CN111205025B - 一种防水砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防水砂浆，其中，所述防水砂浆包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂。本发明通过水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂混合，形成防水砂浆。这样，将防水砂浆涂覆于墙面或地面后，可以理解的，本发明的技术方案能够提高砂浆料的防水性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防水材料技术领域，特别涉及一种防水砂浆。
背景技术
防水工程质量是建筑工程质量的重中之重，它不仅仅是自身工程的质量问题，甚至决定了整个建筑工程自身的安全性、耐久性和使用功能。传统上使用的聚合物水泥防水砂浆，虽然具有较好的防水性能，但是聚合物为有机物，易老化，耐久性较差，只有几年的保质期，且会释放有害气体如甲醛和VOC。因此，迫切需要一种无毒无害、与建筑物同寿命的防水砂浆。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种防水砂浆，旨在提高砂浆料的防水性能。
为实现上述目的，本发明提出的防水砂浆，包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂。
可选地，所述金属皂包括松香酸钙皂和棕榈酸钙皂中的至少一种。
可选地，所述金属皂包括松香酸钙皂和棕榈酸钙皂。
可选地，所述棕榈酸钙皂与所述松香酸钙皂的质量比为(0.9～1.1)∶1。
可选地，所述金属皂与所述水泥砂浆的质量比为(4～10)∶1000。
可选地，所述水泥基渗透结晶型防水剂与所述水泥砂浆的质量比为(30～35)∶1000。
可选地，所述防水砂浆还包括氯化锌。
可选地，所述氯化锌与所述水泥砂浆的质量比为(6～20)∶1000。
本发明提出了一种防水砂浆，包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂。本发明水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂混合，制成防水砂浆。这样，将防水砂浆涂覆于墙面或地面后，形成了以金属皂和水泥基渗透结晶型防水剂为双重保障的防水层。金属皂作为憎水性表面活性防水剂，其羧基与水泥水化产物氢氧化钙作用，形成薄的不溶于水的络合吸附层，吸附在砂浆孔隙壁，从而起到封闭微孔的作用，同时加上金属皂具有憎水的脂肪酸根长链，使得砂浆孔隙壁和砂浆表面成为憎水表面。并且，水泥基渗透结晶型防水剂具有分子结构为活性硅的活性物质，对钙、铝离子具有很强的络合作用，活性物质以水为载体，借助渗透作用进入到砂浆结构内部，与砂浆溶液中的离子反应生成不分解的结晶体沉淀物，以催化微粒和未完全水化的成分再次发生水化作用，而形成不溶性的枝蔓状结晶，堵塞任何方向的渗水及其他液体，达到防水、防渗的效果，而且此晶体遇水便会生长，及时堵封砂浆内的孔隙、气泡及微细裂缝，从而达到永久防水的效果。可以理解的，金属皂的引入使砂浆内部和表面成为憎水性表面，同时水泥基渗透结晶型防水剂催化生成不分解的结晶体沉淀物，填充孔隙与裂缝，进一步加强砂浆的防水效果，本发明的技术方案能够提高砂浆料防水性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提出一种防水砂浆，旨在提高砂浆料的防水性能。
在本发明一实施例中，一种防水砂浆，包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂。
