一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法与流程

本发明涉及建筑防水技术领域，具体为一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法。

背景技术：

目前国内的建筑防水体系，主要分为刚性防水和柔性防水两个大的体系，刚性防水体系主要是混凝土结构自防水：抗渗混凝土、水泥基渗透结晶型防水涂料和防水砂浆，柔性防水主要是：防水卷材、聚氨酯涂料和丙烯酸酯涂料，而抗渗混凝土则属于刚性防水的重要体系，抗渗混凝土是指抗渗等级≧p6级的混凝土，常用的办法是掺用引气型外加剂，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。或者掺入膨胀剂、密实剂，提高混凝土内部结构的密实性，减少混凝土收缩，从而提高其抗渗性。抗渗混凝土相比防水卷材或其他防水材料有以下几个特点：兼有防水和承重两种功能，能节约材料，加快施工速度，材料来源广泛，成本低廉，在结构物造型复杂的情况下，施工简便，防水性能可靠，适用性强；渗漏水时易于检查，便于修补，耐久性好，可改善劳动条件。

现有抗渗混凝土技术，主要是采用在混凝土生产中添加膨胀剂、防水剂和引气剂等材料，使得混凝土可以达到国标p6或p6以上的抗渗等级，其上述材料，可单独添加，也可复合添加，没有统一的材料标准。但是，目前防水施工，即使采用抗渗混凝土施工，但是其他防水体系一样不能少，尤其是防水卷材和防水涂料的施工，这样才能确保整体建筑防水的可靠性。

目前建筑防水领域应用最主流的技术方案是：

1：施工采用抗渗混凝土。

2：在抗渗混凝土的表层采用渗透结晶行防水材料进行涂刷施工，并将混凝土表面找平，材料主体为防水涂料为主，对于粗糙表面还会涉及到砂浆找平。

3：在找平的混凝土表面进行防水卷材的粘贴施工。

4：防水卷材施工完毕后，还需采用防水砂浆对卷材层进行固化及保护，

根据建筑的结构部位不同，采取的防水方式也会有所差异，但整体防水的体系，基本上不会发生变化，总体来说，主要是抗渗混凝土、防水涂料、防水卷材和防水砂浆。

现有技术与存在的问题和缺点主要有以下几个方面：

1、抗渗混凝土基本上是采用膨胀剂的微膨胀效果来对水泥的收缩进行膨胀补偿，这种补偿的精确度实际施工中无法精确控制，其混凝土的抗渗性无法得到保障，或者采用无机铝盐与水泥中的石膏发生钙化反应，生成硫铝酸钙晶体，起到堵塞毛细孔和微膨胀作用，但是无机铝盐中的氯离子会腐蚀钢筋，对结构耐久性存在隐患。

2、渗透结晶是通过载体向混凝土内部进行渗透，将混凝土的毛细孔进行填充，以达到防水的目的。但是，渗透结晶型防水对结构震动、温度变化、湿度变化很敏感，一旦出现破坏性震动或温湿度的变化异常，整体结晶通道会被破坏，而形成新的过水通道，而彻底失去防水功能。

3、卷材施工一旦界面没有处理好，出现颗粒状凸起，对防水卷材来说是致命的，一旦有一个小孔出现了渗漏，整体防水将全部失效。另外，防水卷材因为建筑结构的复杂多样性，不可避免的会出现裁剪和拼接，接缝越多，出现渗漏的几率越大，另外就是耐久性较差，材料会出现老化，发生渗漏。目前，我国北方多地政府已明确禁止使用防水卷材。

