一种砂浆、混凝土抗渗剂
技术领域
本发明涉及一种混凝土外加剂，特别是一种砂浆、混凝土抗渗剂。本发明还涉及所述砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法。
背景技术
混凝土、砂浆很容易渗水，这是因为它们是非匀质材料，从微观结构上来看属于多孔结构，其内部分布着许多大小不同的微细孔隙，由于内部的毛细孔隙相互连接，形成了相互贯通的毛细通道。这些毛细通道在水的压力作用下，形成了渗水通道。此外，混凝土、砂浆在硬化和使用过程中，由于各种物理和化学原因会产生体积收缩，从而导致了裂缝的产生和发展，这也严重影响了混凝土、砂浆结构的防水性能。
目前，对于混凝土、砂浆建筑物的防水仍然是以外敷为主，即采用卷材类或防水涂料类对易渗水区域进行覆盖。由于这些材料易老化、起鼓、脱落，因此防水效果并不佳。此外，这种防水方式对基层要求特别苛刻，即基层必须平整、清洁、干燥，而现实条件下很难达到以上要求，从而导致防护后不久就出现了渗水现象。
发明人检索到以下相关专利文献：CN106587714A公开了一种混凝土抗裂抗渗剂及其制备方法。本发明所述混凝土抗裂抗渗剂由下述原料按照重量配比而成：改性磺化石墨烯：1-10％，疏水物质：1-15％，乳化剂A：0.1-2％，消泡剂：0.001-0.01％，余量为水。CN107324680A公开了一种石墨烯抗渗剂及其制备方法、应用，所述石墨烯抗渗剂按重量份计，包括：石墨烯5～10份、醇胺化合物10～25份、矿物掺合料50～75份、石膏6～15份、组分A4～10份，上述各组分的总量为100份。
以上这些技术对于如何使砂浆、混凝土抗渗剂可代替水拌合在混凝土、砂浆中，能够有效控制混凝土、砂浆的自收缩和干燥收缩，并完全堵塞毛细通道，降低混凝土、砂浆的吸水性和在静水压力下的透水性，它能够使混凝土、砂浆的渗水、吸水量减少，并有效防止外界有害介质的渗入，提高混凝土、砂浆结构的耐久性，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种砂浆、混凝土抗渗剂，该抗渗剂可代替水拌合在混凝土、砂浆中，能够有效控制混凝土、砂浆的自收缩和干燥收缩，并完全堵塞毛细通道，降低混凝土、砂浆的吸水性和在静水压力下的透水性，它能够使混凝土、砂浆的渗水、吸水量减少，并有效防止外界有害介质的渗入，提高混凝土、砂浆结构的耐久性，从而广泛应用于道路桥梁、地铁、隧道、海防坝等领域。
为此，本发明还要提供所述的砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种砂浆、混凝土抗渗剂(或者说是混凝土、砂浆抗渗剂)，其技术方案在于它是由下述组分的原料制成的：蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂、具有减水功能的减缩剂、早强剂，各组分所占的质量百分比为：所述新型脂肪酸盐3～8wt％，消泡剂0.1～0.6wt％，具有减水功能的减缩剂1～6wt％，早强剂0.1～0.5wt％，余量为蒸馏水，上述各组分的质量百分比之和为100％。所述新型脂肪酸盐是一种经过具有弱碱性的有机碱改性得到的物质，具体制备方法包括如下工艺步骤：先将10～20份蒸馏水、1份脂肪酸加入反应器中，升温，当反应器内温度达到70～90℃时，恒温反应60～120min；再在反应器内加入弱碱性有机物，于70～90℃恒温反应30～60min；最后降温至室温即得所述新型脂肪酸盐；所述弱碱性有机物与所述脂肪酸的摩尔比为1～1.5∶1，其中，所述脂肪酸为软脂酸、硬脂酸、油酸、芥酸、蓖麻油酸、桐油酸中的至少一种，弱碱性有机物为四甲基氢氧化铵；上述份数为质量份数。
所述的砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法包括如下工艺步骤：按上述质量百分比将蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂加入反应器中，升温，当反应器内温度达到55～90℃时，恒温反应60～100min；然后降温至50～75℃，在反应器内加入减缩剂，于50～75℃恒温搅拌10～15min；再在反应器内加入早强剂，于50～75℃恒温搅拌10～15min，得到物料；将制备得到的物料倒入乳化机中，设置高剪切均质乳化机的转速为10000～30000r/min，于35～50℃温度下，乳化30～60min，所得产物即为所述砂浆、混凝土抗渗剂。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是：上述具有减水功能的减缩剂可以为具有减水功能的聚合物类减缩剂，该减缩剂28天抗压强度比≥100％，28天减缩率≥45％，如Greece公司Eclipse-Floor型减缩剂。