一种混凝土抗渗防水外加剂及其应用

摘要

本发明涉及建筑材料领域，公开了一种混凝土抗渗防水外加剂及其应用，该混凝土抗渗防水外加剂包括：辛基三乙氧基硅烷0.5‑0.6份，C15H32O3Si4（CAS：9011‑19‑2）0.3‑0.4份，硅酸盐16.0‑17.0份。本发明混凝土抗渗防水外加剂在不改变混凝土的配合比，不会对混凝土的理化特性带来副作用的前提下，在混凝土制作过程中添加极少量，就能极显著地提高混凝土抗渗特性并提高其机械强度。

权利要求

1.一种混凝土修复加固材料，其特征在于：包括基面修复砂浆和混凝土注浆液；

所述基面修复砂浆包括以下质量百分数的组分：天然石英砂40‑55%，比表面积大于2

12000cm /g的波特兰水泥40‑55%，丙烯酸酯/丙烯酸胺/丙烯酸盐三元共聚物1‑2%，混凝土抗渗防水外加剂0.01‑1.5%，D95<10微米的甲基纤维素0.0‑0.1%，微米级的二胺@铝MOF颗粒

0.01‑5.0%，聚乙烯0.0‑0.1%；

其中，所述混凝土抗渗防水外加剂包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.5‑0.6份，C15H32O3Si40.3‑0.4份，硅酸盐16.0‑17.0份；

所述微米级的二胺@铝MOF颗粒的制备方法包括：将硝酸铝和4,4'‑联苯二甲酸以铝元素和羧基摩尔比为1:（0.8‑1.2）的比例添加至水中并分散均匀，升温加热至160‑200℃，然后将所得溶液的pH调节为2‑4，保温反应5‑10h；反应结束后经过滤、洗涤、干燥和粉碎后得到微米级的铝MOF颗粒；将铝MOF颗粒浸渍于二胺溶液中，静置吸附2‑4h，离心分离，制得微米级的二胺@铝MOF颗粒。

2.如权利要求1所述的混凝土修复加固材料，其特征在于，所述混凝土抗渗防水外加剂包括以下重量份的组分：

辛基三乙氧基硅烷0.56份，

C15H32O3Si4 0.34份，硅酸盐16.7份。

3.如权利要求1或2所述的混凝土修复加固材料，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钾。

4.如权利要求1所述的混凝土修复加固材料，其特征在于，所述混凝土注浆液包括A组分和B组分，其中：

所述A组分包括以下质量百分数的组分：Mw< 700的双酚‑A‑环氧氯丙烷树脂60‑68%，缩水甘油12‑14烷基醚10‑20%，1,6‑己二醇二缩水甘油醚10‑20%，Mw< 700的双酚F环氧树脂

10‑20%，3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2‑5%。

5.如权利要求4所述的混凝土修复加固材料 ，其特征在于，所述B组分包括以下质量百分数的组分：异佛尔酮二胺20‑31%，聚醚胺40‑51%，间苯二甲胺10‑20%，双酚A 10‑20%，三甲基六亚甲基二肟5‑10%，2,2’‑亚甲基双苯酚2‑5%，2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚2‑5%。

6.如权利要求4或5所述的混凝土修复加固材料，其特征在于，所述混凝土注浆液中A组分和B组分的质量比为（4‑4.5）:（1.5‑2.0）。

说明书

一种混凝土抗渗防水外加剂及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种混凝土抗渗防水外加剂及其应用。

背景技术

[0002] 混凝土的任何一种变化过程，包括物理变化、化学变化以及生物变化，都与水有直接的关系。不仅如此，作为载体，腐蚀性介质如氯离子，硫酸盐等都是通过水进入混凝土结
构中的。大量研究证明：混凝土的渗透性、吸水性与混凝土的抗碳化性、抗冻融性、抗氯离子
渗透性都具有很好的相关性。在欧美，很长时间以来，已用混凝土的渗透性、吸水性指标来
表征混凝土的耐久性。提高混凝土的抗渗性已成为提高混凝土耐久性的一种重要手段。

[0003] 防渗混凝土技术诞生于上世纪三十年代，发展于八十年代，在国民生产和建设中得到广泛应用。①防水混凝土通常通过调整混凝土的配合比、掺入外加剂或使用新型水泥
等方法提高混凝土自身的密实性、憎水性和抗渗性。防水混凝土一般分为普通防水混凝土、
外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土三类。②抗渗混凝土通过掺入各种外加剂，以提
高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少外来水的渗透路径，来提高其抗渗性。防水混
凝土和抗渗混凝土有很大的相似处，只是出于设计目的，对建筑物的抗渗性要求不同或建
筑物不可以使用其它附加防水材料而使用不同的混凝土。对抗渗有明确要求就用抗渗混凝
土。使用防水混凝土主要是其它防水材料不能满足结构的其它要求或者提高建筑物防水的
可靠性。