4、多步骤防水施工，材料成本和人力成本都会提高，而且，因为每一层防水都有相应的施工要求，时间周期长，施工效率低下。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法，通过特殊的高分子聚合技术及微纳米水分子物理渗透技术，将具有防水、抗渗、抗裂组分的高分子化合材料与聚羧酸高性能减水剂进行复合，使得混凝土减水剂除了本身的减水功能之外，还具备优良的抗渗、抗裂、防水特性，且能使混凝土抗渗等级达到p6以上标准。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法，具体包括以下步骤：

s1、聚羧酸减水剂的制备：首先将称量好的聚羧酸减水剂母液投放到搪瓷反应釜中，然后开启搅拌设备进行搅拌，使得搅拌桨保持60r/min，搅拌1-2h；

s2、原料的混合：开启搅拌后，依次投放相应重量比份的高分子聚合物、葡萄糖酸钠、铝酸钠盐、乳胶粉和纤维素，每种原料投放时间间隔为2-3min，并且持续搅拌；

s3、添加剂的混合：将步骤s2原料全部投放完成后，再持续搅拌10-15min，然后投放消泡剂，5min后再投放引气剂；

s4、成品的制备：引气剂投放完成后，加入制备好的微纳米气泡水，再持续搅拌5-8min，即可停机，产品即可制备完成。

优选的，微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的原料按重量百分比包括：聚羧酸高性能减水剂20-25％、微纳米气泡水70-80％、甲基纤维素醚0.02-0.05％、可再分散性乳胶粉0.2-0.5％、葡萄糖酸钠2-3％、铝酸钠盐0.5-1％、消泡剂0.005-0.01％、引气剂0.03-0.04％和高分子聚合物0.005-0.01％。

优选的，微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的原料按重量百分比包括：聚羧酸高性能减水剂23％、微纳米气泡水75％、甲基纤维素醚0.035％、可再分散性乳胶粉0.3％、葡萄糖酸钠2.5％、铝酸钠盐0.7％、消泡剂0.01％、引气剂0.035％和高分子聚合物0.007％。

优选的，微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的原料按重量百分比包括：聚羧酸高性能减水剂20％、微纳米气泡水70％、甲基纤维素醚0.02％、可再分散性乳胶粉0.2％、葡萄糖酸钠2％、铝酸钠盐0.5％、消泡剂0.005％、引气剂0.03％和高分子聚合物0.005％。

优选的，微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的原料按重量百分比包括：聚羧酸高性能减水剂25％、微纳米气泡水80％、甲基纤维素醚0.05％、可再分散性乳胶粉0.5％、葡萄糖酸钠3％、铝酸钠盐1％、消泡剂0.01％、引气剂0.04％和高分子聚合物0.01％

优选的，所述步骤s1中搅拌减速机减速比是采用23倍的减速比。

优选的，所述步骤s1中聚羧酸减水剂母液的分子量为2400。

优选的，所述步骤s4中微纳米气泡水的气泡直径为100-400um。

(三)有益效果

本发明提供了一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法，具体包括以下步骤：s1、聚羧酸减水剂的搅拌：首先将称量好的聚羧酸减水剂母液投放到搪瓷反应釜中，然后开启搅拌设备进行搅拌，使得搅拌桨保持60r/min，搅拌1-2h，s2、原料的混合：开启搅拌后，依次投放相应重量比份的高分子聚合物、葡萄糖酸钠、铝酸钠盐、乳胶粉和纤维素，每种原料投放时间间隔为2-3min，并且持续搅拌，s3、添加剂的混合：将步骤s2原料全部投放完成后，再持续搅拌10-15min，然后投放消泡剂，5min后再投放引气剂，s4、成品的制备：引气剂投放完成后，加入制备好的微纳米气泡水，再持续搅拌5-8min，即可停机，产品即可制备完成，可实现将传统的建筑防水体系，从多层组合防水体系，变成混凝土结构刚性防水，应用于需要有防水要求的混凝土结构中，使得混凝土结构自身具备完善的刚性防水效果，并使防水耐久性与混凝土同寿命，本发明应用领域非常宽广，可用于房屋、道路、桥梁、隧道、机场、港口和堤坝，所有以混凝土为基础的建筑物都需要，应用前景非常广阔，从组合防水变成了混凝土结构式防水，大幅降低了防水材料成本，因为没有多层防水施工的过程，节省施工时间，大幅提高了施工的工作效率，大幅减少了人工施工环节，降低了人工成本，同时有效避免了人工施工不均衡的隐患，因为是混凝土自防水体系，所以防水的耐久性与建筑同寿命，相比较传统防水因各种因素造成的渗漏，维修成本极其高昂，本技术几乎不需要日常维护，施工不受雨雪等恶劣天气的影响，材料不需要场地堆放，全部通过商混站进行现场加工。

