聚合物防水砂浆及其制备方法、应用与流程

1.本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种聚合物防水砂浆及其制备方法、应用。


背景技术：

2.水泥砂浆具有抗压强度高、稳定性好、施工简单以及成本低廉等的优点，其作为目前应用最为广泛的建筑材料之一，却依然存在一些缺陷，例如抗折强度较低、粘结性能差以及抗裂强度低等，因此在一定程度上限制了水泥砂浆的使用功能和使用范围。
3.传统的砂浆一般都在现场施工拌制，砂浆的抗渗性差，收缩率大，工作性能也不理想，常常会造成粉刷开裂、起壳、渗漏等的建筑质量问题。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于提供一种聚合物防水砂浆，粘结能力强，能够在基材的表面形成坚固的涂层，具有防水抗渗效果好、抗腐蚀能力强以及耐磨、耐候、抗冻性好的特点。
6.本发明的目的之二在于提供一种聚合物防水砂浆的制备方法，工艺简单且高效。
7.本发明的目的之三在于提供一种聚合物防水砂浆的应用，该砂浆的粘结能力强，能够在基材的表面形成坚固的涂层，具有加固保护和防水的效果，而且耐久性好和抗腐蚀能力强，具有突出的应用效果。
8.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
9.第一方面，一种聚合物防水砂浆，包括按质量份数计的以下组分：
10.水泥470～490份、硅灰77～85份、石英砂560～570份、胶粉5.6～8份、纤维素0.44～0.58份、外加剂5.5～8.2份、聚丙烯纤维1～1.8份、水180～190份，以及淀粉酶0.3～0.6份。
11.进一步的，所述水泥包括硅酸盐水泥。
12.进一步的，所述胶粉包括可再分散性乳胶粉。
13.进一步的，所述纤维素包括羟丙基甲基纤维素。
14.进一步的，所述外加剂包括减水剂、消泡剂以及憎水剂中的至少一种；
15.优选地，所述外加剂包括按质量份数计的以下组分：
16.减水剂1～1.2份、消泡剂1.5～3份，以及憎水剂3～4份。
17.进一步的，述减水剂包括聚羧酸高效减水剂；
18.优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂；
19.优选地，所述憎水剂包括有机硅憎水剂。
20.进一步的，所述聚合物防水砂浆包括按质量份数计的以下组分：
21.水泥480份、硅灰82份、石英砂564.8份、胶粉6.6份、纤维素0.56份、减水剂1.12份、聚丙烯纤维1份、消泡剂1.8份、憎水剂3.4份、水186份，以及淀粉酶0.4份。
22.第二方面，一种聚合物防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
23.各组分按比例混合后得到所述聚合物防水砂浆。
24.进一步的，所述制备方法包括以下步骤：
25.石英砂、硅灰以及水泥混合后加水混合，再加入减水剂、消泡剂、憎水剂、胶粉、纤维素以及淀粉酶混合，之后再加入聚丙烯纤维混合，养护，得到所述聚合物防水砂浆。
26.第三方面，一种聚合物防水砂浆在建筑物墙面中的应用。
27.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
28.本发明提供的聚合物防水砂浆，聚丙烯纤维的化学性质非常稳定，能够只改变砂浆的物理结构而改善砂浆的性能，同时聚丙烯纤维本身不会吸收其它物质，同水泥、硅灰、石英砂、外加剂以及掺合料都不会有任何冲突，故聚丙烯纤维与砂浆中的其他材料具有良好的亲和性；而且聚丙烯纤维的抗拉强度高达276mpa，因此可以阻止截断微裂缝的出现和发展，避免细孔的形成，使砂浆基体保持密实而稳定，使砂浆具有卓越的防水性能、出色的韧性以及较强的抗裂和抗冲击能力；此外，淀粉酶能够明显增加砂浆的稠度，提高流动性能，增加砂浆的保水性，延长开放时间；同时，硅灰不仅能够使浆体的孔隙率降低，提高砂浆的密实度，增强砂浆的防水性能，而且也能够改善纤维在砂浆中的分散程度，进而提高砂浆的力学性能。因此，本发明提供的聚合物防水砂浆通过聚丙烯纤维与各物料间的协同配合，较好地综合了有机聚合物材料与无机材料之间的优良特性，有效提高了砂浆的力学性能、防水性能、抗冲击性能、粘结强度以及粘结能力。
