[发明专利]一种多功能高效混凝土防水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土、砂浆外加剂的制备方法，特别是集补偿收缩与自修复等功能于一身的刚性混凝土防水剂的制备方法。 

背景技术

混凝土是目前人类使用最广泛的人造建筑材料，我国是混凝土的生产消耗大国，每年生产与消耗混凝土约30亿m³，占世界总量的1/2左右。其中混凝土外加剂的发明及应用、预应力混凝土技术的应用等是具有里程碑式的技术革新，使得混凝土的材料性能和施工方式产生了质的变化。以建筑房屋为例，从20世纪的砖混结构和预制混凝土结构件形式，已经被框架结构和集中搅拌，泵送的现浇混凝土形式所替代，结构的整体性和稳定性能有大的提高。 

混凝土外加剂奠定了现代混凝土技术的基础，成为混凝土的必要组分之一。外加剂品种繁多、功能各异，混凝土外加剂按其性能可分为：1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等；2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等；3)改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等；4)改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂等。 

混凝土外加剂的广泛应用，有效地改善了混凝土的工作性质、力学性能和耐久性能，达到节省水泥、提高施工速度和施工质量、改善工艺和劳动条件的目的，从而有力促进资源节约和保护环境。对于地下工程和水工工程而言，混凝土工程的设计寿命一般为70～100年，而柔性防水层的使用寿命一般只有15～20年，这就给后续的维护工作带来很大的不便，也给工程防水留下了隐患。因此，提高混凝土结构自身的防水性能是解决工程防水性能的主要措施。随着外加剂产品的开发和应用技术水平的提高，混凝土在结构中的防水功能会得到进一步的凸显。 

混凝土是一种内部存在毛细孔隙和连通通道的非均质材料，形成的主要原因一方面是水泥硬化过程会产生体积变化和放出水化热，初期会产生化学收缩和自收缩，3～7d产生温降收缩，14d后停止湿养护则发生干燥收缩，水泥混凝土进入使用期后，则会受到天气的热胀冷缩的影响，在骤冷下温度收缩相当大；另一方面是由于混凝土中的用水量大于水泥水化的理论用水量，水分会从混凝土内部渗出，导致混凝土内部出现孔隙和通道。因此，提高混凝土密实性和减少混凝土内部的可见或不可见裂缝，是提高混凝土抗渗性能的核心。这一愿望是美好的，在理论上也是可行的。 

由此可见，正确采用混凝土外加剂技术，能够有效提高混凝土的密实性和减少混凝土内 部的可见或不可见裂缝，从而为混凝土结构工程的防水提供了合理的可选技术方案。提高混凝土结构防水性能的技术措施主要包括掺加减水剂、膨胀剂、矿物掺合料和纤维等，主要目的是降低混凝土水胶比和防止混凝土开裂。一旦混凝土开裂，将在混凝土内部形成快速的水流介质通道，再密实的混凝土也失去了防水抗渗的功能。 

中国建筑材料科学研究院吴中伟院士提出的混凝土膨胀补偿收缩理论，混凝土的抗裂比抗渗更重要，混凝土局部要达到一定的抗渗标号比较容易，只要适当调整配合比，施工中振捣均匀就可达到。但要解决混凝土的抗裂是比较困难的，因为现代混凝土都是在搅拌站生产完成，经过运输车长距离送到现场，施工灌注要求也是流态泵送型混凝土，水泥用量也大，水灰比较大，所以混凝土的收缩比过去的混凝土要大得多，在技术上对混凝土的收缩进行一定的补偿才是防治抗裂的根本。 

可见，防裂是混凝土抗渗的重中之重。混凝土在不同硬化期的收缩原因和特征是不同的，人们希望通过不同的化合物的水化速度，产生不同阶段的体积膨胀，全方位补偿水泥混凝土的收缩，减免结构收缩裂缝的发生。为了抑制混凝土收缩而开发了种类繁多的膨胀剂，我国生产膨胀剂的主要品种有：U型膨胀剂、复合膨胀剂、铝酸钙膨胀剂、EA-L膨胀剂、FN-M膨胀剂、CSA微膨胀剂。