(中國粉體技術網/班建偉)為了滿足建筑防水工程對防水材料的需求,利用當地的粉煤灰微珠和蒙脫土研制開發了聚合物水泥基防水涂料,并于2002年12月通過了河北省科技廳組織的技術鑒定。鑒定委員會一致認為:該產品利用當地的粉煤灰微珠和蒙脫土,配方新穎獨特,屬國內首創。產品具有剛柔相濟的特性,技術性能優異,具有國內同類產品領先的水平。
1. 配方設計原理
該防水涂料配方設計原理是有機聚合物乳液失水可形成具有黏結性和連續性的彈性膜層,水泥吸收乳液中的水而硬化,柔性的聚合物膜層與水泥硬化體相互貫穿而牢固地黏結成一個堅固而有彈性的防水層。柔性的聚合物填充在水泥硬化體的空隙中,使水泥硬化體更加致密而富有彈性,涂膜具有較好的延伸率;水泥硬化體又填充在聚合物相中,使其具有更好的戶外耐久性和更好的基層適應性。因此,聚合物水泥基防水涂料可以形成一種高強度堅韌耐久的彈性涂膜防水層。
2. 生產工藝
聚合物水泥基防水涂料為雙組分。
A組分:丙烯酸乳液加適量增稠劑、增塑劑、防腐劑、防老劑、流平劑等助劑,經攪拌混合均勻后為聚合物乳液。
B組分:選用鐵鋁酸鹽水泥,加入適量粉煤灰微珠、蒙脫土、云母粉等無機填料,經攪拌混合均勻制成粉料。
按一定比例將A組分和B組分在現場攪拌混合均勻后即可施工。
粉煤灰微珠:熱電廠排放的粉煤灰中含有一定量的空心微珠,相對密度為0.72,粒徑為0.1mm,可以漂浮在水面上,所以又稱為漂珠。由于這種粉煤灰微珠具有顆粒細、中空、質輕、高強、耐磨、耐高溫、保溫絕熱、絕緣阻燃等多種功能,所以具有非常廣泛的用途。對于丙烯酸乳液來說,粉煤灰微珠能懸浮于乳液中,改善了乳液的搖溶性,降低了價格昂貴的增塑劑的用量。對于水泥來說,利用粉煤灰微珠在水泥拌合物中的潤滑作用,使水泥漿體的流動性大幅度提高,同時可降低價格較貴的云母粉用量,從而降低了生產成本。生產中加入15%的粉煤灰微珠,既可改善產品技術性能、提高產品質量、降低生產成本,又可化害為利、變廢為寶、減少粉煤灰對環境的污染。
蒙脫土:蒙脫土具有較好的吸水性、膨脹性、膠結性、陽離子交換性、分散性及潤滑性等性能。有些蒙脫土在吸附水時體積增大,并形成凝膠物質;有些蒙脫土吸附5倍于本身質量的水,而其體積能膨脹至吸水前的15~35倍。加水成膠溶液后,幾乎能永遠處于懸浮狀態。蒙脫土在防水涂料中主要起以下作用:在水中形成絮凝狀物質,具有增稠作用;它的分子基團能與涂料中有機基料結合,增強涂層的耐水性,提高涂層的強度和附著力;在水介質中具有良好的懸浮性和分散性,在涂料中不易沉淀、不易分層、顏色均勻,從而改善涂料的懸浮穩定性,且涂刷性好,能形成厚薄均勻、平整光滑的涂層;與適量水結合成膠狀體,在水中能釋放出帶電微粒,這種微粒間的電斥性使之在涂料中具有分散劑的功能。生產中加入10%的蒙脫土,既可提高產品質量,又可降低生產成本,還可利用當地資源。
3. 產品技術性能
經北京市建筑材料質量監督檢驗站檢測,該產品的各種性能均達到行業標準JC/T894—2001的指標要求。產品技術性能見表1。
4. 產品特點
4.1分子互穿網絡結構