29.本发明提供的聚合物防水砂浆，工艺简单且高效。
30.本发明提供的聚合物防水砂浆的应用，该砂浆的粘结能力强，能够在基材的表面形成坚固的涂层，具有加固保护和防水的效果，而且耐久性好和抗腐蚀能力强，具有突出的应用效果。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.根据本发明的第一个方面，提供了一种聚合物防水砂浆，包括按质量份数计的以下组分：
33.水泥470～490份、硅灰77～85份、石英砂560～570份、胶粉5.6～8份、纤维素0.44～0.58份、外加剂5.5～8.2份、聚丙烯纤维1～1.8份、水180～190份，以及淀粉酶0.3～0.6份。
34.在本发明中，水泥典型但非限制性的质量份数例如为470份、475份、480份、485份、490份；硅灰典型但非限制性的质量份数例如为77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份；石英砂典型但非限制性的质量份数例如为560份、562份、564份、566份、568份、570份；胶粉典型但非限制性的质量份数例如为5.6份、6份、7份、8份；纤维素典型但非限制性的质量份数例如为0.44份、0.45份、0.46份、0.47份、0.48份、0.49份、0.50份、0.51份、0.52份、0.53份、0.54份、0.55份、0.56份、0.57份、0.58份；外加剂典型但非限制性的质量份数例如
为5.5份、6.0份、6.5份、7.0份、7.5份、8.0份、8.2份；聚丙烯纤维典型但非限制性的质量份数例如为1.0份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份；水典型但非限制性的质量份数例如为180份、182份、184份、186份、188份、190份；淀粉酶典型但非限制性的质量份数例如为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份。
35.纤维具有加工方便、成本低廉、质优以及耐化学腐蚀等优点，当其作为增强材料掺入水泥砂浆中时，可有效提高砂浆的抗渗、抗弯以及抗裂强度。因此，纤维掺入砂浆中后可以有效提高砂浆的抗裂能力，大大提高砂浆的抗渗防水性能，增强其抗冲击能力，以及增强其抗冻能力。
36.本发明中的聚丙烯纤维是以聚丙烯为原料制造而成的高强聚丙烯单丝纤维，其对酸、碱都具有极强的抵御能力，耐久性好，弹性模量较低，抗拉强度高达276mpa，其化学性质非常稳定，只依靠改变砂浆的物理结构而改善砂浆的性能，而本身不会吸收其它物质，同砂子、水泥、外加剂以及掺合料等都不会有任何冲突，故与砂浆材料有良好的亲和性。
37.本发明的防水砂浆的防水机理是借助物理加筋的作用，依靠大量的微纤维在砂浆中均匀乱向分布，形成一种乱向网，并和水泥基体紧密结合，乱向网在砂浆中形成内架支撑着整个体系，并有效牢固地控制着它，使它难以收缩也难以离析，同时由于聚丙烯纤维的抗拉强度高达276mpa，因此可以阻止截断微裂缝的出现和发展，防止细孔的形成，使砂浆基体保持密实而稳定，使其具有卓越的防水性能、出色的韧性以及较强的抗裂和抗冲击能力。
38.在本发明中，淀粉酶的加入能够明显增加砂浆的稠度，提高流动性能，使施工更顺畅，刮抹更平滑。本发明中加入的适量淀粉酶，可以增加砂浆的保水性，延长开放时间；本发明加入的适量淀粉酶可以提高粘稠度，容易上墙。