本发明提出了一种防水砂浆，包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂。本发明水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂混合，制成防水砂浆。这样，将防水砂浆涂覆于墙面或地面后，形成了以金属皂和水泥基渗透结晶型防水剂为双重保障的防水层。金属皂作为憎水性表面活性防水剂，其水解产物羧基与水泥水化产物氢氧化钙等作用，形成薄的不溶于水的络合吸附层，吸附在砂浆毛细孔壁，从而起到封闭微孔的作用，同时加上金属皂具有憎水的脂肪酸根长链，使得砂浆孔隙壁和砂浆表面成为憎水表面。并且，水泥基渗透结晶型防水剂具有分子结构为活性硅的活性物质，对钙、铝离子具有很强的络合作用，其活性物质以水为载体，借助渗透作用进入到砂浆结构内部，与砂浆溶液中的离子反应生成不分解的结晶体沉淀物，以催化微粒和未完全水化的成分再次发生水化作用，而形成不溶性的枝蔓状结晶，堵塞任何方向的渗水及其他液体，达到防水、防渗的效果，而且此晶体遇水便会生长，及时堵封砂浆内的孔隙、气泡及微细裂缝，从而达到永久防水的效果。可以理解的，金属皂的引入使砂浆内部和表面成为憎水性表面，同时水泥基渗透结晶型防水剂催化生成不分解的结晶体沉淀物，填充孔隙与裂缝，进一步加强砂浆的防水效果，本发明的技术方案能够提高砂浆料防水性能。
需要说明的是，金属皂是由碱金属以外的金属氧化物或盐类与脂肪酸作用而生成的盐类的通称，有时还包括树脂酸或合成酸的金属盐类。金属皂作为憎水型表面活性防水剂，其一方面具有憎水性的脂肪酸分子链，另一方面脂肪酸中的羧基活泼氢原子被亲水性极差的金属原子所取代，并与水泥水化产物氢氧化钙等作用，形成不溶于水的络合吸附层，以此使得金属皂具有了良好的疏水性能。同时，加入极少量的金属皂能制备高防水性能的防水砂浆，以此降低了防水砂浆的制备成本。并且，金属皂良好的疏水性能，在有效阻隔水分浸入的同时，降低了砂浆的毛细吸水能力，从而减少氯离子随水分的渗透，增强了砂浆的抗渗性。
补充说明，水泥基渗透结晶型防水剂的催化反应也可以发生在砂浆裂缝处，由于活性物质在整个反应过程中为中间络合物，不会被消耗，因此，可以不断促进晶体沉淀物在裂缝处沉积修复裂缝。这样，即使砂浆料所形成的防水层磨损或开裂，也不会影响其防水性能。并且，活性物质是水溶性化合物，对人体无任何毒害，不会释放释放有害气体如甲醛和VOC等，具有绿色环保的优点。另外，结晶体沉淀物的生成不会影响砂浆的呼吸能力，在保证防水砂浆结构内部正常透气的基础上，提高了防水砂浆的密实性，从而极大程度地阻止了化学物质、离子和水分的侵入，延长了建筑物的使用寿命。同时，水泥基渗透结晶型防水剂含有疏水基因和亲水基因，其亲水性大于疏水性，可溶于水，在干燥环境中不发生缩聚结晶现象，而在潮湿环境中吸收水分发生自愈合缩聚结晶，以此防止了潮湿环境中水分透过裂缝进入到墙地面，从而有效实现了墙地面的防水。本发明实施例结合憎水型表面活性剂金属皂与水泥基渗透结晶型防水剂，以此增强了对墙地面的防水效果。
根据么伟“水泥颗粒对水泥基渗透结晶型防水材料性能的影响”的研究结果，由于水泥28d的水化深度为10μm，相对于颗粒粒径绝大多数在30μm以下的水泥而言，28d时水泥水化已接近全部完成。并对68份水泥样品粒度数据进行分析和计算的结果显示，未水化反应的水泥只占所有水泥比例的4.51％。而56d后未水化水泥剩余含量会继续降低，可以得出推测的结果是，其含量会远低于4.51％，使得水泥基渗透结晶防水材料重启水泥水化反应的原材料供应不足。因此，需要提高未水化水泥颗粒的比例。
氯化锌(ZnCl2)是一种常用的无机缓凝剂，研究表明Zn2+与水泥水化时产生的OH-离子生成难溶于水的化合物，覆盖在还未水化的水泥颗粒表面，当氯化锌掺量适宜时，起到缓凝剂的作用；当掺量进一步加大时，缓凝效果将逐渐减小，将有越来越多的水泥颗粒无法水化，混凝土或砂浆强度将逐渐降低，但却可以实现未水化水泥颗粒比例的提高。
本发明专利技术，采用氯化锌掺加水泥的比例为0.6～2.0％，此比例略大于缓凝剂的掺加量，实现未水化水泥颗粒比例的提高，同时使防水砂浆的强度损失尽量减少。
