一种新型的液体混凝土防水剂的制备

2018-12-20蒋禹邓磊陈文红谢大银张波

商品混凝土 2018年12期

蒋禹，邓磊，陈文红，谢大银，张波

（贵州科之杰新材料有限公司，贵州龙里 551206）

0 引言

混凝土在建筑物中占主要成分，混凝土的质量关系到建筑物的质量，混凝土长期处于各种环境中，往往会对其造成不同程度的损害，经常出现渗透现象[1]。利用防水剂使混凝土更加密实，减缓混凝土渗漏是十分重要的，所以，防水在建筑工程中占有十分重要的地位，防水材料是影响建筑物渗漏的主要因素[2]。

目前，国内所用混凝土防水剂有粉体和液体两种，粉体对环境的污染较大，而且使混凝土强度及耐久性都有所降低，并不能起到有效的防水作用，液体防水剂性能也不理想，往往添加和不添加对混凝土性能影响不大。

为了使混凝土具有高抗渗、高耐久性，本文利用聚乙二醇、甲基丙烯磺酸钠、对苯二酚等作基料，在催化剂过硫酸铵的作用下，合成无色透明液体防水剂，用以改善混凝土和易性和密实性，利用有机硅结合空气中二氧化碳和水在混凝土表面和内部形成憎水膜，排斥空气中的水及有害液体，再通过无机铝盐的补偿收缩性能使混凝土结构不变形，综合三种物质的性能，合成一种有机无机结合的液体混凝土防水剂，从多方面改善混凝土的性能。

1 试验

1.1 试验原材料

聚乙二醇：PEG 2000，工业级，白色粉末，上海凯茵化工有限公司；甲基丙烯磺酸钠：SMAS，工业级，白色粉末，三东寿光松川工业助剂有限公司；对苯二酚：NA，工业级，白色结晶，郑州智远化工产品有限公司；过硫酸铵（APS）：工业级，白色晶体，济南鑫雅化工有限公司；甲基硅酸锂：工业级，无色液体，高安市科盛硅业有限公司；明矾：工业级，无色透明状结晶，淄博越洋化工科技有限公司；水泥（C）：红狮P·O42.5，贵州红狮水泥有限责任公司；砂子（S）：标准砂 S1，厦门艾思欧标准砂有限公司；白砂 S2，青砂 S3，细度模数：2.5～3.0，北京市政建设有限公司；石子（G）：7～20mm连续级配，北京市政建设有限公司；拌合水（W）：自来水；减水剂（S08E）：固含量：10%，贵州科之杰新材料有限公司；市售防水剂：SS-FS，黄色液体，固含量：5%。

1.2 样品的制备

A 料：SMAS+W=0.82g+40g；

B 料：APS+W=0.05g+50g。

在 500mL 的三口烧瓶中加入 200g 水，然后加入聚乙二醇 15g，对苯二酚 2.1g，升温到 80℃，搅拌30min，开始滴加 A 料和 B 料，A 料 3h 滴加完全，B料 3h20min 滴加完全。然后降温到 40℃，添加少量的甲基硅酸锂及明矾，搅拌30分钟，制得一种有机无机混凝土防水剂（Point-FS），固含量 5%。

1.3 试验配合比

根据 GB/T 2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行砂浆性能试验。防水剂 Point-FS 和防水剂 SSFS 在表中统一用 FS 表示。砂浆试验配合比见表 1。

表1 砂浆试验配合比 kg/m3

根据 GB 8076—2008《混凝土外加剂》进行 C30 混凝土性能试验，混凝土配比见表 2。

表2 混凝土试验配合比 kg/m3

2 结果与讨论

2.1 防水剂砂浆性能对比

按照砂浆设计配合比的掺量分别做三组砂浆试验，以比较防水剂砂浆性能上的区别，以未掺防水剂的砂浆试验为空白对照，掺防水剂 SS-FS 的砂浆和防水剂Point-FS 的砂浆为对比砂浆，砂浆流动度如表 3。

