一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料及其制备方法与流程

本发明属于防腐材料领域，具体涉及一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料及其制备方法。

技术背景

一直以来，混凝土结构作为土木工程结构设计中最常用的结构形式之一，其应用非常广泛。具国内外资料表明，混凝土结构如果被腐蚀会直接危害到建筑结构的安全和寿命。混凝土结构腐蚀将会带来巨大的经济损失，因此，研究混凝土结构防腐问题已成为当今世界关注的重要问题。混凝土主要受到水、酸、碱、盐等因素的腐蚀，这些腐蚀源都是以水溶液的形式存在，渗入到混凝土内部，逐渐腐蚀混凝土。混凝土结构的特点是，一是材料本身是多孔结构，混凝土结构在服役过程中常常由于环境介质侵蚀而发生破坏；二是在使用过程中会出现微裂缝。一般涂料在混凝土上使用，当有水汽存在时，对混凝土致密的保护涂层产生比较大的气压，可能导致涂层鼓包等破坏，导致防腐涂层失效，进而涂层失去对混凝土的保护作用。因此，人们为了防止混凝土的腐蚀，常常使用两种方法进行防护：一种是提高混凝土的化学稳定性，通过加入活性硅质混合材料或减少水泥熟料中的3cao·al2o3的含量，从混凝土的内部进行改善，以提高混凝土防腐蚀能力；另一种方法是在混凝土表面涂敷防水防腐涂料，以提高混凝土对各种腐蚀介质的综合抵抗能力。其中混凝土表面涂敷防腐涂料措施具有经济、有效、施工便捷的优点，是目前得到广泛应用的混凝土结构防腐措施。

混凝土表面防腐涂料的种类很多，适用于不同的环境状况，包括环氧涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸酯涂料、氯化橡胶涂料、有机硅烷涂料、聚脲涂料等防腐性能较好的涂料。但恶劣的环境下涂层容易遭到破坏。而聚合物防水涂料能有效阻碍水及其他物质进入混凝土内部，避免钢筋与水的接触，但是在长期接触水的环境中，仍然存在着耐水性差、耐老化性能不强的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料及其制备方法。本发明提供了一种制备简单、原料易得、成本低、对加工工艺及操作环境要求较低、力学性能稳定、环保、附着力强、柔性好、防水、防腐蚀、抗裂、抗共振性效果好，有自洁功能的材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料，由包括以下的重量份原料制成：离子水10.0-12.0份、聚丙烯酰胺5.1-8.6份、三（羟甲基）硝基甲烷20.2-25.8份、消泡剂4.4-7.8份、天然棉花纤维9.7-12.6份，防冻剂17-22份、石粉33.8-42.5份、硅丙18.9-22.1份、丙烯酸5.5-11.8份、ba-510ts柔性乳液7.6-9.4份、防水剂2.0-3.0份、磷酸二氢铵3-5份、氧化镁粉5-7份、硼砂1-2份。

进一步地，所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂。

进一步地，所述防冻剂为亚硝酸钠。

进一步地，所述防水剂为有机硅防水剂，主要成分为甲基硅酸钠、乙基硅酸钠和ms树脂膜。

所述一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料的制备方法为：

（1）依次将为5.1-8.6份聚丙烯酰胺、20.2-25.8份三（羟甲基）硝基甲烷、17-22份亚硝酸钠、磷酸二氢铵3-5份、氧化镁粉5-7份、硼砂1-2份加入到搅拌机的搅拌筒内，用jj-5型号的水泥胶砂搅拌机以低速（自转140±5r/min，公转62±5r/min）搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。

（2）把10.0-12.0份的离子水加入搅拌筒内，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。

（3）依次将4.4-7.8份改性聚硅氧烷消泡剂、9.7-12.6份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。

（4）依次将33.8-42.5份石粉、18.9-22.1份硅丙、5.5-11.8份丙烯酸和7.6-9.4份ba-510ts柔性乳液加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟，

（5）最后加入2.0-3.0份的防水剂，搅拌5～10分钟制成拌合物。

与现有技术比，本发明的有益效果如下。

本发明兼具防水、防腐蚀这两种特性，综合效果好、生产效益高，高聚物的加入既提高了材料的密实度和强度，其抗渗、耐腐蚀及耐磨性能也有相应的提高，喷涂在混凝土表面后与面层材料粘结良好，具有较好的保护效果。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料，由包括以下的重量份原料制成：离子水10.0-12.0份、聚丙烯酰胺5.1-8.6份、三（羟甲基）硝基甲烷20.2-25.8份、消泡剂4.4-7.8份、天然棉花纤维9.7-12.6份，防冻剂17-22份、石粉33.8-42.5份、硅丙18.9-22.1份、丙烯酸5.5-11.8份、ba-510ts柔性乳液7.6-9.4份、防水剂2.0-3.0份、磷酸二氢铵3-5份、氧化镁粉5-7份、硼砂1-2份。

