一种高抗压强度防水砂浆及其制备方法与流程

2021-01-31 02:01:59|

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本发明涉及一种高抗压强度防水砂浆及其制备方法，属于建筑材料制备
技术领域：
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背景技术：
：随着社会发展，新的建筑材料及建造技术不断出现，如加气混凝土，框架结构等，但是这些材料使用过程中出现了一定问题，特别对于国内南方市场。加气混凝土吸水率高，南方建筑结构中经常出现因加气混凝土吸水率高而导致的内墙发霉现象。因此，对于多雨的地域需要对建筑外墙进行防水处理，根据不同饰面材料选择不同防水材料，其中聚合物水泥防水砂浆作为刚性防水材料具有较高性价比。目前，聚合物水泥防水砂浆施工厚度为3～5mm，为了达到很好的防水效果，则需要添加高分子聚合物在5％以上，该材料因聚合物含量高，特别聚合物参量为10％，导致氧指数低，直接就可以点燃。因此，需要工地特别加强施工管理，尽量避免火灾发生。同时，国内高层建筑较多，工人紧缺，传统聚合物水泥防水砂浆堆积密度高，造成劳动强度高，建筑负载重。目前，建筑外墙保温作为节能的有效措施，得到空前的发展。建筑外墙外保温系统用胶粘剂属于干混砂浆中的特种砂浆，要求其粘接强度高、抗裂性好、抹面无裂纹、无空鼓脱落、防水性能好，随着建筑外墙外保温系统的推广，性能更优异的外墙外保温干混砂浆具有很大的市场潜力。传统外墙外保温干混砂浆的缺点是：由于传统外墙外保温干混砂浆一般都是施工现场拌制，计量不准确，搅拌不均匀，难免造成资源浪费和环境污染；抹面胶浆属于干混砂浆中的特种砂浆，当砂浆抗渗性差、收缩率大、防水性能不好时，是墙体开裂、起壳、剥落、渗漏等建筑质量问题发生的薄弱环节。改进后的，砂浆一般都添加纤维素和胶粉配合使用来降低毛细孔吸水性，增加抗折强度，但是作为墙面的砂浆还需要有抗滑移性能，以保证表面贴砖使用，因此，申请人针对砂浆的抗滑移性能进行研究。制作砂浆防水层（又称刚性防水）所采用的砂浆称作防水砂浆。防水砂浆又叫阳离子氯丁胶乳防水防腐材料。阳离子氯丁胶乳是一种高聚物分子改性基高分子防水防腐系统。由引入进口环氧树脂改性胶乳加入国内氯丁橡胶乳液及聚丙烯酸酯，合成橡胶，各种乳化剂，改性胶乳等所组成的高聚物胶乳。加入基料和适量化学助剂和填充料，经塑炼，混炼，压延等工序加入而成的高分子防水防腐材料。选用进口材料和国内优质辅料，按照国家行业标准最高等级批示生产的优质产品，国家小康住宅建设推荐产品。寿命长，施工方便，长期浸泡在水里寿命在50年以上。具有良好的耐候性，耐久性，抗渗性，密实性和极高的粘接力以及极强的防水防腐效果。可耐纯碱生产介质，尿素，硝铵，海水盐酸及酸碱性盐腐蚀。它与砂普通水泥和特种水泥配制成水泥砂浆，通过调和水泥砂浆浇铸或喷涂，手工涂抹的方法在混凝土及表面形成坚固的防水防腐砂浆层，属刚韧性防水防腐材料。与水泥，砂子混合可使灰浆改性，可用于建筑墙壁及地面的处理及地下工程防水层。随着建筑科技的进步与发展，防水砂浆已在国内得到了快速的发展。目前用作防水工程的防水层的防水砂浆有三种：掺防水剂的防水砂浆；刚性多层抹面的水泥砂浆；聚合物水泥防水砂浆。虽然取得了一定的效果，但是由于这些砂浆中往往掺入了聚合物，因此在长期的低温条件下使用后，会出现老化、防水性能不好的问题。目前防水砂浆存在：抗渗透性能不佳、抗压强度一般、耐久性一般和粘性差等问题。因此，发明一种优良的防水砂浆对建材制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前的建筑砂浆防水性能差，抗压强度较低的缺陷，提供了一种高抗压强度防水砂浆及其制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高抗压强度防水砂浆，包括：普通硅酸盐水泥、自制抗压填料、自制防水浆料、硅酸钠、聚二甲基硅氧烷和水。一种高抗压强度防水砂浆，按重量份数计包括：50～60份普通硅酸盐水泥、20～30份自制抗压填料、10～20份自制防水浆料、10～12份硅酸钠、2～5份聚二甲基硅氧烷和30～40份水。一种高抗压强度防水砂浆，其特征在于：所述自制抗压填料是由水滑石、硅灰石、高岭石、柠檬酸溶液、硫氰化钾、硝酸铁、硝酸铜、硝酸镍、多巴胺和去离子水以及硼氢化钾制成。一种高抗压强度防水砂浆，所述自制防水浆料是由葛根、去离子水、乙醇、苯酚和氨水制成。一种高抗压强度防水砂浆的制备方法，具体制备步骤为：（1）自制抗压填料的制备；（2）自制防水浆料的制备；（3）高抗压强度防水砂浆的制备。