[0004] 然而，目前现有的混凝土抗渗防水外加剂，一方面，在抗渗防水效果上仍有不小的改进空间，尤其是尚无法满足一些特殊领域的需求；另一方面，普遍需要在较大的添加量下
才能显著提高混凝土的抗渗特性，不仅增加了成本，并且目前大多数的混凝土抗渗防水外
加剂或多或少都会给混凝土的物理力学特性带来副作用。因此有必要不断开发出抗渗防水
效果更好、添加量少、对混凝土无副作用的新型混凝土抗渗防水外加剂。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土抗渗防水外加剂及其应用，本发明混凝土抗渗防水外加剂在不改变混凝土的配合比，不会对混凝土的理化特性带来副作
用的前提下，在混凝土制作过程中添加极少量，就能极显著地提高混凝土抗渗特性并提高
其机械强度。

[0006] 本发明的具体技术方案为：

[0007] 第一方面，本发明提供了一种混凝土抗渗防水外加剂，包括以下重量份的组分：

[0008] 辛基三乙氧基硅烷0.5‑0.6份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.3‑0.4份，硅酸盐16.0‑17.0份。

[0009] 本发明的混凝土抗渗防水外加剂以硅酸盐和特殊的硅化合物为基料的粉/液(加水后)态产品，不含卤族材料，不含氯离子。它以通过渗透结晶，减小毛细孔径为核心手段，
将另外两种抗渗方法与之有机相融，充分保证了掺入外加剂的混凝土的高度密实性和裂缝
自修复性。在提高混凝土耐久性的同时，还提高了混凝土的抗冻融性、抗盐类及其它化学介
质腐蚀的能力。本发明的混凝土抗渗防水外加剂的作用机理以及对混凝土物理力学特性的
影响为：

[0010] (1)结晶特性：结晶是本发明混凝土抗渗防水外加剂提高混凝土密实性的主要手段。它与混凝土中水泥中的Ca(OH)2反应，产生不被溶解的结晶，可极大地降低混凝土在水
化固化过程中形成的毛细孔，通过此有效地阻止外来水通过毛细孔向混凝土的渗透。

[0011] (2)憎水特性：本发明混凝土抗渗防水外加剂能使混凝土具备良好的疏水性。此特性是通过产品中的特殊的几种硅化合物成分实现的。它通过在毛细孔表面建造一个化学锚
固式的疏水面以降低混凝土毛细孔乃至混凝土的表面张力。通过减少表面张力，阻止了液
体向混凝土中的渗透。并且，本发明中特殊的几类硅化合物相较于其他的硅化合物，应用于
本发明混凝土抗渗防水外加剂中时效果更佳。

[0012] (3)防水特性：本发明混凝土抗渗防水外加剂中的其它硅化合物成分，除了与水反应生成新的化合物填充毛细孔(如图2所示)和加速对水泥的水化作用外，其贡献还在于限
制混凝土中的氢氧化钙量。

[0013] 水泥中含有大量俗称生石灰的氧化钙CaO。实验结果表明，各种不同性状的游离氧化钙都不同程度地促进了水泥的凝结和硬化，除纯氧化钙外，水泥中其它性状的游离氧化
钙含量超过一定数量时都会导致体积安定性不良，即水泥在硬化过程中体积变化的均匀性
能变差，从而产生不均匀变形，导致裂缝的产生。此外，氧化钙加水后会成为氢氧化钙(熟石
灰，Ca(OH)2)，它是一种脱水剂，当和水接触时会产生大量的热。氢氧化钙能微溶于水，同时
释放出大量的热，从而引起混凝土的温度裂缝。在硅酸盐水泥混凝土中，氢氧化钙的分布通
常呈3维的级联网状。水，特别是腐蚀液体能容易地渗透到混凝土深处。而加入本发明混凝
土抗渗防水外加剂后，其结晶机制使得Ca(OH)2的3维分布发生变化，微晶地分布在水泥基
中。

