一种水泥基防水材料测试装置及制备方法与流程

本发明涉及建筑防水技术领域，具体涉及一种水泥基防水材料测试装置及制备方法。

背景技术：

随着我国城市化建设步伐加快，城市高楼林立，各类建筑墙体和屋顶防水问题越来越突出。目前针对建筑墙体和屋顶防水，主要有各类的有机防水卷材或有机、无机复合的防水材料，其耐久性远低于现有的建筑本身。目前，越来越多的研究者关注到此类问题，并专注于与建筑同寿命的水泥基防水材料的开发。但是针对水泥防水材料的防水性能检测尚无相关标准和检测方案。现有的防水检测标准难以符合新型水泥基防水材料的检测要求，制约了水泥基材料的开发及应用，亟需一种方便快捷且高效的防水检测装置与方法。

如专利号为201820932457x公开了一种水泥基防水材料性能测试装置，包括混凝土结构的试验槽，试验槽的顶部具有进水口，试验槽的横向断面为多边形结构。试验槽的侧壁垂直于底板设置，试验槽的侧壁设置有贯通侧壁的预埋管以形成渗水通道，渗水通道外端用于填充涂抹水泥基防水材料以进行对比试验；设置于试验槽同一侧壁的预埋管的内径相同，并且预埋管沿竖向分层布置、每层布置多根；设置于试验槽不同侧壁的预埋管的内径不同。但是其不能同步观测，不适于长期追踪。

技术实现要素：

本发明提供一种可同步观测、长期追踪、安全可靠的水泥基防水材料测试装置及制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种水泥基防水材料测试装置，包括透明外壳和设置在透明外壳内部，上部开口的缩尺模拟室；缩尺模拟室下方设置有透明可拆卸的封堵板；外壳内底面、封堵板和外壳四周形成观察室，观察室设置有观察窗；

缩尺模拟室包括内层结构和外层结构，内层结构和外层结构均为以纤维织物为骨架，浆体为填料；

外层浆体包括以下各组分：含镁氧化物、含磷无机酸或盐、柠檬酸钠、聚乙烯醇短纤维、10-70目石英砂；各组分添加聚羧酸减水剂、水混合均匀即可得到所需浆体；各组分按重量比为：含镁氧化物∶含磷无机酸或盐∶柠檬酸钠∶聚乙烯醇短纤维∶10-70目石英砂∶水＝1∶0.3～1∶0.03～0.12∶0.01～0.02∶1.3～2∶0.15～0.20；

内层浆体包括以下各组分：石膏、氢氧化钠、矿渣粉、砂、阻根剂、聚羧酸减水剂，各组分添加水混合均匀即可得到所需浆体；各组分按重量比为：石膏∶氢氧化钠∶矿渣粉∶砂∶阻根剂∶聚羧酸减水剂∶水＝1∶0.03～0.10∶2～6∶3～7∶0.002～0.01∶0.02～0.06∶1.0～2.1。

进一步的，所述含镁氧化物为氧化镁、碳酸镁中的一种或两种以任意比例构成的混合物。

进一步的，所述含磷无机酸或盐为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。

进一步的，所述外壳上设置有用于调节缩尺模拟室温度的温度调节器，温度调节器连接温度控制装置。

进一步的，所述观察室内设置有湿度传感器，观察室连接真空处理器；还包括用于测量观察室内真空度的真空压力表；所述温度控制装置、湿度传感器、真空处理器和真空压力表均连接到控制装置。

进一步的，所述外壳外设置有用于调节光线的遮光板。

进一步的，还包括用于固定缩尺模拟室的芯模，芯模上部设置有芯模稳定器；芯模稳定器包括卡扣和配重条。

进一步的，所述纤维织物为聚乙烯醇纤维织物。

一种水泥基防水材料测试装置的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在外壳内，设置透明可拆卸的封堵板；

步骤2：在封堵板上和透明外壳内壁均铺设内层结构和外层结构；

步骤3：内层结构和外层结构硬化后，与外壳粘接牢固，即形成水泥基防水材料测试装置硬化体；

步骤4：将外壳底面拆除，然后拆除封堵板，即可得到所需测试装置。

进一步的，所述内层结构和外层结构，制备方法为涂覆和浸渍中的一种；涂覆为将浆体涂覆到纤维织物上、下表面；浸渍为将纤维织物浸入浆体，充分浸渍后即可得到所需结构。

本发明的有益效果：

(1)本发明中缩尺模拟室包括内层结构和外层结构，外层结构以纤维织物为骨架，以纤维增强磷酸镁水泥基复合材料为填料，该浆体凝结硬化快，具有良好的粘结性能，与壳体及内层结构粘接牢固，不存在脱层或断层现象；

(2)本发明缩尺模拟室内层结构以纤维织物为骨架，以基于阻根型无熟料体系纤维增强复合凝胶材料浆体，该浆体体系具有良好的耐水性；其28天软化系数大于105％，90天软化系数大于110％，同时能用于绿植穿透测试，可用于水性绿植种植，不会发生防水装置的破坏；