該涂料選用了有機聚合物乳液和鐵鋁酸鹽水泥及無機填料,通過這2類材料的巧妙結合,在最終形成的防水涂膜中,聚合物相與水泥相相互貫穿,交聯固化,形成互穿網絡結構B既有有機高分子材料的柔性網絡,又有無機膠凝網絡結構,在保持了無機膠凝材料抗老化能力強、強度高、硬度大、黏結力強等特點的基礎上,引進了有機高分子材料變形性好、結構封閉性好、易涂刷等優點,剛柔結合,滿足了防水建材的要求。
4.2力學性能變化合理
聚合物水泥基防水涂料可以通過調節聚合物乳液和粉料的配比,生產出不同強度和延伸率的產品,根據防水應用部位的特點和要求來設計防水材料自身的性能B既有針對性地滿足技術要求,同時也在一定程度上節約工程造價成本,且其抗拉強度變化規律為當涂膜受拉時最大拉伸強度呈現在受拉前期(一般合成高分子涂膜最大強度呈現在斷裂時),類似于加筋防水卷材的力學性能變化規律,當基層出現裂縫變化時,容易產生剝離區,隨后裂縫變形,易保證防水效果。
4.3對基層面適應性強
普通防水材料在使用時,對混凝土基層的干燥度都有較嚴格的要求,給地下室等一些防水工程的施工帶來很大困難。聚合物水泥基防水涂料中的丙烯酸乳液是水乳型樹脂,水介質對它無破壞作用,通過水分揮發而成膜固化,而水泥是水硬化物質。因此,該產品對混凝土基層干燥度要求不高,甚至在潮濕基層上也可以順利地施工。同時,由于復合涂料中的水泥是重要成分之一,對混凝土基層親和黏結性良好,對改善涂層和混凝土基層的附著力十分有利。
4.4與面層、保護層結合牢固
普通防水材料在廁浴間、水池及潮濕的內防水層工程中應用時,面層或保護層與防水層的結合是大難題。聚合物水泥基防水涂料由于有了水泥作為骨架材料,普通的水泥砂漿可輕易與之良好結合,并能在潮濕或干燥的多種材質的基面上直接施工,甚至可以用其作黏結劑粘貼飾面材料或無需做甩砂處理直接在防水層上粘貼瓷磚,這是其他防水材料無法比擬的。
4.5環保、施工方便
與各類溶劑型防水涂料不同,聚合物水泥基防水涂料為水基產品,不含揮發性有毒溶劑,揮發分為水,對環境無污染,在通風較差的地下室和空間狹小或封閉的空間施工,除了需要更長時間干燥外,對施工人員無毒性傷害,稱得上是環保型建材。
聚合物水泥基防水涂料可任意選用刷涂、輥涂和噴涂的方法施工。不論施工面大小、形狀如何、是直面還是頂面都可施工形成整體性防水涂膜。涂2~3道B涂膜即可達到1.0~1.2mm厚,一般情況下,每道涂刷的時間間隔只需3~6h,施工效率很高。同時,由于其水溶性的特點,可以通過增、減用水量來調整涂料的黏度,以適應不同部位、不同施工氣候條件的需要。
5. 經濟效益分析
5.1企業效益
生產規模為年產聚合物水泥基防水涂料2 000 t銷售價格12 000元/t,銷售成本9000元/t,年創利稅600萬元。
5.2社會效益
建筑防水是個棘手的問題,本產品能夠比較理想地解決建筑防水問題,這對于人民安居樂業、社會穩定帶來不可估量的社會效益。同時,本產品年利用粉煤灰微珠300t,蒙脫土200t,既提高了產品質量,又減少了環境污染,且充分利用了資源,利國利民。
6. 結語
綜上所述,利用粉煤灰微珠、蒙脫土生產聚合物水泥基防水涂料符合建設節約型社會和發展循環經濟的要求,具有廣闊的推廣前景。
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