本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)以及公路橋梁工程，涉及混凝土防腐用防水劑，特別涉及一種內(nèi)滲-外防復合型防水劑及其制備方法與應用。

背景技術：

1、混凝土在現(xiàn)代化建設中扮演著重要角色，在民生工程涉及的各項基礎設施建設都能發(fā)現(xiàn)混凝土的身影。然而，普通混凝土是一種多孔復合材料，其孔隙率一般在10%~20%之間，由于水壓或者長期滲透的作用，水分子會帶著氯離子、硫酸根離子等侵蝕性物質(zhì)進入混凝土的內(nèi)部孔隙中，長此以往，混凝土內(nèi)部蔓延形成持續(xù)貫穿的腐蝕通道，最終導致混凝土在生命周期中產(chǎn)生裂縫、剝落或者腐蝕的現(xiàn)象。因此，對復雜環(huán)境下的混凝土進行防水處理，減少混凝土與外界環(huán)境物質(zhì)交換途徑對于提升混凝土耐久型至關重要。

2、目前常見的混凝土防腐措施是在其表面涂刷防腐涂料，涂料以高分子材料和有機硅為主。高分子材料在混凝土表面固化形成致密的防護膜，完全隔絕混凝土與外界環(huán)境的物質(zhì)交換。有機硅材料是在混凝土表面形成憎水分子層，降低水分子滲透概率，但混凝土仍具有透氣性。這些防腐措施存在的問題是沒有解決混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實性問題。

3、綜上所述，對于混凝土的防腐，不僅要在混凝土表面進行防護，阻止環(huán)境物質(zhì)的腐蝕和入侵，也要從內(nèi)部依托混凝土自身材料性質(zhì)增強其抗?jié)B性能，解決混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)問題，將水分子納入增強混凝土致密性的體系中，形成水分滲入-活性物質(zhì)結(jié)晶-封閉通道-抗?jié)B增強的自修復循環(huán)機制。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種內(nèi)滲-外防復合型防水劑及其制備方法與應用，采用雙管齊下的策略，不僅對混凝土表面進行高分子材料涂附，更依托混凝土材料性質(zhì)實現(xiàn)可循環(huán)修復的自結(jié)構(gòu)防腐，有效提升了混凝土抗?jié)B性、長效防水性，延長混凝土在惡劣環(huán)境下的生命周期。

2、本發(fā)明解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

3、一種內(nèi)滲-外防復合型防水劑，包括固化體系和抗?jié)B體系，

4、所述固化體系由改性環(huán)氧樹脂和固化劑組成，所述固化劑的組成及其重量百分比為：

5、異氰酸酯?30%~50%

6、聚醚二元醇?10%~30%

7、三羥甲基丙烷?5%~10%

8、二月硅酸二丁基錫?0.1%~1%

9、溶劑?25%~35%

10、所述改性環(huán)氧樹脂的組成及其重量百分比為：

11、雙酚a型環(huán)氧樹脂?60%~70%

12、二乙醇胺?10%~15%

13、溶劑?15%~25%；

14、所述抗?jié)B體系的組成及其質(zhì)量百分比為：

15、去離子水?40%~58%

16、結(jié)晶組分?35%~50%

17、促進結(jié)晶組分?1%~6%

18、金屬離子絡合劑?0.2%~2.6%

19、消泡劑?0.05%~1%

20、抗凍劑?0.05%~1%

21、分散劑?0.02%~0.08%

22、潤濕劑?1%~3%。

23、而且，所述固化劑中的溶劑為二甲苯和丁酮，所述改性環(huán)氧樹脂中的溶劑為丙酮。

24、而且，所述結(jié)晶組分為粒徑小于20nm的納米二氧化硅或模數(shù)為3~3.6的硅酸鈉中的一種或多種；所述促進結(jié)晶組分由三乙醇胺與三異丙醇胺按照1：3比例混合而成；所述金屬離子絡合劑由檸檬酸與乙二胺四乙酸二鈉按照1：1比例混合而成；所述消泡劑為異丙醇；所述抗凍劑為乙二醇；所述分散劑為十二烷基乙氧基磺基甜菜堿、全氟辛基磺酸四乙基胺中的一種或多種；所述潤濕劑為聚乙二醇。

25、一種內(nèi)滲-外防復合型防水劑制備方法，制備所述內(nèi)滲-外防復合型防水劑；

26、所述固化劑的制備過程為：采用二甲苯溶解異氰酸酯和聚醚二元醇，采用丁酮溶解三羥甲基丙烷，按照異氰酸酯、聚醚二元醇、三羥甲基丙烷的順序投料，并開始第一步反應第一步反應30?min后進行催化劑投料，催化劑為二月硅酸二丁基錫，投料量為催化劑總添加量的40%，開始進行第二步反應；第二步反應30?min后繼續(xù)進行催化劑投料，投料量為催化劑總添加量的60%，開始進行第三步反應；第三步反應30?min后將體系溫度提升至80℃，保溫反應3h后出料，制得固化劑；