(3)本发明浆体硬化后，拆除封堵板，通过观察室便于观察和检测该装置的耐水性；

(4)本发明采用透明材料制备壳体，便于缩尺模拟室渗水漏水情况的观测，同时可实现对水泥基防水工程的同步观测，长期追踪，高效可靠；

(5)本发明装置中缩尺模拟室采用水泥基复合浆体制备，可作为再生粗细骨料回收利用，绿色环保。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为本发明中封堵板结构示意图。

图3为本发明中芯模稳定器结构示意图。

图中：1-温度调节器，2-外壳，3-芯模，4-芯模稳定器，5-缩尺模拟室，6-配重条，7-封堵板，8-观察室，9-真空处理器，10-真空压力表，11-湿度传感器，12-遮光板，13-卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

一种水泥基防水材料测试装置，包括透明外壳2和设置在透明外壳2内部，上部开口的缩尺模拟室5；缩尺模拟室5下方设置有可拆卸的封堵板7；外壳2内底面、封堵板7和外壳2四周形成观察室8，观察室8设置有观察窗；外壳2可以采用透明玻璃、透明塑料或透明树脂板材制备。

缩尺模拟室5包括内层结构和外层结构，内层结构和外层结构均为以纤维织物为骨架，浆体为填料；纤维织物为聚乙烯醇纤维织物。

外层浆体包括以下各组分：含镁氧化物、含磷无机酸或盐、柠檬酸钠、聚乙烯醇短纤维、10-70目石英砂，各组分添加聚羧酸减水剂、水混合均匀即可得到所需浆体；各组分按重量比为：含镁氧化物∶含磷无机酸或盐∶柠檬酸钠∶聚乙烯醇短纤维∶10-70目石英砂∶水＝1∶(0.3～1)∶(0.03～0.12)∶(0.01～0.02)∶(1.3～2)∶(0.15～0.20)；聚羧酸减水剂作为添加剂，根据实际需要进行添加；聚乙烯醇短纤维的平均长度为2～3mm。

内层浆体包括以下各组分：石膏、氢氧化钠、矿渣粉、砂、阻根剂、聚羧酸减水剂，各组分添加水混合均匀即可得到所需浆体；各组分按重量比为：石膏∶氢氧化钠∶矿渣粉∶砂∶阻根剂∶聚羧酸减水剂∶水＝1∶(0.03～0.10)∶(2～6)∶(3～7)∶(0.002～0.01)∶(0.02～0.06)∶(1.0～2.1)。

含镁氧化物为氧化镁、碳酸镁中的一种或两种以任意比例构成的混合物。含磷无机酸或盐为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。外壳2上设置有用于调节缩尺模拟室5温度的温度调节器1。观察室8内设置有湿度传感器11，观察室8连接真空处理器9；还包括用于测量观察室8内真空度的真空压力表10。真空处理器9用于保证观察室8内的压力，使用时，启动真空处理器9抽真空至其剩余压力小于2.5kpa。观察室8高度占整体装置高度的1/4～1/3。

还包括用于固定缩尺模拟室5的芯模3；芯模3上部设置有芯模稳定器4；芯模稳定器4包括卡扣13和配重条6。芯模可依据水泥基材料层的厚度进行选择使用；水泥基材料层(缩尺模拟室)固化后，即可拆除芯模3和芯模稳定器4。使用时，可以在外壳2表面设置遮光板12，调节缩尺光照强度。可以设置控制装置，温度调节器1、湿度传感器11、真空处理器9和真空压力表10均连接控制装置。控制装置可以采集测试过程中的参数，并且对数据进行存储，便于记录和查询。

一种水泥基防水材料测试装置的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在外壳2内，设置透明可拆卸的封堵板7；

步骤2：在封堵板7上和透明外壳2内壁均铺设内层结构和外层结构；

步骤3：内层结构和外层结构硬化后，与外壳2粘接牢固，即形成水泥基防水材料测试装置硬化体；

步骤4：将外壳2底面拆除(为了拆除封堵板7方便，可以将外壳2底面设置为可拆)，然后拆除封堵板7，即可得到所需测试装置。

封堵板7上设置有规则排列的孔，孔内设置有可拆除的封堵柱；将外壳2底面拆除后，可以仅将封堵柱拆除，也可以同时拆除封堵板7，便于观察缩尺模拟室5的防水效果。

内层结构和外层结构，制备方法为涂覆和浸渍中的一种；涂覆为将浆体涂覆到纤维织物上、下表面；浸渍为将纤维织物浸入浆体，充分浸渍后即可得到所需结构。

使用时，将防水检测装置清洁后，置于稳定水平台面；将封堵板7和带孔隔板6扣合，封闭隔板，使其上表面平整。在透明外壳2内底部和内壁均铺设内层结构和外层结构；采用芯模3固定内部结构和外层结构，利用芯模稳定器4固定芯模3位置。待材料终凝后，在观察室8内放置湿度传感器11，可以密封观察室8。