[0014] 本发明混凝土抗渗防水外加剂的作用机理在于，其硅化合物的活性成分与Ca(OH)2作用生成CSH凝胶，水泥及混凝土组分中的玻璃组分被高pH值(约介于13.2‑13.6之
间)的孔溶液主要地分解为硅和铝，在CSH凝胶转化工程中，它们与氢氧化钙反应，生成不被
溶解的化合物，不仅能密实混凝土，而且还能降低混凝土收缩率。通过此，保证了体积安定
性，降低了水化热，降低了裂缝形成的可能性。

[0015] 本发明混凝土抗渗防水外加剂不改变混凝土的物理力学特性：混凝土的抗压强度主要是通过CSH过程中的结晶来确定的，在混凝土硬化时，如果我们观察一个小时CSH过程
中混凝土的机械特性(如抗压强度和抗折强度)便可确定如下公式：

[0016] C3S+(3‑x+y)H→CxSHy+(3‑x)CH

[0017] C3S：Alit，Tricalciumsilikat Ca3SiO5(2)

[0018] CxSHy：CSH‑Phase，CaxSiOy

[0019] CH：Calciumhydroxid，

[0020] H：Waser，H2O

[0021] CSH过程在显微镜下可以看的更加清楚，理想情况下，混凝土外加剂应该对混凝土CSH过程不产生任何影响。为此，用显微镜观察一块没有经过添加本发明混凝土抗渗防水外
加剂的混凝土和添加有本发明混凝土抗渗防水外加剂的混凝土的硬化过程，如图1所示：显
微镜下的微观结构图片表明：加入本发明混凝土抗渗防水外加剂对混凝土的硬化过程没有
任何影响，在高温养护的过程中也不会失效。加入本发明混凝土抗渗防水外加剂之后水的
黏度并没有提高。由此可知，本发明混凝土抗渗防水外加剂可提高混凝土的密实性，不会对
混凝土的物理力学特性带来副作用。

[0022] 本发明混凝土抗渗防水外加剂的优点还体现在，使混凝土具有良好的耐久性、工作性、稳定性和强度：(1)工作性：增加流动性，并具有良好的粘聚性和保水性；(2)稳定性：
较好的匀质性、不离析、不泌水；(3)调节水泥的水化硬化过程：延缓水化放热、早强、高强
等；(4)提高混凝土体积稳定性：补偿收缩、防渗、抗裂；并具有一定的裂缝自修复功能；(5)
改善混凝土的孔结构，以提高混凝土的耐久性等。

[0023] 作为优选，所述的混凝土抗渗防水外加剂包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.56份，C15H32O35i4(CAS：9011‑19‑2)0.34份，硅酸盐16.7份。

[0024] 作为优选，所述硅酸盐为硅酸钾。

[0025] 第二方面，本发明提供了所述混凝土抗渗防水外加剂在制备防水混凝土或抗渗混凝土中的应用。所述混凝土抗渗防水外加剂的添加量小于等于1.5％。

[0026] 关于外加剂的用量：早期，国标没有限制外加剂的用量，有些工程中，无限制增加防水剂的用量(远大于胶凝材料用量的5％以上，当材料的掺量大于水泥用量的5％时，就被
视为掺合料，必须进行配合比计算)。实验室虽能通过抗渗要求的检验，但工程应用中，混凝
土几个月后便产生规则的贯穿性裂缝。就因过多防水剂掺入量使混凝土配合比发生改变。
鉴于此，国标GB/T 50934‑2013《石油化工防渗工程技术规范》强调：抗渗混凝土添加剂的添
加量不宜超过2％，从根本上规避了过多的添加量对混凝土结构的安全性及环境保护带来
巨大的隐患。如某重要工程中，在厂商影响下，外加剂的添加量高出水泥用量的10％以上，
以至于在混凝土浇灌几个月后就产生大量规则性裂缝，甚至贯穿裂缝，防水特性比一般混
凝土还要差。

[0027] 而本发明混凝土抗渗防水外加剂可在较低添加量下就取得显著的效果，具体的用量是以混凝土所用水泥的用量来决定的，由于水泥质量的离散性，对于要求很高的抗渗混
‑12
凝土，比如：要求混凝土的相对抗渗系数小于1.0x10 cm/s，用量应介于水泥重量的1.0‑
3
2.0％之间。而用于防水意义上的混凝土，以C30混凝土为例，只需添加0.8‑1.0kg/m ，就能
很容易地达到P30的抗渗等级。