上述具有减水功能的减缩剂还可以为聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的复配物，聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的质量之比为1:3。聚羧酸减水剂可采用两种类型的高性能聚羧酸减水剂，一种以主链为聚丙烯酸，侧链为Vinyl%20alcoholpolyethylene%20glycol，聚醚型结构；另一种以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团和MPEG(Methoxy%20polyethylene%20glycol)，聚酯型结构。高性能聚羧酸减水剂的固含量为40％。上述早强剂可以为强电解质无机盐类，选用硫酸盐类早强剂(硫酸钠)。上述早强剂还可以为水溶性有机物类早强剂，采用三异丙醇胺。上述消泡剂可以为聚二甲基硅氧烷。
上述技术方案中，优选的技术方案可以参见实施例1～3。：
本发明的砂浆、混凝土抗渗剂中还可以添加其它外加剂(消泡剂、减缩剂、早强剂除外)。本发明的抗渗剂的掺量一般为胶凝材料(水泥)用量的3％～6％(质量百分比)，混凝土等级可为C20～C60。
本发明提供了一种砂浆、混凝土抗渗剂，原料主要包括蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂、具有减水功能的减缩剂、早强剂等。参见本说明书后面的各实施例，该抗渗剂具有抗渗性能好、混凝土和砂浆强度高等优点，同时由于其成分中不含有氨水，大大扩展了脂肪酸盐防水剂的应用领域和使用范围。与现有相关的技术相比，本发明的有益效果是：①本发明采用新型脂肪酸盐和具有减水功能的减缩剂为主要防水成分，两种抗渗机理相辅相成，进一步改善了砂浆及混凝土的孔隙结构，增强了抗渗性。②本发明所提供的(砂浆、混凝土)产品里面不含有氨水，有效避免了由于氨水存在而导致混凝土、砂浆塑性性能、硬化性能的改变，以及抗冻性能、抗渗性能和后期强度的降低的缺陷。它无刺激性气味，使用范围广。③本发明所提供的产品里面含有早强剂，有效避免了混凝土、砂浆粘结性不佳、凝结迟缓的缺陷。
综上所述，本发明可代替水拌合在混凝土、砂浆中，能够有效控制混凝土、砂浆的自收缩和干燥收缩，并完全堵塞毛细通道，降低混凝土、砂浆的吸水性和在静水压力下的透水性，它能够使混凝土、砂浆的渗水、吸水量减少，并有效防止外界有害介质的渗入，提高混凝土、砂浆结构的耐久性，从而广泛应用于道路桥梁、地铁、隧道、海防坝等领域。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：本发明所述的砂浆、混凝土抗渗剂各组分所占的质量百分比为：所述新型脂肪酸盐6.5wt％，消泡剂0.4wt％，具有减水功能的减缩剂6wt％，早强剂0.2wt％，余量为蒸馏水，上述各组分的质量百分比之和为100％。上述具有减水功能的减缩剂为具有减水功能的聚合物类减缩剂，该减缩剂28天抗压强度比≥100％，28天减缩率≥45％，如Greece公司Eclipse-Floor型减缩剂；上述早强剂为强电解质无机盐类，选用硫酸盐类早强剂(硫酸钠)；上述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。所述新型脂肪酸盐的制备方法包括如下工艺步骤：先将10份蒸馏水、1份脂肪酸加入反应器中，升温，当反应器内温度达到75℃时，恒温反应65min；再在反应器内加入弱碱性有机物即四甲基氢氧化铵，于75℃恒温反应40min；最后降温至室温即得所述新型脂肪酸盐；所述弱碱性有机物与所述脂肪酸的摩尔比为1∶1，其中，所述脂肪酸为桐油酸，上述份数为质量份数；所述的砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法包括如下工艺步骤：按上述质量百分比将蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂加入反应器中，升温，当反应器内温度达到60℃时，恒温反应70min；然后降温至55℃，在反应器内加入减缩剂，于55℃恒温搅拌10min；再在反应器内加入早强剂，于55℃恒温搅拌10min，得到物料；将制备得到的物料倒入乳化机中，设置高剪切均质乳化机的转速为10000r/min，于35℃温度下，乳化40min，所得产物即为所述砂浆、混凝土抗渗剂。
按照上述配比进行实验，并测定掺有该抗渗剂的混凝土或砂浆的抗压强度比、吸水量比、吸水率以及抗渗性能，结果见表1。
