合金粉末混凝土防水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土外加劑，用于混凝土防水的新型粉狀材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著混凝土材料應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大以及對工程質(zhì)量要求的提高，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題也逐漸顯現(xiàn)出來，近幾十年來，建筑工程因為混凝土耐久性問題引起結(jié)構(gòu)破壞的案例層出不窮、屢見不鮮，根據(jù)2001年的相關(guān)調(diào)查顯示，全國有3000多孔鋼筋混凝土梁發(fā)生了鋼筋銹蝕，有2300多孔預(yù)應(yīng)力混凝土梁發(fā)生堿-骨料反應(yīng)，加固和修補投資約4億元?；炷聊途檬Щ蛘呓Y(jié)構(gòu)破壞問題已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界、工程界、設(shè)計單位以及政府部門的高度重視?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性已經(jīng)成為工程領(lǐng)域十分關(guān)注、亟需解決的一項難題。為此，世界范圍內(nèi)各個國家都在致力于解決此類問題，動作頻繁、不遺余力。
[0003]國務(wù)院辦公廳在2013年發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委住房城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑行動方案的通知》(國辦發(fā)〔2013〕I號)、《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》(國發(fā)【2013】41號)等相關(guān)文件大力發(fā)展綠色環(huán)保、經(jīng)久耐用的建筑材料、淘汰落后產(chǎn)能?？梢钥闯觯滦铜h(huán)保材料的發(fā)展已經(jīng)得到國家政府的大力認可和推廣，研制出技術(shù)領(lǐng)先、綠色環(huán)保、節(jié)能減排的高新技術(shù)混凝土材料迫在眉睫，這無疑是對混凝土特種材料行業(yè)提出了更高的要求，是走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
[0004]正因為緊迫的形勢，對生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)提出了更高的要求和標準，如何進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高科技含量附加值，如何就產(chǎn)品質(zhì)量逐步滿足需要、綠色環(huán)保提上日程、節(jié)能減排落到實處，也成為專業(yè)生產(chǎn)此類材料企業(yè)面臨的一個重要課題。
[0005]目前混凝土 (砂漿)防水應(yīng)用中存在的問題:
混凝土是一種脆性材料，其抗拉強度低(約為抗壓強度的1/10~1/20)、極限拉應(yīng)變小(僅有0.02%~0.03%),當其在凝結(jié)硬化過程中，由于干燥收縮、化學(xué)收縮、碳化收縮等原因引起體積收縮而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過其本身的抗拉強度時，混凝土必然開裂，其結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性遭到破壞。因此，建筑工程的抗?jié)B防水，是建筑物使用功能中的一項重要內(nèi)容。據(jù)資料統(tǒng)計表明，當前我國城市每年因建筑物的滲漏維修費用高達12億元以上。我國于20世紀50年代開發(fā)了級配集料防水混凝土，配制時，為了使粗細骨料級配達到理想的級配曲線要求，要丟棄部分砂石，費時費料，難以在工程中推廣應(yīng)用。60年代提出了富砂漿防水混凝土技術(shù)，采用這種技術(shù)存在水泥用量大，防水混凝土強度較低的缺點，這兩種技術(shù)未能從根本上解決混凝土存在的收縮開裂造成滲漏的問題。近年來，隨著人們對混凝土滲水原因認識的深化，以及混凝土外加劑技術(shù)的進步，開始采用外加劑來配制防水混凝土。防水劑是指降低混凝土的吸水性或在靜水壓力下透水性的外加劑。一般是通過調(diào)整混凝土配合比，抑制或減少孔隙率、改變孔隙特征、增加各種原材料界面間的密實性等方法來實現(xiàn)的。傳統(tǒng)防水劑是由幾十種有機和無機化合物經(jīng)混合、溶解、研磨、分散復(fù)合組成的，各個組分具有不同的功能，在拌制混凝土過程中，加入粉狀、液狀或乳液狀的防水劑后，可使混凝土或砂漿滲水、吸水量減少；防水或憎水作用加強。