一种高抗压强度防水砂浆的制备方法，具体制备步骤为：（1）自制抗压填料的制备：将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和柠檬酸溶液浸渍后取出，干燥得到预处理粉碎物；将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温，保温烧结处理，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；称取上述预改性粉碎物、硝酸铁、硝酸铜、硝酸镍、多巴胺和去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应，反应结束后过滤分离得到滤渣；将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液混合后放入反应釜中，搅拌反应后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；（2）自制防水浆料的制备：称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水混合后放入高温高压反应釜中，高温高压反应，得到反应产物；将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入氨水，搅拌反应后得到自制防水浆料；（3）高抗压强度防水砂浆的制备：称取普通硅酸盐水泥、自制抗压填料、自制防水浆料、硅酸钠、聚二甲基硅氧烷和水，依次装入混料机中，搅拌混合反应后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。一种高抗压强度防水砂浆的制备方法，具体制备步骤为：（1）自制抗压填料的制备：按质量比为3:2:3将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎30～40min得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和浓度为1mol/l的柠檬酸溶液浸渍15～20min后取出，干燥得到预处理粉碎物；将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾按质量比为10:1混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温至650～680℃，保温烧结处理3～5h，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；按重量份数计，称取5～6份上述预改性粉碎物、1～2份硝酸铁、1～2份硝酸铜、1～2份硝酸镍、0.1～0.2份多巴胺和50～60份去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应1～2h，反应结束后过滤分离得到滤渣；将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液按质量比为1:10混合后放入反应釜中，搅拌反应1～2h后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；（2）自制防水浆料的制备：称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水按质量比为1:8混合后放入高温高压反应釜中，在温度为160～180℃，压力为1.0～1.2mpa的条件下高温高压反应10～12h，得到反应产物；将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为40:48:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量6～8%的质量分数为20%的氨水，加热升温至85～95℃，搅拌反应4～5h后得到自制防水浆料；（3）高抗压强度防水砂浆的制备：按重量份数计，称取50～60份普通硅酸盐水泥、20～30份备用的自制抗压填料、10～20份自制防水浆料、10～12份硅酸钠、2～5份聚二甲基硅氧烷和30～40份水，依次装入混料机中，在160～170℃下搅拌混合反应3～5min后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先以硅酸盐矿物为原料，粉碎后经柠檬酸浸渍酸蚀，提高粉碎物的表面粗糙度，接着将其和硫氰化钾混合煅烧后与多巴胺以及金属盐混合浸渍，浸渍后用硼氢化钾溶液浸泡还原得到金属复合后的自制抗压填料，接着本发明以富含淀粉和纤维素的葛根为原料，将其粉碎后高温高压蒸煮，并和苯酚反应制备得到自制防水浆料，最后将自制防水浆料和自制抗压填料以及硅酸盐水泥、有机硅氧烷和其他辅料共混反应，最终制得高抗压强度防水砂浆，本发明通过多巴胺在水中氧化自聚在粗糙的硅酸盐矿物表面形成具有螯合性的聚多巴胺膜，利用其螯合吸附金属离子，在硼氢化钾的作用下将金属离子还原成金属单质固着在硅酸盐矿物表面，得到无机和金属复合的材料，通过金属的高机械强度提高矿物材料的抗压强度，接着通过石磨研磨得到葛粉粉碎物并经过高温高压蒸煮和苯酚反应，制得防水浆料，，通过高温碱煮的水热作用，使得葛根粉碎物中的半纤维素分离出有机酸，有机酸进一步促使纤维素水解，水解导致糠醛产生，接着再通过糠醛和苯酚在氨水的作用下发生聚合反应生成糠醛树脂，从而使得葛根粉碎物纤维树脂化，从而提高防水性能，而且葛根粉碎物经过石磨研磨后淀粉游离出来，蛋白与纤维分离，形成的粉碎物对砂浆具有增稠增粘作用，并且砂浆中水泥和自制抗压填料中的活性阳离子与葛根淀粉中阴离子共同作用而发生胶凝作用，减少对极性水分子的吸附，对提高耐水性有利，而自制抗压填料中的硅酸盐和有机硅烷以及硅酸钠复合使用，在高温搅拌过程中，有机硅分子结构中的硅醇基与硅酸盐自制抗压填料中的硅醇基反应脱水交联，在结构材料表面及内部生成一层几个分子厚的不溶性的防水高分子化合物，即网状的有机硅树脂膜，从而形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能，有效的提高了砂浆的防水性以及抗压强度，具有广阔的应用前景。