一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料的制作方法
【專利摘要】一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%～45%的成膜物、51%～56%的粉料、2%～5%的著色顏料和2%～5%的助劑，其中，粉料為白水泥、石英砂和礦粉的混合物。本發(fā)明的防水防腐涂層材料不僅具有出色的防水性能，而且具有優(yōu)良的防酸、堿及鹽凍性能，延長混凝土的工作壽命，同時還具有成本低、配方簡單、施工方便等優(yōu)點，克服了現(xiàn)有防腐涂層材料普遍存在的性能單一的問題。
【專利說明】一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于混凝土表層保護的新型涂料，具體涉及一種一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土本身的耐水、耐化學(xué)腐蝕能力是十分有限的，因此，對于那些暴露在腐蝕環(huán)境中的水泥混凝土、尤其是鋼筋混凝土而言，采取必要的保護措施就顯得十分迫切。在眾多混凝土防腐技術(shù)中，涂層技術(shù)是最直接，且相對簡單的一種，因此在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的直接應(yīng)用于混凝土表面的涂層保護技術(shù)主要包括水泥基滲透結(jié)晶型涂料和有機硅防水滲透劑。其中，水泥基滲透結(jié)晶型涂料可直接涂覆于水泥混凝土基面上，其基本作用機理是涂料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)以水為載體，向混凝土內(nèi)部滲透，與混凝土中各種氧化物反應(yīng)，在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土表層達到致密、防水的效果，雖然此種涂料對于混凝土防水有一定效果，但試驗研究表明，在鹽凍、水耦合環(huán)境下，該類型涂料對于混凝土的保護效果較差，在經(jīng)歷較少的凍融循環(huán)次數(shù)時(與普通混凝土可承受的凍融循環(huán)次數(shù)相近)，就出現(xiàn)明顯的開裂、掉皮現(xiàn)象，基本失去對混凝土的保護功能；另外，對于有機硅防水劑，通常是由烷氧基烷基硅烷制備的，是一種對水穩(wěn)定又能起斥水作用的有機硅化合物，其基本作用原理是在混凝土表面噴涂無色透明的有機硅溶液，該溶液可滲入混凝土表層I~3mm，這層有機硅涂層具有強烈的憎水性和透氣性，可對混凝土進行深層次防水保護，但經(jīng)試驗研究表明，該涂層基本沒有成膜厚度，只是一層隔水薄膜，應(yīng)對外界復(fù)雜環(huán)境變化的能力較差，在初步涂覆于混凝土表面時，有一定的防水效果，但經(jīng)歷一段時間后(幾個月甚至十幾天左右)，防水效果就會明顯減弱，尤其是在鹽凍耦合環(huán)境下，其成膜后的涂層穩(wěn)定性受到很大破壞，難以起到抵抗鹽凍侵蝕破壞的作用。
[0004]綜上所述，對于大多數(shù)涂層材料來說，抗鹽凍性能、抗氯離子滲透性能及抗腐蝕性能較差，只能起到一般的防水作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的在于提出一種抗鹽凍、水耦合性能好并且同時具備剛性和柔性涂層材料特點的聚合物水泥基防水防腐涂層材料，適用于公路工程小型混凝土構(gòu)造物的防水、防腐工程。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:按質(zhì)量百分比計，包括40%~45%的成膜物、51%~56%的粉料、2%~5%的著色顏料和2%~5%的助劑，其中，粉料為白水泥、石英砂和礦粉的混合物。
[0007]所述成膜物為Acronal PS608ap乳液和/或EZ-100乳液。
[0008]所述成膜物是由Acronal PS608ap乳液和EZ-100乳液按質(zhì)量比1: (0.1~0.4)混合而成。[0009]所述白水泥為42.5級白水泥，石英砂的粒徑為60~100目。
[0010]所述粉料為白水泥、石英砂和礦粉按質(zhì)量比1: (0.76~0.84): (0.36~0.44)混合而成。
[0011]所述著色顏料為黃色顏料、白色顏料或綠色顏料。
[0012]所述助劑是由A-40分散劑、KLD-941消泡劑和BYK333流平劑按質(zhì)量比1: (0.8~
1.0):(0.8~1.0)混合而成。
[0013]按質(zhì)量百分比計，包括42%的成膜物、54%的粉料、2%的著色顏料和2%的助劑，其中，白水泥、石英砂和礦粉按質(zhì)量比1: (0.76~0.84): (0.36~0.44)混合而成。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)和方法相比，本發(fā)明具備以下有益效果:本發(fā)明的防腐涂層可以在混凝土表面形成一層致密的薄膜，它可以阻止水分以及酸、堿等各種鹽溶液透過而直接作用混凝土表面，對其產(chǎn)生腐蝕作用，從而發(fā)揮防腐效能。
[0015](I)經(jīng)120小時吸水率試驗，涂覆該新型涂層材料的混凝土吸水率僅為0.5%，比涂覆了市場已有涂料的混凝土降低50%左右，比普通混凝土降低70%左右；
[0016](2)經(jīng)耐鹽酸腐蝕試驗測試，涂覆該新型涂層材料的混凝土腐蝕液浸泡15天后該涂層才出現(xiàn)輕微的起皮、起泡現(xiàn)象，而普通聚合物水泥涂層在最初的3~4天就出現(xiàn)較為嚴(yán)重的起泡、褪色現(xiàn)象 ；
[0017](3)經(jīng)抗堿性試驗測定，涂覆該新型涂層材料的混凝土泛堿程度較涂覆其他類型防腐涂層材料的混凝土大為減輕，抗堿性能優(yōu)異；
