一种无机防水材料及其制备方法

1.本发明属于防水材料技术领域，具体涉及一种无机防水材料及其制备方法。


背景技术：

2.防水材料主要用于建筑工程中，漏水是建筑工程需要克服的重要问题，目前防水材料大致可分为柔性材料和刚性材料，柔性材料主要是指采用有机原料，通过化学改性在材料表面构建防水层，该防水层中含有大量的疏水基团，缺点是随着时间的延长，材料会出现老化或机械性能的降低，防水效果不能长时间保持；刚性材料是以水泥为主要原料，通过添加有效成分，提高水泥内部的密实度，弥补水泥缺陷，从而提高防水效果，但是由于水泥原料存在裂缝以及空隙结构，且呈不规则形态分布在材料中，因此不容易被全部填满或消除，渗漏问题仍没有解决。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无机防水材料及其制备方法，以硅酸盐水泥、细河沙为主要基料，先使其水化，之后添加碳酸钠与水化产物反应，原位生成不可溶固体，直接原位填补基料裂缝和空隙，之后再通过碳酸钠分解产生的二氧化碳气体充满基料，由于气体流动性强，能够充满基料，且形成微闭孔气泡，利用气体进一步填补存留的裂缝和空隙，降低基料缺陷，阻止水通过缺陷，进而解决了材料渗漏问题。
4.本发明具体是通过如下技术方案来实现的。
5.本发明的第一个目的是提供一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥70-80份、细河沙100-110份、碳酸氢钠10-15份、碳酸氢钠5-10份、减水剂1-3份、水30-40份。
6.优选的，所述减水剂为fdn减水剂或unf减水剂。
7.本发明的第二个目的是提供上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
8.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥70-80份、细河沙100-110份、碳酸氢钠10-15份、碳酸氢钠5-10份、减水剂1-3份、水30-40份；
9.s2、将s1称取的原料混合，并加入水，之后搅拌均匀，并进行保温处理，即制得所述无机防水材料。
10.优选的，s2中，原料混合方式具体为：首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理，制得预混料，之后加入碳酸氢钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理，之后在50-60℃静置保温，制得所述无机防水材料。
11.优选的，s2中，将所述预混料静置20-30min，以使体系进行水化。
12.优选的，s2中，加入碳酸氢钠和碳酸氢钠后，静置15-20min，以使碳酸钠与氢氧化钙反应生成不溶性碳酸钙，原位填补了基料中微细孔隙。
13.优选的，s2中，静置保温20-30min，以使碳酸氢钠受热分解产生气体二氧化碳。
14.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
15.本发明以硅酸盐水泥和细河沙为主要基料，先将其与减水剂和水混合后，使得水泥进行水化，硅酸盐水泥中含有大量的硅酸三钙，硅酸三钙水化后生成水化硅酸钙和氢氧化钙，之后在水化后的基料中加入碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成不溶性碳酸钙，原位填补了基料中微细孔隙，密实了基料，而之后对体系进行保温处理，碳酸氢钠受热分解产生气体二氧化碳，由于气体的流动性较高，二氧化碳气体可进入空隙，进一步填补了体系中的微细孔隙，降低体系中的缺陷空隙率，提高了基料的抗渗性能；本发明原料廉价易得，且防水效果好，制备方法简单，适合工业化生产。
具体实施方式
16.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和数据对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
17.下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
18.本发明的构思是，以硅酸盐水泥和细河沙为主要基料，先将其与减水剂和水混合后，使得水泥进行水化，硅酸盐水泥中含有大量的硅酸三钙，硅酸三钙水化后生成水化硅酸钙和氢氧化钙，之后在水化后的基料中加入碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成不溶性碳酸钙，原位填补了基料中微细孔隙，密实了基料，而之后对体系进行保温处理，碳酸氢钠受热分解产生气体二氧化碳，由于气体的流动性较高，二氧化碳气体可进入空隙，进一步填补了体系中的微细孔隙，降低体系中的缺陷空隙率，提高了基料的抗渗性能；本发明原料廉价易得，且防水效果好，制备方法简单，适合工业化生产。
19.实施例1
20.一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥70份、细河沙100份、碳酸钠10份、碳酸氢钠5份、fdn减水剂1份、水30份。
21.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
22.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥70份、细河沙100份、碳酸钠10份、碳酸氢钠5份、fdn减水剂1份、水30份；
23.s2、首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理20min，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理15min，之后在50℃静置保温20min，制得所述无机防水材料。
24.实施例2
25.一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥80份、细河沙110份、碳酸钠15份、碳酸氢钠10份、fdn减水剂3份、水40份。
26.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
27.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥80份、细河沙110份、碳酸钠15份、碳酸氢钠10份、fdn减水剂3份、水40份；
28.s2、首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理30min，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理20min，之后在60℃静置保温30min，制得所述无机防水材料。
29.实施例3
30.一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥75份、细河沙100份、碳酸钠13份、碳酸氢钠10份、fdn减水剂2份、水35份。
31.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
32.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥75份、细河沙100份、碳酸钠13份、碳酸氢钠10份、fdn减水剂2份、水35份；
33.s2、首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理25min，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理15min，之后在55℃静置保温25min，制得所述无机防水材料。