具体实施方式自制抗压填料的制备：（1）按质量比为3:2:3将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎30～40min得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和浓度为1mol/l的柠檬酸溶液浸渍15～20min后取出，干燥得到预处理粉碎物；（2）将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾按质量比为10:1混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温至650～680℃，保温烧结处理3～5h，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；（3）按重量份数计，称取5～6份上述预改性粉碎物、1～2份硝酸铁、1～2份硝酸铜、1～2份硝酸镍、0.1～0.2份多巴胺和50～60份去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应1～2h，反应结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液按质量比为1:10混合后放入反应釜中，搅拌反应1～2h后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；自制防水浆料的制备：（1）称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水按质量比为1:8混合后放入高温高压反应釜中，在温度为160～180℃，压力为1.0～1.2mpa的条件下高温高压反应10～12h，得到反应产物；（2）将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为40:48:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量6～8%的质量分数为20%的氨水，加热升温至85～95℃，搅拌反应4～5h后得到自制防水浆料；高抗压强度防水砂浆的制备：按重量份数计，称取50～60份普通硅酸盐水泥、20～30份备用的自制抗压填料、10～20份自制防水浆料、10～12份硅酸钠、2～5份聚二甲基硅氧烷和30～40份水，依次装入混料机中，在160～170℃下搅拌混合反应3～5min后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。实例1自制抗压填料的制备：（1）按质量比为3:2:3将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎30min得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和浓度为1mol/l的柠檬酸溶液浸渍15min后取出，干燥得到预处理粉碎物；（2）将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾按质量比为10:1混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温至650℃，保温烧结处理3h，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；（3）按重量份数计，称取5份上述预改性粉碎物、1份硝酸铁、1份硝酸铜、1份硝酸镍、0.1份多巴胺和50份去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应1h，反应结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液按质量比为1:10混合后放入反应釜中，搅拌反应1h后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；自制防水浆料的制备：（1）称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水按质量比为1:8混合后放入高温高压反应釜中，在温度为160℃，压力为1.0mpa的条件下高温高压反应10h，得到反应产物；（2）将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为40:48:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量6%的质量分数为20%的氨水，加热升温至85℃，搅拌反应4h后得到自制防水浆料；高抗压强度防水砂浆的制备：按重量份数计，称取50份普通硅酸盐水泥、20份备用的自制抗压填料、10份自制防水浆料、10份硅酸钠、2份聚二甲基硅氧烷和30份水，依次装入混料机中，在160℃下搅拌混合反应3min后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。