有机硅防水剂PPT文档格式.ppt

1、而而对对于于露露天天条条件件或或干干燥燥环环境境中中工工作作的的混混凝凝土土，研研制有机硅系列防水剂抗渗防裂显得非常必要。制有机硅系列防水剂抗渗防裂显得非常必要。二、国内外混凝土防水防渗的研究概况二、国内外混凝土防水防渗的研究概况 在在六六七七十十年年代代，日日本本最最早早投投入入对对混混凝凝土土防防水水防防裂裂的的研研究究。日日本本电电气气化化学学公公司司和和日日本本小小野野田田水水泥泥公公司司先先后后开开发发出出硫硫铝铝酸酸盐盐膨膨胀胀剂剂和和石石灰灰质质膨膨胀胀剂剂，并并应应用用于于工工程程中中，取取得得了了良良好好的的效效果果。随随后后，前前苏苏联联、澳澳大大利利亚亚等等国国也也先先后

2、后开开展展了了防防水水防防渗渗混混凝凝土土外外加加剂剂的的研研制制，并并取取得得了了广广泛泛应应用用。我我国国对对混混凝凝土土防防水水防防渗渗开开展展了了防防水水防防渗渗混混凝凝土土外外加加剂剂的的研研制制并并取取得得了了广广泛泛的的应应用用。我我国国对对混混凝凝土土防防水水防防渗渗的的研研究究和和应应用用起起步步较较晚晚，19751975年年中中国国建建材材院院研研制制成成功功CSACSA膨膨胀胀剂剂，19851985年年中中国国建建材材研研究究院院在在自自应应力力水水泥泥科科研研成成果果基基础础上上研研制制成成功功石石灰灰系系为为主主的的复复合合膨膨胀胀剂剂和和钙钙凡凡石石系系膨膨胀胀剂剂

3、并并在在防防水水防防裂裂混混凝凝土土工工程程中中得得到到应应用用，取取得得了了良良好好的的补补偿偿收收缩缩作作用用，能能有效的防止混凝土的平衡开裂。有效的防止混凝土的平衡开裂。n n 但是近年来随着高层建筑的快速发展，超长超高但是近年来随着高层建筑的快速发展，超长超高的混凝土的施工已经非常普及，在这种条件下，膨胀的混凝土的施工已经非常普及，在这种条件下，膨胀剂由地下潮湿环境升高到地面上露天环境下工作时的剂由地下潮湿环境升高到地面上露天环境下工作时的缺陷便暴露了出来。干燥的空气介质使膨胀剂不能发缺陷便暴露了出来。干燥的空气介质使膨胀剂不能发挥其自身的优势，这时候研制新型的混凝土防水防裂挥其自身的

4、优势，这时候研制新型的混凝土防水防裂材料已显得刻不容缓。加入有机化工材料，使混凝土材料已显得刻不容缓。加入有机化工材料，使混凝土增加韧性提高抗拉强度是改善混凝土脆性的一条行之增加韧性提高抗拉强度是改善混凝土脆性的一条行之有效的方法。因此国内有许多人研究使用新型的混凝有效的方法。因此国内有许多人研究使用新型的混凝土防水防裂外加剂。土防水防裂外加剂。三、本课题的研究内容三、本课题的研究内容 1 1、通通过过大大量量试试验验优优选选甲甲基基硅硅酸酸钠钠、乙乙基基硅硅酸酸钠钠、MSMS溶剂树脂等原材料。溶剂树脂等原材料。2 2、研研究究有有机机硅硅混混凝凝土土防防水水剂剂的的生生产产工工艺艺制制度度、

5、工工艺原理、工艺流程、找出最佳工艺参数。艺原理、工艺流程、找出最佳工艺参数。3 3、研究有机硅混凝土防水剂的各种配比方案并、研究有机硅混凝土防水剂的各种配比方案并应用。应用。第二部分第二部分 技术路线技术路线有机硅防水剂的防水原理有机硅防水剂的防水原理有机硅防水剂研制的技术路线有机硅防水剂研制的技术路线有机硅防水剂研制的工艺流程有机硅防水剂研制的工艺流程一、一、有机硅防水剂的防水原理有机硅防水剂的防水原理 有有机机硅硅防防水水剂剂的的主主要要成成分分是是甲甲基基硅硅酸酸钠钠、乙乙基基硅硅酸酸钠钠、MSMS溶溶剂剂树树脂脂。它它们们在在空空气气中中的的C C O O2 2和和H H2 2O O分