[0006]現(xiàn)代混凝土技術(shù)要求防水混凝土具有高抗?jié)B性、高強性、可泵性等綜合性能，因此采用單一的塑化減水組分、憎水組分、膨脹組分或引氣組分是難以滿足工程質(zhì)量要求的。這就有必要研制具有多組分、多功能的高效復(fù)合型新型防水劑。
[0007]目前，國內(nèi)外混凝土防水劑的品種有很多，主要是以防水劑中起主要作用的組分進行分類，具體的主要有以下幾種類型:引氣型防水劑、減水型防水劑、三乙醇胺密實性防水劑、微膨脹型防水劑、氯化鐵類防水劑、滲透結(jié)晶型防水劑、有機硅憎水型防水劑、聚合物乳液型防水劑、復(fù)合型防水劑等。不同類型的防水劑其作用機理以及作用效果差別很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種合金粉末混凝土防水劑，其主要是利用石英砂、鋁鎂合金等組分通過一定的生產(chǎn)工藝制成憎水材料，利用其減水、吸附、擴散、引氣作用改變了混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)分布，顯著減少孔隙率，使混凝土產(chǎn)生封閉的氣泡，從而降低泌水率，同時填充混凝土內(nèi)部的孔隙，可使混凝土后期抗?jié)B性能大大增強。同時本產(chǎn)品還摻加其他組分，各種組分復(fù)合在一起相互促進，彼此滲透，通過最佳組合，達到提高混凝土的抗?jié)B性以改善混凝土的泌水性、抗裂性、抗?jié)B性等耐久性效果。同時，該實發(fā)明無毒、無味、綠色環(huán)保，高度契合國家推廣新型環(huán)保建筑材料的方針政策。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案:一種合金粉末混凝土防水劑，其特征在于，由按質(zhì)量百分比計，79%-94%氧化鋁合金化合物、5%-20%氧化鎂合金化合物、0.2%?0.4%苯甲酸鹽類、0.2%?0.4%乙醇胺類、O?0.1%烷基磺酸鈉、0.1%?0.2%納米二氧化硅制備而成。
[0010]作為優(yōu)選，其中苯甲酸鹽類、乙醇胺類、烷基磺酸鈉、納米二氧化硅混合作為特種添加劑，占總質(zhì)量的1%。
[0011]其按下述方法制備:
首先將0.2%?0.4%苯甲酸鹽類、0.2%?0.4%乙醇胺類、O?0.1%烷基磺酸鈉、0.1%?0.2%納米二氧化硅放入混合容器在55?60°C水浴混合充分攪拌，冷卻至常溫后烘干而制成特種添加劑；將79%-94%氧化鋁合金化合物、5%-20%氧化鎂合金化合物采用物理氣相沉積技術(shù)置于真空條件下，使用磁控濺射鍍膜儀，利用荷能粒子轟擊材料表面，使其原子獲得足夠的能量而濺出進入氣相，將其表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，隨后將這種混合氣態(tài)化合物在低壓下進行沉積將其制成憎水薄片，然后將其與1%特種添加劑混合。
[0012]本發(fā)明的有益效果包括:
1、降低和減少混凝土拌合物離析、泌水，改善材料堆積效果，發(fā)揮粒子表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，迅速增加納米粒子的表面積和表面能，合金粉材料本身為疏水性憎水材料，微觀表面易形成針尖聚合物基團層，形成不全部吻合的磨面層，其尺寸大小介于納米范圍內(nèi)，形成納米數(shù)量級表面粗糙結(jié)構(gòu)，大大降低憎水性基面的界面能，當水珠與材料形成幾乎為點接觸的時候，界面能降到最低，相對應(yīng)的接觸角就會變大，疏水性變好，表明材料的憎水性好。
[0013]2、促進混凝土粗細骨料間的咬合、鏈接、擴大微觀結(jié)構(gòu)接觸面積，加快水泥水化速度和提高水泥水化程度，合金粉使混凝土中水不能形成通路，使混凝土拌合物中自由水變的細小、分散，較大程度的改善混凝土毛細孔的數(shù)量和特征，減少混凝土滲水通道。
[0014]3、呈現(xiàn)薄片狀態(tài)的防水合金粉在很大程度上能夠阻斷、堵塞混凝土內(nèi)部微裂紋、毛細微孔隙，同時充分發(fā)揮層層疊加薄片的憎水作用，增大混凝土內(nèi)部表面張力，為混凝土中水泥水化提供足