实例2自制抗压填料的制备：（1）按质量比为3:2:3将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎35min得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和浓度为1mol/l的柠檬酸溶液浸渍18min后取出，干燥得到预处理粉碎物；（2）将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾按质量比为10:1混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温至665℃，保温烧结处理4h，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；（3）按重量份数计，称取5份上述预改性粉碎物、2份硝酸铁、2份硝酸铜、1份硝酸镍、0.2份多巴胺和55份去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应2h，反应结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液按质量比为1:10混合后放入反应釜中，搅拌反应2h后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；自制防水浆料的制备：（1）称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水按质量比为1:8混合后放入高温高压反应釜中，在温度为170℃，压力为1.1mpa的条件下高温高压反应11h，得到反应产物；（2）将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为40:48:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量7%的质量分数为20%的氨水，加热升温至90℃，搅拌反应5h后得到自制防水浆料；高抗压强度防水砂浆的制备：按重量份数计，称取55份普通硅酸盐水泥、25份备用的自制抗压填料、15份自制防水浆料、11份硅酸钠、4份聚二甲基硅氧烷和35份水，依次装入混料机中，在165℃下搅拌混合反应4min后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。实例3自制抗压填料的制备：（1）按质量比为3:2:3将水滑石、硅灰石和高岭石混合后放入粉碎机中，粉碎35min得到混合粉碎物，将得到混合粉碎物和浓度为1mol/l的柠檬酸溶液浸渍18min后取出，干燥得到预处理粉碎物；（2）将得到的预处理粉碎物和硫氰化钾按质量比为10:1混合后放入烧结炉中，在氩气保护下加热升温至670℃，保温烧结处理4h，待保温烧结处理结束后出料，得到预改性粉碎物；（3）按重量份数计，称取5份上述预改性粉碎物、2份硝酸铁、2份硝酸铜、2份硝酸镍、0.2份多巴胺和60份去离子水混合后放置在摇床上振荡浸渍反应2h，反应结束后过滤分离得到滤渣；（4）将上述得到的滤渣和质量分数为10%的硼氢化钾溶液按质量比为1:10混合后放入反应釜中，搅拌反应2h后过滤，分离得到滤饼，即为自制抗压填料，备用；自制防水浆料的制备：（1）称取葛根放入石磨中研磨粉碎，得到葛根粉碎物，将得到的葛根粉碎物和去离子水按质量比为1:8混合后放入高温高压反应釜中，在温度为180℃，压力为1.2mpa的条件下高温高压反应12h，得到反应产物；（2）将上述反应产物和质量分数为35%的乙醇溶液以及苯酚按质量比为40:48:1混合后装入反应釜中，再向反应釜中加入苯酚质量8%的质量分数为20%的氨水，加热升温至95℃，搅拌反应5h后得到自制防水浆料；高抗压强度防水砂浆的制备：按重量份数计，称取60份普通硅酸盐水泥、30份备用的自制抗压填料、20份自制防水浆料、12份硅酸钠、5份聚二甲基硅氧烷和40份水，依次装入混料机中，在170℃下搅拌混合反应5min后出料，即可得到高抗压强度防水砂浆。实例1：制备方法和本发明实例1的制备方法类似，唯一不同的是用普通的硅酸盐矿物粉末代替本发明的自制抗压填料；实例2：制备方法和本发明实例1的制备方法类似，唯一不同的不添加本发明的自制防水浆料；分别对本发明制得的防水浆料和对比例中的防水浆料进行性能检测，检测结果如表1所示：检测方法：测试砂浆试块强度试验前，将试块放在标准养护条件(温度：20±2℃，湿度：≥90%)下养护28d后进行。抗压强度和抗折强度参照gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》进行检测。抗渗压力、粘结强度参照jgj/t70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》进行检测。表1防水砂浆性能测定结果测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2抗压强度(mpa)75.577.378.555.245.7抗折强度(mpa)15.116.517.19.08.1抗渗压力(mpa)2.782.912.981.050.95由上表中检测数据可以看出，本发明制得的防水砂浆抗压强度高，防水性能好，具有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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