34.实施例4
35.一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥72份、细河沙105份、碳酸钠12份、碳酸氢钠5份、fdn减水剂3份、水30份。
36.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
37.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥72份、细河沙105份、碳酸钠12份、碳酸氢钠5份、fdn减水剂3份、水30份；
38.s2、首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理20-30min，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理15-20min，之后在50-60℃静置保温20-30min，制得所述无机防水材料。
39.实施例5
40.一种无机防水材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥80份、细河沙110份、碳酸钠15份、碳酸氢钠6份、fdn减水剂3份、水40份。
41.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
42.s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥80份、细河沙110份、碳酸钠15份、碳酸氢钠6份、fdn减水剂3份、水40份；
43.s2、首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理20min，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理20min，之后在60℃静置保温25min，制得所述无机防水材料。
44.对比例1
45.一种无机防水材料，原料及用量同实施例1；
46.上述无机防水材料的制备方法，按照以下步骤进行：
47.称取对应用量的原料，将各原料全部直接混合，之后50℃静置保温20min。
48.对比例2
49.一种无机防水材料，不同之处在于，不含有碳酸钠，其余组分及用量与实施例1相同。
50.制备方法同实施例1。
51.对比例3
52.一种无机防水材料，不同之处在于，不含有碳酸氢钠，其余组分及用量与实施例1相同。
53.制备方法同实施例1。
54.对比例4
55.一种无机防水材料，不同之处在于，不含有碳酸钠和碳酸氢钠，其余组分及用量与实施例1相同。
56.制备方法同实施例1。
57.对上述实施例及对比例制备的材料进行表征，检测方法均为常规方法，性能数据如表1所示：
58.表1上述实施例及对比例制备的材料性能
59.组别固体含量吸水率不透水性浸水后拉伸强度保持率实施例169.2％10.3％0.4mpa，1h不透水86.7％实施例267.7％9.4％0.4mpa，1h不透水84.1％实施例373.1％11.2％0.4mpa，1h不透水85.4％实施例465.9％12.2％0.4mpa，1h不透水83.9％实施例570.5％8.9％0.4mpa，1h不透水87.5％对比例165.2％15.1％0.4mpa，1h透水75.2％对比例261.4％16.8％0.4mpa，1h透水69.5％对比例363.8％15.2％0.4mpa，1h透水72.9％对比例457.6％18.7％0.4mpa，1h透水61.3％
60.由表1结果可见，对比例1没有采用本发明实施例中的添料方法，制得的防水材料与实施例1-5相比，性能降低；对比例2和对比例3分别不含有碳酸钠和碳酸氢钠，其制备的防水材料性能也分别降低，且对比例4同时不含有碳酸钠和碳酸氢钠时，防水性能最低，这说明本发明在基料中添加氨酸钠和碳酸氢钠，可同时提高材料的防水性能，且配合本发明的制备方法，即以特定的添料方式进行制备时，防水性能进一步提升，这是由于本发明存在严格的机理，具体是：本发明以硅酸盐水泥和细河沙为主要基料，先将其与减水剂和水混合后，使得水泥进行水化，硅酸盐水泥中含有大量的硅酸三钙，硅酸三钙水化后生成水化硅酸钙和氢氧化钙，之后在水化后的基料中加入碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成不溶性碳酸钙，原位填补了基料中微细孔隙，密实了基料，而之后对体系进行保温处理，碳酸氢钠受热分解产生气体二氧化碳，由于气体的流动性较高，二氧化碳气体可进入空隙，进一步填补了体系中的微细孔隙，降低体系中的缺陷空隙率，提高了基料的抗渗性能。上述制备方法能够保证水化过程-碳酸钙生成-二氧化碳生成，这三个阶段充分并依次进行，上述三个阶段存在上下承接的作用，水化产物是碳酸钙生成的原料，碳酸钙原位填充之后，剩下的缝隙再用二氧化碳补充，可保证缝隙被充分填充。
61.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种无机防水材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥70-80份、细河沙100-110份、碳酸钠10-15份、碳酸氢钠5-10份、减水剂1-3份、水30-40份。2.根据权利要求1所述的无机防水材料，其特征在于，所述减水剂为fdn减水剂或unf减水剂。3.根据权利要求1所述的无机防水材料的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：s1、称取以下重量份的原料：硅酸盐水泥70-80份、细河沙100-110份、碳酸钠10-15份、碳酸氢钠5-10份、减水剂1-3份、水30-40份；s2、将s1称取的原料混合，之后搅拌均匀，并进行保温处理，即制得所述无机防水材料。4.根据权利要求3所述的无机防水材料的制备方法，其特征在于，s2中，原料混合方式具体为：首先将硅酸盐水泥、细河沙和减水剂混合后，加入水，搅拌均匀，静置处理，制得预混料，之后加入碳酸钠和碳酸氢钠搅拌均匀，静置处理，之后在50-60℃静置保温，制得所述无机防水材料。5.根据权利要求4所述的无机防水材料的制备方法，其特征在于，s2中，将所述预混料静置20-30min。6.根据权利要求4所述的无机防水材料的制备方法，其特征在于，s2中，加入碳酸钠和碳酸氢钠后，静置15-20min。7.根据权利要求4所述的无机防水材料的制备方法，其特征在于，s2中，静置保温20-30min。

技术总结
本发明属于防水材料技术领域，具体涉及一种无机防水材料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥70-80份、细河沙100-110份、碳酸钠10-15份、碳酸氢钠5-10份、减水剂1-3份、水30-40份；本发明先使得水泥进行水化，水化后生成水化硅酸钙和氢氧化钙，之后在水化后的基料中加入碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成不溶性碳酸钙，原位填补了基料中微细孔隙，密实了基料，而之后对体系进行保温处理，碳酸氢钠受热分解产生气体二氧化碳，由于气体的流动性较高，二氧化碳气体可进入空隙，进一步填补了体系中的微细孔隙，降低体系中的缺陷空隙率，提高了基料的抗渗性能。提高了基料的抗渗性能。


技术研发人员：宋绍雷 王宇 姜慧 苏善杰 李雁 陈贵武 任亚群
受保护的技术使用者：徐州工程学院
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/5/25