6、分子子作作用用下下形形成成甲甲基基硅硅醇醇、乙乙基基硅硅醇醇及及MSMS树树脂脂膜膜。生生成成物物甲甲基基硅硅醇醇、乙乙基基硅硅醇醇及及MSMS树树脂脂膜膜都都含含有有极极性性基基因因OHOH，易易生生成成氢氢键键。氢氢键键的的形形成成影影响响着着甲甲基基硅硅醇醇、乙乙基基硅硅醇醇及及MSMS树树脂脂膜膜的的性性质质。使使它它的的沸沸点点较较高高（110110）且且耐耐低低温温（-45-45）。同同时时，溶溶液液中中存存在在水水解解反反应应，这这个个水水解解反反应应的的结结果果使使防防水水剂剂溶溶解解程程碱碱性性（PH=1215PH=1215），甲甲基基硅硅醇醇、乙乙基基硅硅醇醇及及MSMS树

7、树脂脂膜膜在在这这种种碱碱性性环环境境下下进进一一步步偏偏聚聚，分分子子间间脱脱水水，生生成成甲甲基基氧氧烷烷、乙乙基基氧氧烷烷和和水水，其其中中甲甲基基硅硅醇醇、乙乙基基硅硅醇醇为为非非电电解解质质，油油状状增增水水物物。这这个个反反应应继继续续下下去去，生生成成枝枝状状链链，在在此此基基础础上上又又偏偏聚聚成成网网状状高高分分子子聚聚合合物物甲甲基基树树脂脂，由由此此构构成成防防水水膜膜，深入混凝土的毛细孔中，阻止水分进入。深入混凝土的毛细孔中，阻止水分进入。在混凝土加入有机硅防水剂后，由于偏聚反应中在混凝土加入有机硅防水剂后，由于偏聚反应中生成枝状、链状及网状分子是伴随水泥水化反应的同生

8、成枝状、链状及网状分子是伴随水泥水化反应的同时进行的。他们填补了混凝土的微孔隙，是混凝土的时进行的。他们填补了混凝土的微孔隙，是混凝土的微观结构更加致密，提高了混凝土的抗渗性，而且这微观结构更加致密，提高了混凝土的抗渗性，而且这些高分子聚合物有一定的塑性强度，可以有效的减少些高分子聚合物有一定的塑性强度，可以有效的减少混凝土的干燥收缩，防止或减少因混凝土的收缩而产混凝土的干燥收缩，防止或减少因混凝土的收缩而产生的内力，减轻因此而产生的原始裂缝开展程度，提生的内力，减轻因此而产生的原始裂缝开展程度，提高了混凝土的抗裂性。再则，还可以分散应力，防止高了混凝土的抗裂性。再则，还可以分散应力，防止应力

9、集中，改善混凝土的内部界面效应，增加了混凝应力集中，改善混凝土的内部界面效应，增加了混凝土的弹塑性，使混凝土的抗渗、抗拉、耐久性得到改土的弹塑性，使混凝土的抗渗、抗拉、耐久性得到改善。善。二、二、有机硅防水剂研制的技术路线有机硅防水剂研制的技术路线 根据以上原理，我们通过合理选择甲基硅酸根据以上原理，我们通过合理选择甲基硅酸钠、乙基硅酸钠、钠、乙基硅酸钠、MSMS溶剂树脂等原材料，再依据各溶剂树脂等原材料，再依据各种组分在水泥水化时的反应剧烈程度，合理配比，种组分在水泥水化时的反应剧烈程度，合理配比，优选出有机硅混凝土防水剂的配方；采用合理的生优选出有机硅混凝土防水剂的配方；采用合理的生产工艺

10、制度，生产出有机硅混凝土防水剂产工艺制度，生产出有机硅混凝土防水剂，并在检并在检测后进行工业试生产、工程应用测后进行工业试生产、工程应用。三、三、有机硅防水剂研制的工艺流程有机硅防水剂研制的工艺流程 甲基、乙基硅酸钠、MS溶剂树脂的选择 有机硅防水剂原材料比例的确定 影响有机硅防水剂性能因素的研究有机硅防水剂混凝土主要物理力学性能指标测试 有机硅混凝土防水剂的工程应用第三部分第三部分 试验研究试验研究原材料的选择原材料的选择有机硅防水剂配方的确定有机硅防水剂配方的确定一、一、原材料的选择原材料的选择 有机硅防水剂的原材料主要有甲基硅酸钠、乙有机硅防水剂的原材料主要有甲基硅酸钠、乙基硅酸钠、基硅