表3 砂浆流动度

由表3可看出，与空白对照试验相比，掺 SS-FS 的砂浆初始流动度减小了 19mm，半小时和一小时保坍性能也减小；掺 Point-FS 的砂浆相对于基准砂浆初始流动度增加了 9mm，半小时和一小时保坍性能也稍微增加，Point-FS 具有一定减水率，而 SS-FS 能在一定程度上影响砂浆减水率。

2.2 防水剂砂浆抗渗试验对比

分别制备三组砂浆，未掺防水剂的空白试验、掺SS-FS 的砂浆合掺 Point-FS 的砂浆为对比砂浆。将装入砂浆抗渗圆模，等终凝后脱模养护7天，以防水剂掺量4.0% 分别做砂浆抗渗对比试验，砂浆抗渗试验如图 1和表 4。

图1 砂浆抗渗试验

表4 砂浆渗透防水试验数据

由抗渗试验可知，空白砂浆试验、掺 SS-FS 的砂浆以及掺 Point-FS 的砂浆渗透压力分别为 0.28MPa、0.47MPa 和 0.88MPa，掺 SS-FS 的砂浆与空白砂浆的抗渗压力比为 167%，掺 Point-FS 的砂浆与空白砂浆的抗渗压力比为 314%，Point-FS 同掺量下抗渗压力较 SSFS 高，完全满足砂浆抗渗压力比一等品要求（一等品为 300%）[3]。

2.3 防水剂的混凝土面效果对比

制备一块混凝土试块，试块表面平整且各点的抗压强度相近，无明显蜂窝麻面。在混凝土试块的表面从左至右分别涂抹 Point-FS、SS-FS，右侧不涂抹任何防水剂作空白对照。7天后在混凝土表面滴加水滴，防水效果如图 2。

图2 混凝土表面防水试验

从图2可明显看出，涂抹 Point-FS、SS-FS 后的混凝土表面水滴凝聚成水珠状态，未涂抹防水剂的混凝土表面水滴迅速渗透，30min 后，试块表面水滴均消失，从试块侧面可看出水滴在试块表面渗透的深度，如图3。

图3 混凝土试块侧面对比图

从图3可明显看出，涂抹防水剂 Point-FS 的试块表面水分渗透较少，约 5mm 左右，其余水分主要通过挥发作用而消失掉；涂抹防水剂 SS-FS 的试块表面水分渗透较 Point-FS 多约 12mm 左右，大部分水渗透到试块内部；空白对照的水分渗透约 20mm，且渗透面积较大，大部分水通过渗透作用而进入试块内部，挥发较少。对比试验说明，与防水剂 SS-FS 相比，防水剂 Point-FS 的表面防水功能已得到明显改善。

2.4 防水剂混凝土性能对比

为了进一步比较混凝土防水剂性能的区别，分别按照混凝土配合比设计三组混凝土，未掺防水剂的空白混凝土、掺 SS-FS 的混凝土和 Point-FS 的混凝土为受检混凝土，减水剂掺量 1.4%，防水剂掺量 4.0%，将二者均匀混合后加入混凝土搅拌机中搅拌 2min，以比较两种防水剂对混凝土性能的影响，试验如表 5。

由表5可看出，空白混凝土初始和 3h 坍落度/扩展度分为 230mm/630mm、210mm/450mm，掺 Point-FS混凝土初始和 3h坍落度/扩展度分为 230mm/640mm、215mm/520mm，掺 SS-FS 的混凝土初始和 3h 坍落度和扩展度偏小，Point-FS 具有一定减水率，SS-FS 的加入使混凝土减水率减小；从混凝土凝结时间来看，空白混凝土、掺 SS-FS 的混凝土和掺 Point-FS 的混凝土成递增趋势；从混凝土渗透高度比看，掺 SS-FS 的混凝土为 38%，达到合格品要求[3]，掺 Point-FS 的混凝土为27%，达到一等品要求[3]；从抗压强度看，掺 SS-FS 的混凝土和掺 Point-FS 的混凝土都具有提高强度的作用，掺 Point-FS 的混凝土强度提高较明显。综合混凝土坍落度、扩展度、凝结时间、渗透高度比、抗压强度看，Point-FS 使混凝土性能提高，是一款比较理想的液体混凝土防水剂，可以进行实际推广使用。