表1实施例1混凝土、砂浆抗渗剂的检测结果
实施例2：本发明所述的砂浆、混凝土抗渗剂各组分所占的质量百分比为：所述新型脂肪酸盐7wt％，消泡剂0.5wt％，具有减水功能的减缩剂5wt％，早强剂0.1 5wt％，余量蒸馏为水，上述各组分的质量百分比之和为100％。上述具有减水功能的减缩剂为聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的复配物，聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的质量之比为1:3，聚羧酸减水剂可以为聚醚型固含量40％的高性能聚羧酸减水剂，膨胀剂可以为正铝酸钙膨胀剂(简称AEA)。上述早强剂为水溶性有机物类早强剂，采用三异丙醇胺；上述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。所述新型脂肪酸盐的制备方法包括如下工艺步骤：先将15份蒸馏水、1份脂肪酸加入反应器中，升温，当反应器内温度达到80℃时，恒温反应90min；再在反应器内加入弱碱性有机物即四甲基氢氧化铵，于80℃恒温反应50min；最后降温至室温即得所述新型脂肪酸盐；所述弱碱性有机物与所述脂肪酸的摩尔比为1.2∶1，其中，所述脂肪酸为软脂酸，上述份数为质量份数；所述的砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法包括如下工艺步骤：按上述质量百分比将蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂加入反应器中，升温，当反应器内温度达到80℃时，恒温反应100min；然后降温至70℃，在反应器内加入减缩剂，于70℃恒温搅拌10min；再在反应器内加入早强剂，于70℃恒温搅拌10min，得到物料；将制备得到的物料倒入乳化机中，设置高剪切均质乳化机的转速为12000r/min，于40℃温度下，乳化60min，所得产物即为所述砂浆、混凝土抗渗剂。
按照上述配比进行实验，并测定掺有该抗渗剂的混凝土或砂浆的抗压强度比、吸水量比、吸水率以及抗渗性能，结果见表2。
表2实施例2混凝土、砂浆抗渗剂的检测结果
实施例3：本发明所述的砂浆、混凝土抗渗剂各组分所占的质量百分比为：所述新型脂肪酸盐5wt％，消泡剂0.5wt％，具有减水功能的减缩剂6wt％，早强剂0.3wt％，余量蒸馏为水，上述各组分的质量百分比之和为100％。上述具有减水功能的减缩剂为聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的复配物，聚羧酸减水剂与混凝土膨胀剂的质量之比为1:3，聚羧酸减水剂可以为聚酯型固含量40％的高性能聚羧酸减水剂，膨胀剂可以为正铝酸钙膨胀剂(简称AEA)。上述早强剂为水溶性有机物类早强剂，采用三异丙醇胺；上述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。所述新型脂肪酸盐的制备方法包括如下工艺步骤：先将18份蒸馏水、1份脂肪酸加入反应器中，升温，当反应器内温度达到90℃时，恒温反应110min；再在反应器内加入弱碱性有机物即四甲基氢氧化铵，于90℃恒温反应60min；最后降温至室温即得所述新型脂肪酸盐；所述弱碱性有机物与所述脂肪酸的摩尔比为1.5∶1，其中，所述脂肪酸为软脂酸、硬脂酸两种原料的组合，软脂酸与硬脂酸的摩尔比为1∶2，上述份数为质量份数；所述的砂浆、混凝土抗渗剂的制备方法包括如下工艺步骤：按上述质量百分比将蒸馏水、新型脂肪酸盐、消泡剂加入反应器中，升温，当反应器内温度达到85℃时，恒温反应90min；然后降温至75℃，在反应器内加入减缩剂，于75℃恒温搅拌10min；再在反应器内加入早强剂，于75℃恒温搅拌10min，得到物料；将制备得到的物料倒入乳化机中，设置高剪切均质乳化机的转速为15000r/min，于50℃温度下，乳化60min，所得产物即为所述砂浆、混凝土抗渗剂。
按照上述配比进行实验，并测定掺有该抗渗剂的混凝土或砂浆的抗压强度比、吸水量比、吸水率以及抗渗性能，结果见表3。
表3实施例3混凝土、砂浆抗渗剂的检测结果
从以上实施例可以看出，检测由本抗渗剂制成的防水砂浆或混凝土，各项指标均远远高于标准指标要求。
综上所述，本发明可代替水拌合在混凝土、砂浆中，能够有效控制混凝土、砂浆的自收缩和干燥收缩，并完全堵塞毛细通道，降低混凝土、砂浆的吸水性和在静水压力下的透水性，它能够使混凝土、砂浆的渗水、吸水量减少，并有效防止外界有害介质的渗入，提高混凝土、砂浆结构的耐久性，从而广泛应用于道路桥梁、地铁、隧道、海防坝等领域。
