本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土防水剂。
背景技术：
防水是提高水泥混凝土结构耐久性的重要措施，甚至是根本措施。水泥混凝土结构的防水性能基本上决定了其耐久性能。水是导致水泥混凝土结构和钢筋混凝土结构耐久性损坏的重要物质。无论是水泥混凝土的软水侵蚀、冻融破坏、碱集料反应、钢筋锈蚀和硫酸盐腐蚀等，还是水泥混凝土中的钢筋氧化腐蚀，甚至水工、港工结构的溶蚀，都离不开水的作用，没有水的参与，大部分侵蚀几乎不会产生。对于水灰比在0.5-0.7的水泥混凝土，水化以后，其空隙率在16％左右。另外，由于水泥混凝土中骨料与胶凝材料之间可能存在的微裂隙，水分可以不断深入水泥混凝土中，参与对水泥混凝土或水泥混凝土内钢筋的腐蚀。为了阻止水分的入侵，在水泥混凝土中掺加防水剂，形成致密性混凝土或憎水混凝土以达到防水的目的，是一种行之有效的技术途径。
目前，我国建设市场上出售的主要是无机或有机的防水剂，无机防水剂主要是指通过掺入硅酸盐、铁盐和氯盐等，与混凝土中的水化产物发生反应生成胶体，堵塞混凝土内部孔隙，从而提高混凝土的抗渗性，但是这些防水材料抗渗防水性能较差，防水层耐久性也较差，而且不具有自愈性能，从而使用范围受限。有机防水剂主要是指有机物为主要载体的防水剂，如有机硅防水剂。有机硅防水剂具有很低的表面张力，能降低混凝土的表面能，并可在混凝土表面一定深度范围内形成疏水薄膜，使其具有出色的憎水性；同时对混凝土还具有“透气呼吸”功能，减少了内部水对防水层的冲刷。但是，有机硅防水剂仍存在如下几个问题，如乳液不稳定、耐碱性较差、含有大量挥发性高的有机物、自愈性能较差，以及随着时间延长，防水效果会逐渐降低等。
近几年逐渐出现了水泥基渗透结晶型防水材料，是以硅酸盐水泥、石英砂等为基材，掺入活性化学物质组成的一种新型刚性防水材料。其作用机理是遇水后，活性化学物质与水泥水化过程中产生的Ca(OH)2反应，生成不溶于水的凝胶体，如硅酸钙凝胶和钙矾石晶体等，从而堵塞内部孔隙，封闭毛细孔通道，增加密实度，形成与混凝土融为一体的永久性密封防水层，提高了水泥混凝土耐久性。与无机防水剂、有机防水剂相比，渗透结晶型防水剂具有良好的防水能力、自愈性和耐久性，这是借助化学反应，改善了整个基体防水性能的结果。但是水泥基渗透结晶型防水材料中渗透到结构内起防水作用的结晶对外界的各种震动，包括温度变化、水温变化和机械等引起的震动很敏感，这些震动可能造成结晶体断裂形成新的过水通道，导致防水功能丧失；结晶型产品靠结晶生长来达到防水目的，而结晶体生长需要一定的时间，表现在工程应用上就是防水效果出现的比较慢，需要较长时间的养护时间。
专利申请号CN201510598088.6公开了一种新型渗透结晶防水剂，所述的防水剂是由以下重量份配比的各组分制成：硅酸钠10～20份，甲基硅酸钠2～5份，海藻酸钠1～5份，明胶5～8份，十二烷基乙氧基磺基甜菜碱1～4份，碳酸钠1～3份，柠檬酸钠1～3份，三乙醇胺2～3份，硫酸铝钾4～9份，硫酸钙2～5份，聚丙烯酸钠1～3份，木质素磺酸钙2～4份，羟乙基甲基纤维素2～6份，氢氧化钙3～6份，硼酸1～3份，水55～85份。该防水剂与基础表面的粘结性较差，需要对表面进行处理，暴露出新鲜的混凝土，表面处理费时费力；靠结晶生长来达到防水目的，而结晶体生长需要一定的时间，防水效果出现的比较慢，需要较长时间的养护时间。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种混凝土防水剂。
本发明提供一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液50-60％，硅酸钠溶液20-30％，柠檬酸钠1-3％，三乙醇胺2-3％，羟丙基甲基纤维素2-5％，增粘剂80A510.3-0.6％，果胶2-3％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1-2％，叔丁基二苯基氯硅烷0.2-0.5％，松香基超支化环氧树脂1-3％。
优选的，所述羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s。
优选的，所述硅酸钠溶液的固含量为40-50％。
优选的，所述硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
优选的，所述甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液80-90％和氢氧化钙10-20％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