进一步地，所述消泡剂为新型改性聚硅氧烷消泡剂。

进一步地，所述防冻剂为亚硝酸钠。

进一步地，所述防水剂为有机硅防水剂，主要成分为甲基硅酸钠、乙基硅酸钠和ms树脂膜。

所述一种混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料的制备方法为：

（1）依次将为5.1-8.6份聚丙烯酰胺、20.2-25.8份三（羟甲基）硝基甲烷、17-22份亚硝酸钠、磷酸二氢铵3-5份、氧化镁粉5-7份、硼砂1-2份加入到搅拌机的搅拌筒内，用jj-5型号的水泥胶砂搅拌机以低速（自转140±5r/min，公转62±5r/min）搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。

（2）把10.0-12.0份的离子水加入搅拌筒内，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。

（3）依次将4.4-7.8份改性聚硅氧烷消泡剂、9.7-12.6份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。

（4）依次将33.8-42.5份石粉、18.9-22.1份硅丙、5.5-11.8份丙烯酸和7.6-9.4份ba-510ts柔性乳液加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。

（5）最后加入2.0-3.0份的防水剂，搅拌5～10分钟制成拌合物。

实施例1。

依次将5.1份聚丙烯酰胺、23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。将11.0份离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。依次将5.2份消泡剂、9.7份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。依次将42.5份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸、8.8份ba-510ts柔性乳液持续匀速搅拌5～10分钟。最后加入2.5份防水剂。粘结强度2.8mpa，有效保水率90%，干燥时间3.2h。

实施例2。

依次将7.2份聚丙烯酰胺、23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。将11.0份离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。依次将5.2份消泡剂、11.1份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。依次将37.3份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸、8.8份ba-510ts柔性乳液续匀速搅拌5～10分钟。最后加入2.5份防水剂。粘结强度3mpa，有效保水率86%，干燥时间3h。

实施例3。

依次将8.6份聚丙烯酰胺、23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。将11.0份离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。依次将5.2份消泡剂、12.6份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。依次将33.8份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸、8.8份ba-510ts柔性乳液续匀速搅拌5～10分钟。最后加入2.5份防水剂。粘结强度2.7mpa，有效保水率88%，干燥时间3.3h。

对比例1。

依次将23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。接下来将11.0份的离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。再依次将5.2份改性聚硅氧烷消泡剂、11.1份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。之后依次将37.3份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸和8.8份ba-510ts柔性乳液，持续匀速搅拌5～10分钟，最后加入2.5份的防水剂，搅拌5～10分钟制成拌合物。

对比例2。

依次将聚丙烯酰胺7.2份、23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。接下来将11.0份的离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。再依次将5.2份改性聚硅氧烷消泡剂、11.1份天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。之后依次将37.3份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸，持续匀速搅拌5～10分钟，最后加入2.5份的防水剂，搅拌5～10分钟制成拌合物。

对比例3。

依次将23.2份三（羟甲基）硝基甲烷、18份亚硝酸钠、磷酸二氢铵5份、氧化镁粉7份、硼砂2份加入到搅拌机的搅拌筒内，以匀速搅拌5～10分钟，直至这三种基材搅拌均匀为止。接下来将11.0份的离子水加入搅拌筒内，加入要缓慢，待水全部加入之后持续搅拌5～10分钟。再依次将5.2份改性聚硅氧烷消泡剂、11.1天然棉花纤维加入搅拌筒，持续匀速搅拌5～10分钟。之后依次将37.3份石粉、19.4份硅丙、7.4份丙烯酸，持续匀速搅拌5～10分钟，最后加入2.5份的防水剂，搅拌5～10分钟制成拌合物。

对比例4。

以硅烷浸渍剂为例，硅烷浸渍剂可以与混凝土直接发生化学反应形成稳定硅树脂层，进一步填充表层混凝土中的空隙，使得混凝土表层具有憎水性和良好的密实度，降低氯离子吸收量，可以有效的防止混凝土的腐蚀破坏。但是同时也会将混凝土表面的孔隙全部密封，阻止了混凝土内部水分的挥发，很难达到最佳的防护效果。施工工艺较为复杂，为保证相溶性并达到理想的防水效果，对基层要求较高，基层表面应干燥才能达到最佳渗透效果，24小时后喷水养生7天以上，混凝土表面的温度需要达到5~45℃之间。

表1实施例和对比例制备的成品性能检测结果。

通过查询中华人民共和国交通行业标准《公路工程混凝土养护剂》jt/t522-2004技术指标要求，标准状态下粘结强度＞0.6mpa，有效保水率≥75%，干燥时间≤4h，实施例明显优于对比例。在对比例4中，硅烷浸渍剂操作较为复杂，还需喷水养护，周期较长，使用本发明专利中的混凝土专用防水防腐高聚物喷装材料，在3小时左右干燥后即可投入使用。