39.在本发明中，硅灰在砂浆中的适量掺入能够起到两方面的作用，一方面是硅灰中的活性二氧化硅和胶凝材料的水化产物氢氧化钙反应生成更多的硅酸钙以填充在浆体内部的空隙、微细裂纹和界面过渡区的缝隙中，使浆体的孔隙率降低，提高砂浆的密实度，增强砂浆的防水性能；另一方面是能够改善聚丙烯纤维在砂浆中的分散程度，进而提高砂浆的力学性能。
40.因此，本发明提供的聚合物防水砂浆通过聚丙烯纤维与各物料间的协同配合，较好地综合了有机聚合物材料与无机材料之间的优良特性，有效提高了砂浆的力学性能、防水性能、抗冲击性能、粘结强度以及粘结能力；本发明的聚合物防水砂浆产品符合jc/t 984-2011《聚合物水泥防水砂浆》中力学性能ii类要求。
41.在一种优选的实施方式中，水泥包括但不限于硅酸盐水泥，胶粉包括但不限于可再分散性乳胶粉，纤维素包括但不限于羟丙基甲基纤维素，外加剂包括但不限于减水剂、消泡剂以及憎水剂中的至少一种，更有利于提高防水砂浆中各组分的协同配合效果，保证砂浆的力学性能、防水性能、抗冲击性能、粘结强度以及粘结能力。
42.在一种优选的实施方式中，本发明的外加剂包括按质量份数计的以下组分：
43.减水剂1～1.2份、消泡剂1.5～3份，以及憎水剂3～4份。
44.其中，减水剂典型但非限制性的质量份数例如为1份、1.1份、1.2份，消泡剂典型但非限制性的质量份数例如为1.5份、2份、2.5份、3份，憎水剂典型但非限制性的质量份数例如为3份、3.5份、4份。
45.在一种优选的实施方式中，本发明的减水剂包括但不限于聚羧酸高效减水剂，消
泡剂包括但不限于有机硅消泡剂，憎水剂包括但不限于有机硅憎水剂。
46.本发明中的外加剂组分及其质量份数更有利于保证聚合物防水砂浆的整体性能。
47.在一种优选的实施方式中，本发明的聚合物防水砂浆包括按质量份数计的以下组分：
48.水泥480份、硅灰82份、石英砂564.8份、胶粉6.6份、纤维素0.56份、减水剂1.12份、聚丙烯纤维1份、消泡剂1.8份、憎水剂3.4份、水186份，以及淀粉酶0.4份。
49.本发明提供的聚合物防水砂浆通过以上各组分及其质量份数的协同配合，能够达到以下的技术效果：防水抗渗效果好，能够在混凝土表面上形成坚固的涂层，对混凝土表面起到加固保护和防水的作用；粘结强度高，对混凝土、砂浆、石材、木板、聚苯板、玻璃以及金属等基面粘结能力强，而且具有一定的柔性；抗腐蚀能力强，对钢筋具有保护性能，对已锈蚀的钢筋能够起到修补防护效能，且耐久性好；耐磨、耐候、抗冻性好，同时操作方便省时省工，在中强度气体腐蚀环境下，可替代有机涂料。
50.根据本发明的第二个方面，提供了一种上述任一项所述的聚合物防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
51.各组分按比例混合后得到聚合物防水砂浆。
52.本发明提供的聚合物防水砂浆的制备方法，工艺简单且高效。
53.在一种优选的实施方式中，本发明的聚合物防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
54.石英砂、硅灰以及水泥混合后加水混合，再加入减水剂、消泡剂、憎水剂、胶粉、纤维素以及淀粉酶混合，之后再加入聚丙烯纤维混合，养护，得到聚合物防水砂浆。
55.一种聚合物防水砂浆的典型的制备方法，包括以下步骤：
56.(1)将石英砂、硅灰、水泥混合搅拌均匀，然后加水搅拌，得到混合浆液；
57.(2)然后依次加入减水剂、消泡剂、憎水剂、胶粉、纤维素以及淀粉酶到步骤(1)的混合浆液混合均匀，最后加入聚丙烯纤维搅拌均匀，得到浆体；
58.(3)步骤(2)的浆体搅拌3min后装入试模，养护，脱模，得到聚合物防水砂浆。
59.本发明提供的聚合物防水砂浆的制备方法，工艺简单且高效，得到的聚合物防水砂浆产品的优秀率高。
60.根据本发明的第三个方面，提供了一种上述任一项所述的聚合物防水砂浆在建筑物墙面中的应用。
61.本发明提供的聚合物防水砂浆的应用，该砂浆的粘结能力强，能够在基材的表面形成坚固的涂层，具有加固保护和防水的效果，而且耐久性好和抗腐蚀能力强，具有突出的应用效果。