(2)、该微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法，掺量为胶凝材料总量的2.0-2.5％，加强带掺量为3％，可节省防水工程投资成本50％以上，节省工期1-3个月，抗渗等级达p16以上，均满足地下工程防水技术规范的防水抗渗要求；更适于要求抗渗防裂等级高的防水工程，同时具有一定膨胀性，对混凝土收缩起到补偿防裂作用，减水率大于25％，在水胶比较小情况下，可使混凝土出机坍落度达到180mm以上，降低单位用水量，改善保水粘聚性，混凝土在运输过程中不易泌水，不产生离析，可根据施工要求调节凝结时间，夏季气温高、运输距离长大体积混凝土浇筑时的缓凝要求尤为重要，氯离子，碱含量低，氨气的释放量小，属于低碳无害绿色产品，保证了混凝土结构达到设计使用年限的工程耐久性，对大体积混凝土，可降低水化热的温度峰值30％左右，降低了水化热的温度应力，有利于避免和减少温度裂缝。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂组成成份和含量和功效示意图；

图3为本发明微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂应用检测结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

请参阅图1-3，本发明实施例提供三种技术方案：一种微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂的制备方法，具体包括以下实施例：

实施例1

s1、聚羧酸减水剂的制备：首先将称量好的23％聚羧酸减水剂母液投放到搪瓷反应釜中，然后开启搅拌设备进行搅拌，使得搅拌桨保持60r/min，搅拌1.5h，搅拌减速机减速比是采用23倍的减速比，聚羧酸减水剂母液的分子量为2400；

s2、原料的混合：开启搅拌后，依次投放相应重量比份的0.007％高分子聚合物、2.5％葡萄糖酸钠、0.7％铝酸钠盐、0.3％乳胶粉和0.035％纤维素，每种原料投放时间间隔为2.5min，并且持续搅拌；

s3、添加剂的混合：将步骤s2原料全部投放完成后，再持续搅拌13min，然后投放0.01％消泡剂，5min后再投放0.035％引气剂；

s4、成品的制备：引气剂投放完成后，加入制备好的75％微纳米气泡水，微纳米气泡水的气泡直径为250um，再持续搅拌6.5min，即可停机，产品即可制备完成。

实施例2

s1、聚羧酸减水剂的制备：首先将称量好的20％聚羧酸减水剂母液投放到搪瓷反应釜中，然后开启搅拌设备进行搅拌，使得搅拌桨保持60r/min，搅拌1h，搅拌减速机减速比是采用23倍的减速比，聚羧酸减水剂母液的分子量为2400；

s2、原料的混合：开启搅拌后，依次投放相应重量比份的0.005％高分子聚合物、2％葡萄糖酸钠、0.5％铝酸钠盐、0.2％乳胶粉和0.02％纤维素，每种原料投放时间间隔为2min，并且持续搅拌；

s3、添加剂的混合：将步骤s2原料全部投放完成后，再持续搅拌10min，然后投放0.005％消泡剂，5min后再投放0.03％引气剂；

s4、成品的制备：引气剂投放完成后，加入制备好的70％微纳米气泡水，微纳米气泡水的气泡直径为100um，再持续搅拌5min，即可停机，产品即可制备完成。

实施例3

s1、聚羧酸减水剂的制备：首先将称量好的25％聚羧酸减水剂母液投放到搪瓷反应釜中，然后开启搅拌设备进行搅拌，使得搅拌桨保持60r/min，搅拌2h，搅拌减速机减速比是采用23倍的减速比，聚羧酸减水剂母液的分子量为2400；

s2、原料的混合：开启搅拌后，依次投放相应重量比份的0.01％高分子聚合物、3％葡萄糖酸钠、1％铝酸钠盐、0.5％乳胶粉和0.05％纤维素，每种原料投放时间间隔为3min，并且持续搅拌；