优选的，本发明所述防水剂包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液55％，硅酸钠溶液25％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1％，叔丁基二苯基氯硅烷0.5％，松香基超支化环氧树脂2％。
本发明所述防水剂的制备方法，包括以下步骤：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
本发明中所述硅酸钠溶液是广州市柏穗化工有限公司提供的。
本发明中所述柠檬酸钠是吴江市杰达化工有限公司提供的。
本发明中所述羟丙基甲基纤维素是任丘市金誉化工有限公司提供的型号为hpmc。
本发明中所述增粘剂80A51是石家庄聚格化工有限公司提供的。
本发明中所述JX抗裂硅质防水剂是金华市欣生沸石开发有限公司提供的JX-Ⅰ抗裂硅质防水剂。
本发明中所述叔丁基二苯基氯硅烷是九鼎化学(上海)科技有限公司提供的。
本发明中所述松香基超支化环氧树脂是根据赵丽等发表在《热固性树脂》期刊上的《松香基超支化环氧树脂的合成及性能研究》中的方法得到的。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液：两者反应生成络合物在混凝土孔隙中，形成防水结晶体，实现防水、自愈孔隙、堵塞孔道的作用。再者，甲基硅酸钠不仅可以形成牢固的憎水层，使混凝土具有良好的防水功能；还可以使混凝土与水的接触角达到120度以上，使混凝土具有“透气呼吸”功能，提高混凝土耐久性。此外，其还具有微膨胀作用，实现补偿收缩，减少开裂。
硅酸钠溶液：用作结晶反应剂，其能与混凝土中钙离子直接发生作用，形成不溶性碳酸钙晶体，减少混凝土孔隙率，增强防水性能。
柠檬酸钠：可以加强混凝土中胶粒的分散性，延缓水化作用，降低温度峰值，从而减少因温差而导致的开裂，而且还可以使得渗透结晶防水剂中的组分向混凝土基体的裂纹和孔隙中迁移，并通过后续的反应生成结晶产物，实现裂纹和孔隙的填充，从而达到增强的效果。另外，柠檬酸钠对混凝土中的钙离子还具有螯合作用，降低其晶体成核的势垒，加速混凝土水化产物的形成，从而实现结晶防水的效果。
三乙醇胺：是一种表面活性剂，能够提高混凝土中硅酸三钙、铁铝酸四钙等水化产物之间反应速率，加快混凝土水化C-S-H(xCaO·SiO2·yH2O)凝胶的形成，增厚防水层，有效地提高了混凝土的抗渗能力，从而提高混凝土耐久性能。另外，三乙醇胺在渗透结晶防水剂中还充当络合助剂，与混凝土中钙离子作用，生成络合复盐，实现密实孔隙，提高混凝土强度和韧性。
羟丙基甲基纤维素：用作保水剂及增粘剂，通过高分子吸水缓释效应，一方面通过吸水作用减缓砂浆表面水分的蒸发，防止砂浆由于干燥过快而体积收缩，起抗开裂的作用；另一方面通过内部持续水分缓释实现砂浆的自养护，起到保证砂浆强度持续稳定发展的作用。
增粘剂80A51：白色或微黄色粉末，无臭、无味，是丙烯酰胺及其盐类的聚合物，水溶性，线性共聚物，极易溶于水，不溶于有机溶剂。具有携带岩屑能力强，钻速快、机械磨损少、改变流型、抗剪切、耐高温、抗盐、防塌、增粘等特点。因此，能作为淡水钻井泥浆的流型改进剂、防塌剂和粘度增效剂、选择性絮凝剂等。
JX抗裂硅质防水剂：以高品级丝光沸石为主要原料，利用天然丝光沸石特有的吸附性、离子交换性、耐酸性、耐碱性、热稳定性、环保性等性能通过活化、焙烧、改性等一系列特殊工艺处理精制而成。它能改善砂浆、混凝土和易性、保水性、增加密实性，降低吸水量比<65％、抗渗等级>P12以上、砂浆透水比>350％、混凝土渗透高度比<30％。
本发明将硫化铝、叔丁基二苯基氯硅烷、松香基超支化环氧树脂、硅酸钠、甲基硅酸钠-氢氧化钙混合液及其他原料相混合，在前期通过松香基超支化环氧树脂，形成交联网络结构，能够防水，留有足够的时间供晶体的生长，能够解决防水效果出现的比较慢，需要较长时间的养护问题。并且加入松香基超支化环氧树脂能够提高防水剂与水泥基材的粘结性，操作方便，能够持久的抵抗水的冲击，对外界的各种震动不敏感。
环氧树脂具有优越的热力学性能、良好的加工性能、粘结力强，但是环氧树脂硬度低、韧性差、已开裂。将超支化结构引入环氧树脂中，能够提高树脂的韧性及硬度，松香是一种天然可再生的物质，廉价易得，无毒无味；它的结构中含有双键、刚性六元环，能够增强树脂的硬度，并且松香有结晶特性，用于防水剂中能够良好的进入到混凝土内部，结构紧密，防水效果大大提高。