[0018](4)經(jīng)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTJ275— 2000)所規(guī)定的混凝土抗氯離子滲透能力標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測試，6小時電通量為394庫倫，比市場已有涂料降低80%左右，比普通混凝土降低90%左右，氯離子滲透性達到很低的水平；
[0019](5)在抗鹽凍性試驗中，在保證試件整體穩(wěn)定完整的前提下，比原有聚合物水泥類涂層混凝土經(jīng)受鹽凍耦合循環(huán)次數(shù)多50~75次，比普通混凝土多出100~125次。當(dāng)達到100次凍融循環(huán)時，鹽水滲入導(dǎo)致的質(zhì)量變化率僅為0.6%，動彈模量維持在80%左右，整體耐久性明顯增強。
[0020]本發(fā)明的防水防腐涂層材料不僅具有出色的防水性能，而且具有優(yōu)良的防酸、堿及鹽凍性能，延長混凝土的工作壽命，同時還具有成本低、配方簡單、施工方便等優(yōu)點，克服了現(xiàn)有防腐涂層材料普遍存在的性能單一的問題。
【具體實施方式】
[0021]下面通過具體實施例進一步詳細(xì)說明本發(fā)明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在此所公開的【具體實施方式】是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，而不是要將本發(fā)明的范圍限制為這些【具體實施方式】。
[0022]本發(fā)明中的聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%~45%的成膜物、51%~56%的粉料、2%~5%的著色顏料和2%~5%的助劑；其中成膜物為BASF公司生產(chǎn)的 Acronal PS608ap 乳液、PRIMAL? EZ-100 乳液或 Acronal PS608ap 乳液和 PRIMAL?EZ-100乳液質(zhì)量比為1: (0.1~0.4)的混合物；所述粉料由42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉按質(zhì)量比1: (0.76~0.84): (0.36~0.44)混合而成；所述著色顏料為黃色顏料、白色顏料或綠色顏料；所述助劑是由巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑按質(zhì)量比1:(0.8~1.0):(0.8~1.0)混合而成。[0023]本發(fā)明的聚合物水泥基防水防腐涂層材料的制備方法為:先將粉料、著色顏料和助劑混合，采用150rpm左右的速度攪拌I~2分鐘，攪拌均勻后加入成膜物，同樣采用150rpm左右的速度攪拌5~10分鐘，使涂料分布均勻。
[0024]施工時，用滾筒刷采用參考混凝土試塊制作時的“十字”工法將該涂層材料在混凝土基面上進行涂抹，涂抹2~3遍，各遍之間間隔20~40分鐘，該涂層材料的涂刷量為
2.3 ~2.8kg/m2。
[0025]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明:
[0026]實施例1
[0027]—種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括42%的成膜物、54%的粉料、2%的黃色顏料和2%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.2混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.80:0.42的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:1:1的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0028]實施例2
[0029]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括45%的成膜物、51%的粉料、2%的綠色顏料和2%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.3混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.78:0.39的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.8:0.9的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0030]實施例3
[0031]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、52%的粉料、3%的綠色顏料和3%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.1混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.82:0.44的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:1:0.8的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0032]實施例4