27、所述改性環(huán)氧樹脂的制備過程為：在70?℃的條件下，采用丙酮溶解雙酚a型環(huán)氧樹脂，20?min后逐滴加入二乙醇胺-丙酮溶液，反應4h后冷卻出料，制得改性環(huán)氧樹脂；

28、所述抗?jié)B體系的制備過程為：先將所用組分按照比例進行稱量；先將去離子水、結(jié)晶組分、分散劑和消泡劑投入反應釜，保持反應釜的溫度為55℃，攪拌速度維持在400?r/min~600?r/min，攪拌20?min后停止攪拌冷卻至室溫；室溫靜置2h~3h后繼續(xù)向反應釜投料，投料順序為金屬離子絡合劑、抗凍劑、潤濕劑、促結(jié)晶組分，投料間隔為2?min~3?min，攪拌速度為200?r/min~300?r/min，投料完畢后攪拌20?min即可出料，制得抗?jié)B體系。

29、一種所述內(nèi)滲-外防復合型防水劑在混凝土防腐中的應用，首先對混凝土表面進行高壓噴水，除去附著的污染物；等待1d后開始進行滲透體系的噴涂，噴涂量在0.3?kg/cm3；養(yǎng)生2d~7d后，混凝土表面干燥即可開始涂刷固化體系，在涂刷前將改性環(huán)氧樹脂和固化劑按照質(zhì)量比1：3進行配置，攪拌均勻后可進行涂刷，涂刷量為涂附厚度為0.2?mm~0.5mm，涂刷完畢后養(yǎng)生1d~2d實現(xiàn)內(nèi)滲-外防式混凝土防腐。

30、本發(fā)明所能產(chǎn)生的積極效果是：

31、1、本發(fā)明固化體系中的固化劑經(jīng)由異氰酸酯、全氟聚醚二元醇和三羥甲基丙烷合成，賦予了固化后涂膜超疏水、高強度、耐水解和高回彈性、低溫性能好的特性；改性環(huán)氧樹脂由雙酚a環(huán)氧樹脂和二乙醇胺合成，在環(huán)氧樹脂分子鏈上引入仲胺基團和更多的羥基基團，賦予了環(huán)氧樹脂能與固化劑在室溫下快速固化以及與混凝土基材粘附力強的特性。

32、2、本發(fā)明抗?jié)B體系由結(jié)晶組分、促進結(jié)晶組分、金屬離子絡合劑、消泡劑、抗凍劑、分散劑、潤濕劑組成，其中結(jié)晶組分起到封閉毛細孔、增強混凝土致密性的作用；促進結(jié)晶組分起到促進結(jié)晶組分與水分和混凝土組分生成硅酸鈣凝膠的作用；金屬離子絡合劑起到延緩結(jié)晶反應以及將金屬離子從高濃度去遷移到低濃度區(qū)的作用；消泡劑起到提產(chǎn)品在制備過程中的流動性和穩(wěn)定性的作用；抗凍劑起到在嚴寒環(huán)境情況下材料任能正常儲存、運輸以及使用的作用；分散劑起到將結(jié)晶組分在體系中穩(wěn)定分散、保持納米尺寸的作用；潤濕劑起到降低材料對混凝土表面張力、增強材料在混凝土內(nèi)部滲透能力的作用。

33、3、本發(fā)明的防水劑噴涂于混凝土之后，混凝土具備循環(huán)自修復的能力，無論從混凝土內(nèi)部蒸發(fā)的水分還是外部滲透的水分，均能作為反應物參與結(jié)晶物沿著孔洞或者毛細孔內(nèi)壁向中心生長的過程，該過程不僅消耗了水分，更增強了混凝土的致密性和抗?jié)B性。并且結(jié)晶物與混凝土成分相當，不會出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，也實現(xiàn)了混凝土的自結(jié)構(gòu)防腐。

34、4、本發(fā)明采用了內(nèi)滲-外防的技術，不僅采用化學手段，將入侵混凝土內(nèi)部的水分轉(zhuǎn)換成增強混凝土性能的重要組分，解決了由于混凝土內(nèi)部水分無法逃逸而產(chǎn)生的開裂或者腐蝕的問題；更結(jié)合了物理手段，在混凝土表面涂刷一層超疏水、高強度、耐水解和高回彈性、低溫性能好的高分子材料，進一步封鎖了環(huán)境中腐蝕物質(zhì)向混凝土內(nèi)部滲透的途徑。雙管齊下的對混凝土結(jié)構(gòu)實施了全面防腐，有效延長了混凝土的生命周期。