若是将甲基硅酸钠、硅酸钠与氢氧化钙和其他原料一起加入混合，则硅酸钠先与氢氧化钙反应，后期甲基硅酸钠与氢氧化钙的反应速度会降低，容易出现结晶生长较慢，表现在工程应用上就是防水效果出现的比较慢，需要较长的养护时间。本发明先将甲基硅酸钠与氢氧化钙配制成混合溶液，在柠檬酸钠，三乙醇胺，硫化铝及叔丁基二苯基氯硅烷的作用下，给予充分的时间两者反应生成络合物在混凝土孔隙中，形成防水结晶体，实现防水、自愈孔隙、堵塞孔道的作用。再者，甲基硅酸钠不仅可以形成牢固的憎水层，使混凝土具有良好的防水功能；还可以使混凝土与水的接触角达到120度以上，使混凝土具有“透气呼吸”功能，提高混凝土耐久性。此外，其还具有微膨胀作用，实现补偿收缩，减少开裂。
本发明的有益效果是：
1、本发明先将甲基硅酸钠与氢氧化钙配制成混合溶液，在柠檬酸钠，三乙醇胺，硫化铝及叔丁基二苯基氯硅烷的作用下，给予充分的时间两者反应生成络合物在混凝土孔隙中，形成防水结晶体，解决了结晶生长较慢以及防水效果较差的问题。
2、本发明将硫化铝、叔丁基二苯基氯硅烷、松香基超支化环氧树脂、硅酸钠、甲基硅酸钠-氢氧化钙混合液及其他原料相混合，在前期通过松香基超支化环氧树脂，形成交联网络结构，能够防水，留有足够的时间供晶体的生长，能够解决防水效果出现的比较慢，需要较长时间的养护问题。
3、本发明所得混凝土防水剂的稳定性较高，与水泥基材的粘结性较高，不需要对基材表面进行处理，操作方便，能够持久的抵抗水的冲击，并且对外界的各种震动不敏感，防水效果好且持久，自愈性良好，可以增强砂浆混凝土原有强度，提高抗裂性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围内。
实施例1
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液50％，硅酸钠溶液30％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺2％，羟丙基甲基纤维素2％，增粘剂80A510.6％，果胶3％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1％，叔丁基二苯基氯硅烷0.4％，松香基超支化环氧树脂3％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为120000-180000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为40％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液80％和氢氧化钙20％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
实施例2
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液60％，硅酸钠溶液20％，柠檬酸钠1％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素5％，增粘剂80A510.3％，果胶2.5％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝2％，叔丁基二苯基氯硅烷0.2％，松香基超支化环氧树脂1％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为160000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为50％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液90％和氢氧化钙10％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
实施例3
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液55％，硅酸钠溶液25％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1％，叔丁基二苯基氯硅烷0.5％，松香基超支化环氧树脂2％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为45％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液85％和氢氧化钙15％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