在本发明一实施例中，所述金属皂包括松香酸钙皂和棕榈酸钙皂中的至少一种。金属皂与水泥砂浆混合后，金属皂通过水解生成具有疏水性的脂肪酸根长链。对于不同种类的金属皂来说，金属皂的脂肪酸根长链越长，金属皂的分子轴倾斜角越大，金属皂的表面活性越大，憎水性越强，以此所制备的防水砂浆的防水性能越好。松香酸钙皂和棕榈酸钙皂作为憎水型表面活性防水剂，不仅具有长脂肪酸根长链，而且分子轴倾斜角大，进一步保证了防水砂浆的防水性能。
在本发明一实施例中，所述金属皂包括松香酸钙皂和棕榈酸钙皂。棕榈酸钙皂为十六烷酸钙，具有长脂肪酸根长链，其分子轴倾斜角为74.24°，长脂肪酸根长链和高分子轴倾斜角保证了棕榈酸钙皂的防水性能。松香酸钙皂为具有环状结构的脂肪酸盐，一方面由于松香酸钙皂作为脂肪酸盐引入，提高了防水砂浆的防水性能，另一方面松香酸钙皂的环状结构增大了分子间的间隙，从而保证了防水砂浆的流动性，避免了防水砂浆由于粘度过大所引起的施工问题。本发明通过加入松香酸钙皂和棕榈酸钙皂两种金属皂，在提高防水砂浆的防水性能的同时，保证了防水砂浆的施工性能。
在本发明一实施例中，所述棕榈酸钙皂与所述松香酸钙皂的质量比为(0.9～1.1):1。优选的，所述棕榈酸钙皂与所述松香酸钙皂的质量比为1∶1。本发明通过调节松香酸和棕榈酸钙皂的质量比，以使所制备的防水砂浆不仅具有良好的防水性能，而且还保证了防水砂浆的流动性，易于施工。
在本发明一实施例中，所述金属皂与所述水泥砂浆的质量比(4～10)∶1000。本发明调节金属皂与水泥砂浆的质量，使得所制备的防水砂浆涂覆于墙面后，在保证成型的防水层强度的前提下，提高了防水砂浆的防水性能。
在本发明一实施例中，所述水泥基渗透结晶型防水剂与所述水泥砂浆的质量比(30～35)∶1000。本发明通过调节水泥基渗透结晶型防水剂的含量，使得所制备的防水砂浆结合憎水型表面活性剂金属皂与水泥基渗透结晶型防水剂，以此增强了对墙地面的防水效果。当然，本发明也可以适当调整水泥基渗透结晶型防水剂的用量，本发明实施例不受限于此，以上水泥基渗透结晶型防水剂的调整方式均在本发明实施例的保护范围之内。
本发明还提出一种防水层的制备方法，包括以下步骤：制备上述的防水砂浆，得到防水砂浆；清理基层，并对所述基层进行洒水湿润，将所述防水砂浆涂覆于所述基层，以在所述基层表面形成防水层。需要说明的是，在涂覆防水砂浆之前，要清理基层表面的积灰、油污、浮浆及杂物等，待清理干净后再洒水润湿基层，洒水以基层出现水印为准，不得积水。如果基层局部凸凹不平，应先凿平凸处，并用M20水泥砂浆补平凹处，以实现基层找平。
在本发明一实施例中，所述“将所述防水砂浆涂覆于所述基层”的步骤之后还包括：抹平并压实基层表面的防水砂浆，待防水砂浆凝固成型后，洒水养护所述基层表面的防水层。防水砂浆涂覆于基层之后，要抹平并压实基层表面的防水砂浆，待24小时之后，再进行洒水养护，养护期为7天。养护要准时，不得过人踩踏，以防止起砂。
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
本发明实施例向水泥砂浆中加入棕榈酸钙皂，得到了不同棕榈酸钙皂质量含量的防水砂浆，再将防水砂浆涂覆于建筑物的墙面。28天后检测其吸水率、氯离子渗透深度、抗压强度和抗折强度，其结果如下表1所示。其中，第一组采用水泥砂浆，第二组采用聚灰比5％聚合物水泥防水砂浆，第三组采用聚灰比10％聚合物水泥防水砂浆，第四组采用水泥砂浆质量0.5％的棕榈酸钙皂的防水砂浆，第五组采用水泥砂浆质量1％的棕榈酸钙皂的防水砂浆。
表1
| 试验组别 | 吸水率(％) | 氯离子渗透深度(mm) | 28d抗压强度(MPa) | 28d抗折强度(MPa) |
| 第一组 | 11.8 | 21.6 | 58 | 7.5 |
| 第二组 | 10.1 | 19.4 | 51 | 7.2 |
| 第三组 | 7.9 | 15.5 | 39 | 7.0 |
| 第四组 | 5.6 | 10.4 | 40 | 5.7 |
| 第五组 | 4.8 | 9.5 | 36 | 5.2 |