向缩尺模拟室5中注水，或完整屋面种植系统后，浇水测试防水效果；加速测试时，对观察室8抽真空处理。

实施例1

按照以下步骤制备水泥基防水材料测试装置：

步骤1：在外壳2内设置封堵板7；

步骤2：在封堵板7上和透明外壳2内壁均铺设内层结构和外层结构；

内层结构和外层结构均为以聚乙烯醇纤维织物为骨架，浆体为填料。

外层浆体各组分按重量比为：氧化镁∶磷酸二氢铵∶柠檬酸钠∶聚乙烯醇短纤维∶10-70目石英砂∶水＝1：0.3：0.12：0.01∶1.3∶0.15；将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

内层浆体各组分按重量比为：石膏∶氢氧化钠∶矿渣粉∶砂∶阻根剂∶聚羧酸减水剂∶水＝1∶0.03∶2∶3∶0.002∶0.02∶1.0。将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

步骤3：24小时后，缩尺模拟室5硬化后，与外壳2粘接牢固，形成水泥基防水材料测试装置硬化体。

步骤4：拆除封堵板7，形成水泥基防水材料测试装置成品。

内层结构+外层结构厚度为10mm，将观察室8抽真空至2.5kpa，注水测试材料的防水效果。

实施例2

按照以下步骤制备水泥基防水材料测试装置：

步骤1：在外壳2内设置封堵板7；

步骤2：在封堵板7上和透明外壳2内壁均铺设内层结构和外层结构；

内层结构和外层结构均为以聚乙烯醇纤维织物为骨架，浆体为填料。

内层结构和外层结构均为以聚乙烯醇纤维织物为骨架，浆体为填料。

外层浆体各组分按重量比为：混合物(氧化镁和碳酸镁按质量比1∶1)∶磷酸二氢钾∶柠檬酸钠∶聚乙烯醇短纤维∶10-70目石英砂∶水＝1∶1∶0.03：0.02∶2∶0.20；将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

内层浆体各组分按重量比为：石膏∶氢氧化钠∶矿渣粉∶砂∶阻根剂∶聚羧酸减水剂∶水＝1∶0.10∶6∶7∶0.01∶0.06∶2.1。将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

步骤3：24小时后，缩尺模拟室5硬化后，与外壳2粘接牢固，形成水泥基防水材料测试装置硬化体。

步骤4：拆除封堵板7，形成水泥基防水材料测试装置成品。

内层结构+外层结构厚度为7mm，在缩尺模拟室5内铺设蓄水层、过滤层、植被层，在观察室8内放置湿度传感器11，密封观察室8。按照比例浇水，通过观察室8观察不同龄期材料背面是否有漏水渗水现象，判断其防水效果，同时可以观测水泥基材料的耐根穿刺性能。

实施例3

按照以下步骤制备水泥基防水材料测试装置：

步骤1：在外壳2内设置封堵板7；

步骤2：在封堵板7上和透明外壳2内壁均铺设内层结构和外层结构；

内层结构和外层结构均为以聚乙烯醇纤维织物为骨架，浆体为填料。

外层浆体各组分按重量比为：碳酸镁∶磷酸二氢钾∶柠檬酸钠∶聚乙烯醇短纤维∶10-70目石英砂∶水＝1∶0.5∶0.08∶0.015∶1.6∶0.18；将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

内层浆体各组分按重量比为：石膏∶氢氧化钠∶矿渣粉∶砂∶阻根剂∶聚羧酸减水剂∶水＝1∶0.06∶4∶5∶0.008∶0.04∶1.6。将上述组分加适量水充分搅拌均匀，将其摊铺到聚乙烯醇纤维织物上。

步骤3：24小时后，缩尺模拟室5硬化后，与外壳2粘接牢固，形成水泥基防水材料测试装置硬化体。

步骤4：拆除封堵板7，形成水泥基防水材料测试装置成品。

内层结构+外层结构厚度为10mm，注水测试材料的防水效果。

本发明缩尺模拟室包括两层三维纤维织物硬化纤维增强水泥基浆体复合组成，外层结构为在纤维织物中掺加纤维增强磷酸镁水泥基复合材料浆体，该浆体凝结硬化快，具有良好的粘接性能，与外壳体及内层凝胶材料粘接牢固，不存在脱层或断层现象。内层结构为在纤维织物中填充基于阻根型无熟料体系纤维增强复合凝胶材料浆体，该浆体体系具有良好的耐水性。28天软化系数大于105％，90天软化系数大于110％，同时能放置绿植穿透测试装置，可用于水性绿植种植，不会发生防水装置的破坏。采用透明的外壳2底部用封堵板7封堵，待浆体硬化后，拆模封堵板7，便于观察和检测该测试装置的耐水性。外壳2便于缩尺模拟室5渗水漏水情况的观测。解决了传统试验箱适用于卷材测试而不适用于水泥基材料的防水耐根穿刺试验；可实现种植屋面系统的实际工程模拟，可实现同步观测，长期追踪，快捷高效可靠。并且该测试装置可回收利用，作为森林城市的一部分，降低了试验箱的成本。