对比例1
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠溶液46.75％，氢氧化钙8.25％，硅酸钠溶液25％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1％，叔丁基二苯基氯硅烷0.5％，松香基超支化环氧树脂2％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，甲基硅酸钠溶液的固含量为10％，硅酸钠溶液的固含量为45％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
对比例2
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液55％，硅酸钠溶液25％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％，硫化铝1％，叔丁基二苯基氯硅烷0.5％，环氧树脂E-442％(无锡长干化工有限公司提供的)。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为45％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液80-90％和氢氧化钙10-20％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
对比例3
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液55％，硅酸钠溶液26.5％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％，松香基超支化环氧树脂2％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为45％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液80-90％和氢氧化钙10-20％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
对比例4
一种混凝土防水剂，包括如下质量百分含量的各组份：甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液58％，硅酸钠溶液25.5％，柠檬酸钠3％，三乙醇胺3％，羟丙基甲基纤维素3％，增粘剂80A510.5％，果胶2％，JX抗裂硅质防水剂5％。其中羟丙基甲基纤维素的粘度为180000mPa·s，硅酸钠溶液的固含量为45％，硅酸钠溶液的模数为2.2-3.2。
甲基硅酸钠-氢氧化钙复合溶液的制备方法为：称取固含量为10％的甲基硅酸钠溶液80-90％和氢氧化钙10-20％，在反应釜中搅拌均匀至无结块，静置1天，取上部澄清液。
配制方法：按上述原料配方分别称取各原料，按配方量在常温常压下将各种原料依次加入混合机中，搅拌25-30min，混合均匀即可。
将实施例1-3和对比例1-4所得混凝土防水剂的性能进行测试，结果如下表1。
下述性能的测试依据JC 474-2007《砂浆、混凝土防水剂》中的规定进行。
表1混凝土防水剂性能测试结果
从上表中可以看出，与对比例相比，实施例1-3的混凝土防水剂初凝时间较长，最长达到165min，终凝时间较短，较长的可拌和时间，初凝后迅速终凝并产生较高的强度，抗压强度比大大提高，28d的抗压强度比达到120％以上，并且透水压力比有较大的提高，最高达到550％，48h吸水量比不大于43％，28d收缩率比不大于100％，说明本发明本发明所述的原料合成的混凝土防水剂稳定性较高，与水泥基材的粘结性较高，不需要对基材表面进行处理，操作方便，能够持久的抵抗水的冲击，并且对外界的各种震动不敏感，防水效果好且持久，自愈性良好。这是因为本发明将硫化铝、叔丁基二苯基氯硅烷、松香基超支化环氧树脂、硅酸钠、甲基硅酸钠-氢氧化钙混合液及其他原料相混合，在前期通过松香基超支化环氧树脂，形成交联网络结构，能够防水，留有足够的时间供晶体的生长，能够解决防水效果出现的比较慢，需要较长时间的养护问题；并且加入松香基超支化环氧树脂能够提高防水剂与水泥基材的粘结性，操作方便，能够持久的抵抗水的冲击，对外界的各种震动不敏感。