[发明专利]碱激发无机聚合物防水涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱激发无机聚合物防水涂料，用于建筑工程的防水处理，尤其适用于地下工程、水利工程、隧道、桥梁、公路、码头、水池的事先防水处理以及后防水修补，属于建筑材料领域。

背景技术

目前的防水涂料分为两类，一类是有机聚合物涂料，另一类是无机水泥基防水涂料，有机聚合物涂料防水性好，弹性充足，但缺点是容易老化，待材料老化之后原来的漏水点又旧病复发，水泥基防水涂料的缺点是容易开裂，涂层中存在大量毛细孔，而且它与墙体的粘结很脆弱，容易剥落。假如在已经完工的地下工程中，如果外防水做得不好，而恰巧混凝土的密实度又出现了问题，这时的防水就很难处理，因为首先无法再在迎水面再做防水，而背水面的防水处理很难持久，因此出现很多修了又漏，漏了再修的工程。

土聚水泥是上个世纪70年代末由法国J·Davidovits开发的一类新型的碱激发胶凝材料，它是指由烧粘土(偏高岭土为主)、工业废渣等为主要原料，在碱激发剂的作用下形成的。土聚水泥原料的矿物中的硅铝氧化合物经历了一个由解聚到再聚合的过程，形成了类似地壳中一些天然矿物的结构，是耐久性优良的新型胶凝材料。许多矿物或矿物混合料经过高温煅烧后会具有火山灰活性或潜在水硬性，比如高岭土经过500-900度的煅烧之后具有很好的活性，矿渣、炉渣、粉煤灰等都是经过高温之后的产物，也具有很好的活性，煅烧的硅灰石、钙矾石、石灰石、方解石等都是很好的活性材料。随着研究的深入，激发剂的种类已经不局限于常规的碱，而是出现了碱性碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐等多种材料，激发方式因而出现了复合激发剂。用上述方式所生成的高性能胶凝材料统称为无机聚合物材料，而用碱及碱性材料作为主要激发剂的无机聚合物材料称为碱激发无机聚合物材料，碱激发无机聚合物材料的显著优点是与混凝土基体的粘结十分牢固而且耐久，因此不会产生脱离、起皮、翘曲等问题。

碱激发的无机聚合物材料在硬化之后表面会析出一部分氢氧化钠，氢氧化钠与空气中的二氧化碳结合成为碳酸钠，这就称为泛碱，泛碱比较多的时候可以看到白色的析出物，泛碱的危害不但是影响美观，更重要的是会导致外层装饰涂料脱落、碱腐蚀等灾害，因此如果需要把碱激发的无机聚合物材料同时当作腻子层使用时，表面涂刷涂料前要分外注意，看是否有泛碱，如果存在一定要消除(一般都会存在的)，消除的方法有水洗、酸洗、打磨、涂耐碱底漆、涂耐碱腻子等，视实际情况而定。在以无机聚合物材料作为防水层的地方，如果防水层分多次逐层涂刷，那么可以调整最外层的防水涂料的配方，把用碱量降到最低，尽管这会导致防水涂料的密实性降低，牺牲了一部分防水性能，但考虑到前面几道涂料已经起到防水作用，最外层可以适当降低防水要求。

尽管学术研究非常丰富，但碱激发胶凝材料的实际应用却十分稀少，即使有些已经申请专利的技术，也几乎没有在实际工程中完全实现应用的，这是因为碱激发胶凝材料本身存在着一些缺陷，而高性能水泥技术却越来越成熟，在大多数场合，碱激发胶凝材料难以替代水泥，虽然如此，如果能够做到取长补短，碱激发胶凝材料还是有一些用武之地。

申请号为201210331069.3的名称为《一种新型无机防水堵漏材料及其制备方法》的专利提出了一种作为防水材料的应用思路，它以粉煤灰等材料用碱激发的方式应用于堵漏材料，但由于土聚水泥是亲水性材料，在土聚水泥的硬化过程中会产生大量贯通的毛细孔，它成了水渗透的通道，因此堵漏效果十分有限，从我们的试验来看，甚至比不上水泥基材料，而且这个配方很容易产生裂纹，只能用在细小缝隙的灌缝或注浆，难以用于混凝土表面的封堵，而且从灌缝的实际效果来看，环氧材料更胜一筹。

发明内容

实验表明片状填料在无机聚合物材料中可以起到抗裂和阻挡水流渗透的作用，尤其是平面尺寸较大的片状填料在同样厚度的防水层中能使水流渗透的路径更长，从而提高抗渗能力，片状的铝、锌、铜、云母、有机塑料等材料都具有这种效果。

纤维状填料可以穿插在无机聚合物材料中间，使得无机聚合物材料之间的连接更加牢固，起到抗裂的效果，从而减少水流渗透的可能性，同时，纤维状填料也阻断一部分毛细孔，提高了抗渗透能力，也起到防水效果，不过要想达到与片状填料相近的抗裂性需要增加无机聚合物材料的密实性，减少松散性填料的使用量，或只添加活性填料，比如像硅微粉、硅灰这样的活性填料，同时要控制硬化时间，适当减少碱的用量，防止游离碱的溢出，以免产生过多的毛细孔。纤维状填料的种类比较多，短纤维、针状材料、纤维粉末、网状纤维都可以称为纤维状填料。