11、酸钠、MSMS溶剂树脂。我们在本研究选用的甲基溶剂树脂。我们在本研究选用的甲基硅酸钠、乙基硅酸钠性能指标如表硅酸钠、乙基硅酸钠性能指标如表1 1所示，所示，MSMS溶剂溶剂树脂性能指标如表树脂性能指标如表2 2所示。所示。二、二、有机硅防水剂的试验过程有机硅防水剂的试验过程 有机硅混凝土防水剂的研制主要取决于其在混凝土施工过程中的水化机制和工作环境，我们选用以上三种材料作为原材料。甲基硅酸钠分子在反应后形成35个硅原子的水溶性聚合物，以枝状和链状分子结构为主，从防水机理上主要起到封堵毛细孔的作用；乙基硅酸钠反应后形成813个硅原子的水溶性聚合物，以链状和网状分子结构为主，主要起到封堵贯通孔的作

12、用。MS溶剂树脂在水泥水化过程中不发生化学反应，它本身是大分子结构，当混凝土凝结硬化后，仍然具有一定的流动性，主要是起到补充前二者没有填充的空间的作用。该反应在可以加热并带有搅拌器的密闭反应中进行。由于本反应体系为碱性介质，对反应器衬里没有特殊的要求。反应进行一定的时间后取样检测，达到要求的后，经排除低沸点组分即可。具体的反应步骤为：首先将水、甲基硅酸钠与乙基硅酸钠混合配置成一定浓度的溶液，倾入带回流冷凝装置的反应容器中，在密封条件下缓慢搅拌加热，回流一定时间后从恒压漏斗中滴加一定量的MS溶剂型树脂。由于该反应为放热反应，为防止溶液沸腾，最初的MS溶剂型树脂加入必须缓慢、谨慎，待反应物呈金黄色

13、后，在保持回流温度平稳的情况下加入剩余的溶剂型树脂，使反应物保持沸腾状态，维持一定时间至反应终点。1 1 1 1、甲基硅酸钠与乙基硅酸钠的回流反应、甲基硅酸钠与乙基硅酸钠的回流反应、甲基硅酸钠与乙基硅酸钠的回流反应、甲基硅酸钠与乙基硅酸钠的回流反应过程过程过程过程 对于一般的情况，在强碱条件下MS溶剂型树脂滴入所进行的加成反应是非常剧烈的。但是通过实验方法的改进，该反应过程是可以得到控制的。我们首先将甲基硅酸钠与乙基硅酸钠水溶液混合，搅拌加热开始回流，随着混合物的逐渐溶解，体系成为乳白色的液体。该反应过程虽然是可逆的，但形成一定量的聚合物有助于提高最终产物。2 2 2 2、MSMSMSMS溶剂

14、型树脂的滴加过程溶剂型树脂的滴加过程溶剂型树脂的滴加过程溶剂型树脂的滴加过程 为了防止加入MS溶剂型树脂后的剧烈放热而造成的反应失控，因而在加入MS溶剂型树脂之后通常须冷却，以保证滴加过程体系的温度不高于65。但是通过实验发现，在适当调整反应物配比的情况下，可以不经过冷却并保持在相对平稳的温度条件下直达反应终点，这样不仅缩短了反应的时间，而且提高了反应产物的性能，提高了生产效率。虽然该反应是一个放热过程，但却需要在一定的温度下才能自发进行。根据反应动力学原理，升高温度有利于反应速度的提高。同时，该体系中甲基硅酸钠与乙基硅酸钠（常压沸点为56）和水（常压沸点为100）在反应过程中可以通过适当控制回流比达到所需的反应温度，同时滴加速度MS溶剂型树脂需控制以防止爆沸。3 3 3 3、低沸点组分的排除、低沸点组分的排除、低沸点组分的排除、低沸点组分的排除 在缩聚反应结束以后，反应产物的分子量有一定范围的分布，原料中杂质的存在和反应中副反应的存在，对最终产物性能有明显的影响。反应达到