一种砂浆防水剂及其制备方法和超疏水砂浆

本发明涉及混凝土材料，尤其涉及一种砂浆防水剂及其制备方法和超疏水砂浆。

背景技术：

1、水泥基材料有许多优异的性能，如可塑性、多孔性、原材料广泛及强度高等优点，广泛应用于建筑工程，包括高速公路、港口、桥梁、住宅等。然而，由于材料表面的亲水和多孔性，外部水携带的腐蚀性离子容易渗透到材料内部，对水泥基材料造成腐蚀破坏。特别是在寒冷的冬天，当水穿透砂浆内部的孔隙，反复在冰和水之间过渡时，孔隙内的压力就会增加，结构就会受到破坏。为了减轻腐蚀性离子对砂浆的损害，必须有效防止渗水。

2、目前，混凝土的防水处理主要有两条途径：在混凝土表面制备保护涂层和提高混凝土材料的整体疏水性。提高混凝土材料的整体疏水性就要用到防水剂，现有技术中所采用的砂浆防水剂有一部分使用了氢氧化钠，虽然氢氧化钠在水泥基材料中可以作为碱性激发剂增强水泥砂浆的抗压强度及防水性能，但并不能从根本上解决渗水以及砂浆的抗腐蚀性差的问题。另外，现有的砂浆防水剂应用在砂浆中还存在砂浆的亲水性高，不能做到有效防水以及自清洁性较差的问题。

3、因此，提供一种能够使砂浆具有优异防水性、良好的抗腐蚀性及自清洁性的砂浆防水剂，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种砂浆防水剂及其制备方法和超疏水砂浆。本发明提供的砂浆防水剂能够使砂浆具有优异防水性、良好的抗腐蚀性及自清洁性。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种砂浆防水剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：有机硅烷45～60份、溶剂45～60份、ph调节剂1～3份、表面活性剂6～8份、水100～120份和二氧化硅50～100份。

4、优选地，所述有机硅烷为烷基氧基硅烷。

5、优选地，所述烷基氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和正十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

6、优选地，所述二氧化硅为亲水疏油型二氧化硅。

7、优选地，所述二氧化硅的粒径为20～50nm。

8、本发明还提供了上述技术方案所述砂浆防水剂的制备方法，包括以下步骤：

9、(a)将ph调节剂和溶剂混合后，再与有机硅烷和表面活性剂混合进行水解反应，得到澄清混合液；

10、(b)将水与二氧化硅混合得到二氧化硅悬浊液；

11、(c)将所述步骤(a)得到的澄清混合液与所述步骤(b)得到的二氧化硅悬浊液混合后进行陈化，得到砂浆防水剂。

12、优选地，所述步骤(a)中水解反应的温度为40～50℃。

13、优选地，所述步骤(c)中陈化的温度为20～35℃，陈化的时间为1.5～2.5h。

14、本发明提供了一种超疏水砂浆，所述超疏水砂浆中的砂浆防水剂为上述技术方案所述的砂浆防水剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的砂浆防水剂。

15、优选地，所述的超疏水砂浆，按质量份数计，包括以下组分：水泥100份、砂100～150份、砂浆防水剂6～8份和水43～47份。

16、本发明提供了一种砂浆防水剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：有机硅烷45～60份、溶剂45～60份、ph调节剂1～3份、表面活性剂6～8份、水100～120份和二氧化硅50～100份。本发明提供的砂浆防水剂通过添加ph调节剂催化有机硅烷水解形成硅醇，水解后形成的硅醇可以通过缩合反应形成硅氧烷链在二氧化硅表面，从而使二氧化硅得到改性，进而提高防水剂的防水效果；通过调整各原料的添加量，并使各原料之间相互配合进一步提高防水剂的防水性能，同时将防水剂应用在砂浆中可以使砂浆具有优异防水性、良好的抗腐蚀性及自清洁性。实施例结果表明，本发明提供的砂浆防水剂应用到砂浆中，固化28天后，超疏水砂浆的接触角为153.8°，腐蚀电位为-0.368v，腐蚀电流密度为3.878×10-6a·cm-2，在超疏水砂浆的一侧均匀地涂上一层污染物，并从水平方向旋转15～20°，然后将滴管中的液体滴于覆盖有污染物的表面，液滴很容易从超疏水砂浆表面滚下来，带走污染物，并留下了明显的滑痕，具有优异防水性、良好的抗腐蚀及自清洁性。

技术特征：

1.一种砂浆防水剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：有机硅烷45～60份、溶剂45～60份、ph调节剂1～3份、表面活性剂6～8份、水100～120份和二氧化硅50～100份。

2.根据权利要求1所述的砂浆防水剂，其特征在于，所述有机硅烷为烷基氧基硅烷。

3.根据权利要求2所述的砂浆防水剂，其特征在于，所述烷基氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和正十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的砂浆防水剂，其特征在于，所述二氧化硅为亲水疏油型二氧化硅。

5.根据权利要求1或4所述的砂浆防水剂，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为20～50nm。

6.权利要求1～5任一项所述砂浆防水剂的制备方法，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中水解反应的温度为40～50℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中陈化的温度为20～35℃，陈化的时间为1.5～2.5h。

9.一种超疏水砂浆，其特征在于，所述超疏水砂浆中的砂浆防水剂为权利要求1～5任一项所述的砂浆防水剂或权利要求6～8任一项所述的制备方法制备得到的砂浆防水剂。

10.根据权利要求9所述的超疏水砂浆，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：水泥100份、砂100～150份、砂浆防水剂6～8份和水43～47份。

技术总结
本发明提供了一种砂浆防水剂及其制备方法和超疏水砂浆，属于混凝土材料技术领域。本发明提供的砂浆防水剂，由包括以下质量份数的原料制备得到：有机硅烷45～60份、溶剂45～60份、pH调节剂1～3份、表面活性剂6～8份、水100～120份和二氧化硅50～100份。本发明提供的砂浆防水剂应用到砂浆中，固化28天后接触角为153.8°，腐蚀电位为‑0.368V，腐蚀电流密度为3.878×10<supgt;‑6</supgt;A·cm<supgt;‑2</supgt;，将滴管中的液体滴于超疏水砂浆的一侧均匀涂覆的一层污染物上，并从水平方向旋转15～20°，液滴很容易从超疏水砂浆表面滚下来，带走污染物，并留下了明显的滑痕，具有优异防水性、良好的抗腐蚀及自清洁性。

技术研发人员：项腾飞,崔琳晶,陈德鹏,吕忠
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25