[发明专利]公路工程水泥混凝土结构渗透型防水材料

说明书

所属技术领域

本发明属于涂覆在已建成的公路工程水泥混凝土结构表面以及在新建公路工程水泥混凝土结构中添加的结晶渗透型防水材料。

背景技术

交通运输业的发展，特别是大型、特大型桥隧不断增多，为防水材料及其施工提供了广阔的空间。众所周知，混凝土是一种非均质的多孔材料，其内部存在大量的微观结构缺陷，这些微观缺陷都将成为后期混凝土的渗水渠道，使得建筑渗漏问题日益受到重视。因此，也就对防水材料的发展不断提出新的要求。交通结构防水大致经历了结构自防水、外加剂防水混凝土、表面处理防水等几个阶段。

最早的混凝土防水多为结构自防水，如采用富砂浆混凝土、集料连续级配混凝土等，其基本原理就是通过提高混凝土自身的密实度、减小孔隙率来提高其防水能力。由于这些方法会增大施工的难度，且无法从本质上提高水泥混凝土的抗裂能力，故现在应用较少。

20世纪初，出现了外加剂防水混凝土，主要有两种方式：

1、在混凝土中加入长链脂肪酸盐，通过与水泥中CaO，MgO，SiO2等反应形成不溶性的胶体化合物或络和物堵塞孔缝，达到防水目的。这种方法只能部分抑制混凝土的开裂，无法克服混凝土自身作为刚性材料的弱点；

2、在混凝土中加入膨胀剂，即补偿收缩混凝土。这种混凝土能够在水泥水化早期产生适量体积膨胀，受钢筋和邻位限制，在混凝土中产生预应力，从而抵消部分或全部由干缩、冷缩引起的拉应力。

20世纪50年代以后，随着高分子合成材料的发展，各种新型的防水涂料不断出现，为现代化建筑提供了新材料、新技术。各种嵌缝密封胶、防水涂料、止水堵漏材料等在建筑工程中的应用越来越广泛。目前表面处理类材料主要分为两大类：柔性材料和刚性材料。柔性材料主要利用高分子物质，通过聚合、改性等手段，在混凝土表面形成一层憎水的弹性保护层，封闭混凝土表面，阻止水的通过；刚性材料则是以水泥、砂、石为原材料，掺加少量有机或无机外加剂，在混凝土表面形成致密的有一定强度的保护层，弥合结构缺陷，增强混凝土的防水性能。

从历史发展的几个阶段，可以看到其趋势为：逐步向着更易施工、更易维护的表面处理方式发展，防水涂料的研究有非常广阔的前景。

在传统的防水技术中，水泥用于刚性防水，高分子材料用于柔性防水，往往泾渭分明。水泥基防水材料耐久性好，与基面完全相容，但是不适用变形；柔性防水材料品种多，变形性好，但与基面相容差，还存在老化的问题。随着聚合物生产技术的成熟，成本的降低，聚合物的比例逐渐增大，于是就产生了聚合物水泥防水涂料。

发明内容

1、作用机理

当公路工程水泥混凝土结构渗透型防水材料应用于混凝土表面时，由于涂料中含有的活性化学物质，在浓度和压力差共同作用下，活性化学物质会通过混凝土孔隙中存在的水，渗透到混凝土内部，与毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应，生成不溶于水的结晶体，密封混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝，起阻水、防水作用。同时其又能与钢筋表面的氧化物发生反应，形成一层稳定的薄膜，阻止二氧化碳侵入混凝土，防止混凝土中的pH值下降，起到保护钢筋的作用。

2、最优配合比

表1涂料的基本组成

按其组成配制十公斤涂料，以备后续试验使用。涂料拌合用水量的水灰比为0.4，其流动度可达300mm以上，凝结时间满足初凝大于30min，终凝时间不超过24h。

3、材料性能

(1)安定性合格：凝结时间合格。

(2)公路工程用水泥混凝土渗透防水材料水泥砂浆物理力学性能。

表2受检砂浆的物理力学性能

(3)该材料具有与基体良好的结合能力，能够与基体形成整体防水的特点。

(4)抗渗效果明显，二次抗渗压力能达到一次抗渗压力的33.33％以上，抗渗压力比可达300％，再次体现该材料具有良好的抗渗性能及自愈合能力。

(5)具有良好的抗冻性，经过-20℃～20℃之间的50次循环，基体性能不受影响，可见该材料对基体有增强抗冻性能的能力。

(6)具有耐酸、碱、盐腐蚀的性能，在pH＝3.0-12.0条件下均可以正常使用。

通过以上检测结果分析，可以认为涂料各方面的性能满足GB18445-2001的要求，并能够明显的提高基体的防水能力，其性能甚至还超过同类产品的水平。

具体实施方式

实施方式1：表面涂刷