由表1可知，相比水泥砂浆而言，采用聚合物水泥防水砂浆和本发明实施例防水砂浆均能减少防水层的吸水率，减少氯离子渗透。聚合物水泥防水砂浆是丙烯酸酯乳液、氯丁胶乳和羧基丁苯胶乳等聚合物乳液改性的水泥砂浆，经改性后提高了砂浆料的致密度，增加了砂浆料的抗渗能力。聚合物水泥防水砂浆的粘性大，施工性能差，尤其是成本高、易老化，并且聚合物乳液的掺入量不足以形成主体成膜框架，只在砂浆料中起到填充、粘接和阻塞作用，因此耐久性也不理想。与第二组和第三组相比，本发明实施例能进一步减少吸水率及氯离子渗透。并且，1％的棕榈酸钙皂的防水砂浆的吸水率和氯离子渗透深度低于0.5％的棕榈酸钙皂的防水砂浆。以此说明，棕榈酸钙皂的加入能够阻隔水分的浸入，减少氯离子随水分的渗透，使得所制备的防水砂浆具有了良好的防水效果和抗渗性。
实施例2
本发明实施例向水泥砂浆中加入多种不同的金属皂，得到了防水砂浆，再将防水砂浆涂覆于墙面，28天后检测其吸水率、氯离子渗透深度、抗压强度和抗折强度，结果如下表2所示。其中，第六组采用水泥砂浆质量1％的棕榈酸钙皂的防水砂浆，第七组采用水泥砂浆质量1％的松香酸钙皂的防水砂浆，第八组采用水泥砂浆质量0.5％的棕榈酸钙皂和0.5％的松香酸钙皂的防水砂浆。
表2
| 试验组别 | 吸水率(％) | 氯离子渗透深度(mm) | 28d抗压强度(MPa) | 28d抗折强度(MPa) |
| 第六组 | 4.8 | 9.5 | 36 | 5.2 |
| 第七组 | 4.4 | 8.8 | 38 | 6.0 |
| 第八组 | 4.1 | 8.7 | 41 | 6.8 |
由表2可知，相比第六组～第八组的金属皂作为防水剂而言，本发明松香酸钙皂的引入，使得所制备的防水砂浆具有更低的吸水率和氯离子渗透深度，以此说明松香酸钙皂的引入阻隔了水分进入到防水层，进一步提高了防水砂浆的防水效果和抗渗效果。采用质量比1:1棕榈酸钙皂与松香酸钙皂的金属皂所制备的防水砂浆具有更好的防水性能和抗渗性能。
实施例3
本发明实施例向水泥砂浆中加入不同类型的防水剂，得到了防水砂浆，再将防水砂浆涂覆于墙面，28天后检测其吸水率、氯离子渗透深度、抗压强度和抗折强度，结果如下表3所示。其中，第九组采用水泥砂浆质量0.5％的棕榈酸钙皂及0.5％的松香酸钙皂的防水砂浆，第十组采用0.5％的棕榈酸钙皂、0.5％的松香酸钙皂及2.6％的水泥基渗透结晶型防水剂的防水砂浆，第十一组采用水泥砂浆质量0.3％的棕榈酸钙皂、0.3％的松香酸钙皂及3％的水泥基渗透结晶型防水剂的防水砂浆；第十二组采用水泥砂浆质量3.6％的水泥基渗透结晶型防水剂的防水砂浆。
表3
| 试验组别 | 吸水率(％) | 氯离子渗透深度(mm) | 28d抗压强度(MPa) | 28d抗折强度(MPa) |
| 第九组 | 4.1 | 8.7 | 41 | 6.8 |
| 第十组 | 3.8 | 8.5 | 38 | 6.5 |
| 第十一组 | 3.2 | 7.7 | 42 | 6.8 |
| 第十二组 | 4.4 | 8.9 | 39 | 6.1 |
通过对比表3中第九组～第十二组的数据可知，采用水泥砂浆质量0.3％的棕榈酸钙皂、0.3％的松香酸钙皂及3％的水泥基渗透结晶型防水剂的防水砂浆时，砂浆裂缝几乎完全愈合，本发明引入水泥基渗透结晶型防水剂，水泥基渗透结晶型防水剂能够与憎水型表面活性防水剂相互配合，再次提高了防水砂浆的防水性能和抗渗性能，同时还保证了防水砂浆的力学性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种防水砂浆，其特征在于，包括水泥砂浆、金属皂及水泥基渗透结晶型防水剂；
所述防水砂浆还包括氯化锌；所述氯化锌与所述水泥砂浆的质量比为（6~20）∶1000；
所述金属皂包括松香酸钙皂和棕榈酸钙皂，所述棕榈酸钙皂与所述松香酸钙皂的质量比为（0.9~1.1）∶1。
2.如权利要求1所述的防水砂浆，其特征在于，所述金属皂与所述水泥砂浆的质量比为（4~10）∶1000。
3.如权利要求1至2中任一项所述的防水砂浆，其特征在于，所述水泥基渗透结晶型防水剂与所述水泥砂浆的质量比为（30~35）∶1000。
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