.2-2.6:0.03-0.05。5.根据权利要求1所述的含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中反应温度为20-35℃，搅拌乳化时间为30-60min。6.根据权利要求1所述的含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中水泥:中砂:石子:水:聚羧酸减水剂、粉煤灰的质量比为1:2-2.2:3.5-4:0.5-0.8:0.004-0.006:0.6-1。

技术总结
本发明涉及混凝土技术领域，且公开了一种含硅质抗裂防水剂的防水抗渗混凝土的制备工艺，4,4


技术研发人员：时强 艾俊 李维全 熊滋 李涛 陈益雄 田一凡 周晓菊 敖黎明 李沛成 丁汝晖
受保护的技术使用者：湖北省工业建筑集团有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/13