62.下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
63.实施例1
64.实施例1提供了一种聚合物防水砂浆，各组分及其质量配比如下：
65.66.其中，水泥为硅酸盐水泥，胶粉为可再分散性乳胶粉，纤维素为羟丙基甲基纤维素，减水剂为聚羧酸高效减水剂，消泡剂为有机硅消泡剂，憎水剂为有机硅憎水剂，聚丙烯纤维为6mm长的聚丙烯纤维。
67.实施例2
68.实施例2提供了一种聚合物防水砂浆，各组分及其质量配比如下，其余均与实施例1相同。
[0069][0070]
实施例3
[0071]
实施例3提供了一种聚合物防水砂浆，各组分及其质量配比如下，其余均与实施例1相同。
[0072][0073]
实施例4
[0074]
实施例4提供了一种聚合物防水砂浆，各组分及其质量配比如下，其余均与实施例1相同。
[0075][0076]
实施例5
[0077]
实施例5提供了一种聚合物防水砂浆，各组分及其质量配比如下，其余均与实施例1相同。
[0078][0079]
实施例6
[0080]
本实施例为实施例1-5的聚合物防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0081]
(1)将石英砂、硅灰以及水泥混合搅拌均匀，然后加水搅拌；
[0082]
(2)然后向步骤(1)中依次加入减水剂、消泡剂、憎水剂、胶粉、纤维素以及淀粉酶混合均匀，最后加入聚丙烯纤维搅拌均匀；
[0083]
(3)将步骤(2)得到的浆体搅拌3min即得聚合物防水砂浆
[0084]
对比例1
[0085]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中不含有硅灰，其余均与实施例1相同，得到聚合物防水砂浆，其缺陷在于(与实施例1的防水砂浆相比)：本对比例的防水砂浆的抗压强度、抗折强度以及抗渗性降低了。
[0086]
对比例2
[0087]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中不含有聚丙烯纤维，其余均与实施例1相同，得到聚合物防水砂浆，其缺陷在于(与实施例1的防水砂浆相比)：本对比例的防水砂浆的抗渗性和抗裂性降低了，而且韧性和抗冲击性较低，同时抗冻融破坏能力降低了。
[0088]
对比例3
[0089]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中不含有聚丙烯纤维，以聚乙烯纤维等量替换，其余均与实施例1相同，得到聚合物防水砂浆，其缺陷在于(与实施例1的防水砂浆相比)：本对比例的防水砂浆的耐热性、韧性以及防水性降低了。
[0090]
对比例4
[0091]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中不含有淀粉酶，其余均与实施例1相同，得到聚合物防水砂浆，其缺陷在于(与实施例1的防水砂浆相比)：本对比例的防水砂浆的流动性降低了。
[0092]
试验例
[0093]
实施例1-5的聚合物防水砂浆的性能测试结果见表1，测试方法按照jc/t984-2011《聚合物水泥防水砂浆》，测试结果如表1所示。
[0094]
表1
[0095] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例528d抗压强度(mpa)40.236.937.835.539.828d抗折强度(mpa)13.513.913.711.114.228d粘结强度(mpa)1.51.61.41.51.328d抗渗压力(mpa)2.21.81.92.12.3
[0096]
从表1中可以看出，本发明提供的聚合物防水砂浆具有防水效果佳和强度高的优点。
[0097]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。