s3、添加剂的混合：将步骤s2原料全部投放完成后，再持续搅拌15min，然后投放0.01％消泡剂，5min后再投放0.04％引气剂；

s4、成品的制备：引气剂投放完成后，加入制备好的80％微纳米气泡水，微纳米气泡水的气泡直径为400um，再持续搅拌8min，即可停机，产品即可制备完成。

实施例产品状态

组合物的化学状态：本发明实施例1-3生产的产品化学状态稳定，呈弱酸性，ph值为5-7，无异味，无腐蚀性，不易燃，不易爆。

组合物的物理状态：本发明实施例1-3生产的产品常温下为淡黄棕色液体，有黏稠感，产品在常温常压的正常状态下，液体内部有大量直径在100-400纳米的微纳米气泡存在，且该气泡能够长时间稳定不破裂，该气泡在混凝土的生产过程中，与水泥浆体形成的微缩孔隙，是混凝土刚性抗渗透的最佳大小空隙。不会产生毛细孔。

各组分可选择的范围：本发明实施例1-3生产的产品各组分材料，部分原料可找到合适的原料替代品，专属原料必须严格按照型号、规格进行选择。

各组分的含量范围及对组合物性能的影响：本发明实施例1-3生产的产品各组分的含量，其摩尔比为本产品的技术核心，改变任何组分的含量，均可对产品性能造成很大的影响，甚至让产品作废。本产品各组分含量范围，如图2所示。

应用检测

某建材生产企业分别对本发明实施例1-3生产的三组微纳米孔隙抗渗抗裂混凝土外加剂产品进行安定性、泌水率、凝结时间、抗压强度、渗透高度、吸水率、收缩率、氯离子含量、总碱量、密度和固体含量进行检测，检测结果由图3所示，本发明生产的产品的安定性、泌水率、凝结时间、抗压强度、渗透高度、吸水率、收缩率、氯离子含量、总碱量、密度和固体含量数值均合格。

综上所述

本发明可实现将传统的建筑防水体系，从多层组合防水体系，变成混凝土结构刚性防水，应用于需要有防水要求的混凝土结构中，使得混凝土结构自身具备完善的刚性防水效果，并使防水耐久性与混凝土同寿命，本发明应用领域非常宽广，可用于房屋、道路、桥梁、隧道、机场、港口和堤坝，所有以混凝土为基础的建筑物都需要，应用前景非常广阔，从组合防水变成了混凝土结构式防水，大幅降低了防水材料成本，因为没有多层防水施工的过程，节省施工时间，大幅提高了施工的工作效率，大幅减少了人工施工环节，降低了人工成本，同时有效避免了人工施工不均衡的隐患，因为是混凝土自防水体系，所以防水的耐久性与建筑同寿命，相比较传统防水因各种因素造成的渗漏，维修成本极其高昂，本技术几乎不需要日常维护，施工不受雨雪等恶劣天气的影响，材料不需要场地堆放，全部通过商混站进行现场加工。

同时，本发明掺量为胶凝材料总量的2.0-2.5％，加强带掺量为3％，可节省防水工程投资成本50％以上，节省工期1-3个月，抗渗等级达p16以上，均满足地下工程防水技术规范的防水抗渗要求；更适于要求抗渗防裂等级高的防水工程，同时具有一定膨胀性，对混凝土收缩起到补偿防裂作用，减水率大于25％，在水胶比较小情况下，可使混凝土出机坍落度达到180mm以上，降低单位用水量，改善保水粘聚性，混凝土在运输过程中不易泌水，不产生离析，可根据施工要求调节凝结时间，夏季气温高、运输距离长大体积混凝土浇筑时的缓凝要求尤为重要，氯离子，碱含量低，氨气的释放量小，属于低碳无害绿色产品，保证了混凝土结构达到设计使用年限的工程耐久性，对大体积混凝土，可降低水化热的温度峰值30％左右，降低了水化热的温度应力，有利于避免和减少温度裂缝。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。