[0033]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括41%的成膜物、53%的粉料、3%的綠色顏料和3%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.2混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.77:0.39的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.8:1的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0034]實施例5
[0035]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括44%的成膜物、51%的粉料、3%的綠色顏料和2%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.4混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.81:0.41的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.8:0.8的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0036]實施例6
[0037]—種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括42%的成膜物、51%的粉料、3%的綠色顏料和4%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.ι混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.79:0.43的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.9:0.8的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0038]實施例7
[0039]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、51%的粉料、4%的綠色顏料和5%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.2混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.84:0.36的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1: 0.85:0.9的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0040]實施例8
[0041]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、52%的粉料、5%的綠色顏料和3%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.3混合而成；粉料為質(zhì)量比為1:0.76:0.38的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.9:1的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0042]實施例9
[0043]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、56%的粉料、2%的綠色顏料和2%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液和陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液按照質(zhì)量比ι:ο.4混合而成；粉料為質(zhì)量比為1: 0.83:0.4的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:1: 0.85的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0044]實施例10
[0045] 一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、52%的粉料、5%的綠色顏料和3%的助劑。其中，成膜物為BASF公司生產(chǎn)的Acronal PS608ap乳液；粉料為質(zhì)量比為1:0.76:0.38的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:0.9:1的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。[0046]實施例11
[0047]一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，按質(zhì)量百分比計，包括40%的成膜物、56%的粉料、2%的綠色顏料和2%的助劑。其中，成膜物為陶氏化學(xué)生產(chǎn)的primal?ez-1oo乳液；粉料為質(zhì)量比為1:0.83:0.4的42.5級白水泥、60~100目石英砂和礦粉的混合物；助劑為質(zhì)量比為1:1:0.85的巴斯夫公司生產(chǎn)的A-40分散劑、西安道爾達生產(chǎn)的KLD-941消泡劑和德國畢克公司生產(chǎn)的BYK333流平劑的混合物。
[0048]本發(fā)明的聚合物水泥基防水防腐涂層材料的制備方法為:先將粉料、著色顏料和助劑混合，采用150rpm左右的速度攪拌I~2分鐘，攪拌均勻后加入成膜物，同樣采用150rpm左右的速度攪拌5~10分鐘，使涂料分布均勻。
[0049]本發(fā)明中上述實施例的涂層材料制備完成后，按照下述步驟進行施工:
[0050](I)基面處理:本發(fā)明的聚合物水泥基涂料材料可在干燥或稍微潮濕的混凝土基面上直接涂抹施工，混凝土基面上應(yīng)保持平整、清潔、無明水，沒有突起的砂漿疙瘩，沒有塵土雜物，但無需十分光滑，適當(dāng)粗糙的界面會使得涂料與基面的粘結(jié)效果更好，且不需要在混凝土表面事先進行砂漿抹面工序。
[0051](2)施工工藝:涂層材料制備完成后，應(yīng)在2~3小時內(nèi)使用完畢，施工時，用滾筒刷采用“十字”工法在混凝土基面上進行涂抹，一般涂抹2~3遍，各遍之間需間隔20~40分鐘，該涂層材料的涂覆量約為2.3~2.8kg/m2。
[0052](3)養(yǎng)護:聚合物水泥涂料不宜在比較潮濕的環(huán)境中施工，更不得在雨天或氣溫在(TC以下的環(huán)境中施工，應(yīng)盡量在通風(fēng)良好的環(huán)境中施工，在涂抹完成后，應(yīng)采用干養(yǎng)護進行固化成型，即在通風(fēng)良好的環(huán)境中自然干燥，最佳養(yǎng)護環(huán)境為濕度≤70、溫度≥20°C。
[0053]施工完畢后的I~2天內(nèi)不要觸摸、刮擦涂層，保證其充分干結(jié)固化和涂層的完整性。
[0054]本發(fā)明的防腐涂層可以在混凝土表面形成一層致密的薄膜，它可以阻止水分以及酸、堿等各種鹽溶液透過而直接作用混凝土表面，對其產(chǎn)生腐蝕作用，從而發(fā)揮防腐效能。
[0055](I)經(jīng)120小時吸水率試驗，涂覆該新型涂層材料的混凝土吸水率僅為0.5%，比涂覆了市場已有涂料的混凝土降低50%左右，比普通混凝土降低70%左右；
[0056](2)經(jīng)耐鹽酸腐蝕試驗測試，涂覆該新型涂層材料的混凝土腐蝕液浸泡15天后該涂層才出現(xiàn)輕微的起皮、起泡現(xiàn)象，而普通聚合物水泥涂層在最初的3~4天就出現(xiàn)較為嚴(yán)重的起泡、褪色現(xiàn)象；
[0057](3)經(jīng)抗堿性試驗測定，涂覆該新型涂層材料的混凝土泛堿程度較涂覆其他類型防腐涂層材料的混凝土大為減輕，抗堿性能優(yōu)異；
[0058](4)經(jīng)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTJ275— 2000)所規(guī)定的混凝土抗氯離子滲透能力標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測試，6小時電通量為394庫倫，比市場已有涂料降低80%左右，比普通混凝土降低90%左右，氯離子滲透性達到很低的水平；
[0059](5)在抗鹽凍性試驗中，在保證試件整體穩(wěn)定完整的前提下，比原有聚合物水泥類涂層混凝土經(jīng)受鹽凍耦合循環(huán)次數(shù)多50~75次，比普通混凝土多出100~125次。當(dāng)達到100次凍融循環(huán)時，鹽水滲入導(dǎo)致的質(zhì)量變化率僅為0.6%，動彈模量維持在80%左右，整體耐久性明顯增強。
[0060]本發(fā)明的防水防腐涂層材料不僅具有出色的防水性能，而且具有優(yōu)良的防酸、堿及鹽凍性能，延長混凝土的工作壽命，同時還具有成本低、配方簡單、施工方便及美化混凝土工作環(huán)境等優(yōu)點，克服了現(xiàn)有防腐涂層材料普遍存在的性能單一的問題。
[0061]以上所述實施例，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明工作原理對以上實施例配方所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明的保護 范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括40%~45%的成膜物、51%~56%的粉料、2%~5%的著色顏料和2%~5%的助劑，其中，粉料為白水泥、石英砂和礦粉的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述成膜物為Acronal PS608ap乳液和/或EZ-100乳液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述成膜物是由Acronal PS608ap乳液和EZ-100乳液的質(zhì)量比為按質(zhì)量比1: (0.1~0.4)混合而成 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述白水泥為42.5級白水泥，石英砂的粒徑為60~100目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述粉料為白水泥、石英砂和礦粉按質(zhì)量比1: (0.76~0.84): (0.36~0.44)混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述著色顏料為黃色顏料、白色顏料或綠色顏料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，所述助劑是由Α-40分散劑、KLD-941消泡劑和ΒΥΚ333流平劑按質(zhì)量比1: (0.8~1.0): (0.8~1.0)混合而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物水泥基防水防腐涂層材料，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，包括42%的成膜物、54%的粉料、2%的著色顏料和2%的助劑，其中，粉料為白水泥、石英砂和礦粉按質(zhì)量比1: (0.76~0.84): (0.36~0.44)混合而成。
【文檔編號】C04B28/04GK103936361SQ201410111089
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】申愛琴, 萬晨光, 郭寅川, 王劍 申請人:長安大學(xué)