[0028] 第三方面，本发明提供了所述混凝土抗渗防水外加剂在混凝土防水中的应用，将所述混凝土抗渗防水外加剂添加至砂浆中得到防水砂浆。

[0029] 第四方面，本发明提供了所述混凝土抗渗防水外加剂在制备混凝土修复加固材料中的应用，优选地，所述混凝土抗渗防水外加剂的添加量小于等于1.5％。

[0030] 作为优选，所述混凝土修复加固材料包括基面修复砂浆和混凝土注浆液；

[0031] 所述基面修复砂浆包括以下质量百分数的组分：天然石英砂40‑55％，比表面积大2
于12000cm /g的波特兰水泥40‑55％，丙烯酸酯/丙烯酸胺/丙烯酸盐三元共聚物1‑2％，混
凝土抗渗防水外加剂0.01‑1.5％，D95＜10微米的甲基纤维素0.0‑0.1％，微米级的二胺@铝
MOF颗粒0.01‑5.0％，聚乙烯0.0‑0.1％。

[0032] 作为优选，所述混凝土注浆液包括A组分和B组分，其中：

[0033] 所述A组分包括以下质量百分数的组分：Mw＜700的双酚‑A‑环氧氯丙烷树脂60‑68％，缩水甘油12‑14烷基醚10‑20％，1，6‑己二醇二缩水甘油醚10‑20％，Mw＜700的双酚F
环氧树脂10‑20％，3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2‑5％。

[0034] 所述B组分包括以下质量百分数的组分：异佛尔酮二胺20‑31％，聚醚胺40‑51％，间苯二甲胺10‑20％，双酚A10‑20％，三甲基六亚甲基二肟5‑10％，2，2’‑亚甲基双苯酚2‑
5％，2，4，6‑三(二甲氨基甲基)苯酚2‑5％。

[0035] 作为优选，所述混凝土注浆液中A组分和B组分的质量比为(4‑4.5)∶(1.5‑2.0)。

[0036] 本发明的修复加固材料的包括基面修复砂浆和混凝土注浆液两种材料，其中基面修复砂浆主要起到修复作用，混凝土注浆液主要起到加固作用。具体地：

[0037] (1)基面修复砂浆可替代混凝土使用，具有优秀的抗化学介质腐蚀、抗机械冲击的特性。在该砂浆中，除了含有较为常见的天然石英砂、波特兰水泥和丙烯酸酯/丙烯酸胺/丙
烯酸盐三元共聚物外，还含有：

[0038] (1.1)混凝土抗渗防水外加剂：作用如前文所述。

[0039] (1.2)D95＜10微米的水硬性粘合剂(甲基纤维素)：该高比表面积的水硬性粘合剂能够显著增加砂浆与混凝土表面的接触面积，进而可极大改善砂浆与混凝土的粘结性能，
并通过砂浆中材料的渗透反应功能，使得砂浆与混凝土永久的成为一体。另一方面，该低粒
度的水硬性粘合剂可理想地填充于填料颗粒之间的空间，使得砂浆具有极高的致密性和非
常高的抗压强度，以及极强抗渗性能。此外，由于其更小的形态，使得砂浆还具有了其他性
能(如硫酸盐抗性等)。

[0040] (1.3)微米级的二胺@铝MOF颗粒：MOF材料是以有机配体为框架并负载有金属的一种具有三维笼状结构的新型复合型材料，其内部具有多孔网络结构。将该材料添加至砂浆
中充分混合后，纳米级部分的水硬性粘合剂(甲基纤维素)渗透进入MOF材料内部，从而使得
MOF材料与砂浆硬化后成为一体，而MOF作为补强材料可有效降低砂浆固化后的脆性。并且
MOF材料具有出色的调湿能力，当混凝土处于较为高湿的状态下，MOF材料在内外渗透压差
下吸水；当混凝土处于较为低湿的状态下，MOF材料会释放水分，MOF材料的该特性可有效调
节混凝土的湿度，进而改善耐久性。此外，也更为重要的是，本发明巧妙地利用铝MOF的多孔
吸附性负载有二胺，当基面修复砂浆与混凝土注浆液配合使用时，二胺能够与混凝土注浆
液中的A组分发生交联固化，如此能够显著增加基面修复砂浆与混凝土注浆液的交联结合
程度，确保两者永久成为一体，降低再次疏松开裂的风险。

[0041] 综上，本发明的基面修复砂浆的主要特性如下：1)与混凝土具有类似的理化性能2 2
指标：7d抗压强度大于35N/mm ，28d抗压强度大于50N/mm ；2)具有低收缩特性：材料的自身
收缩率极低，不会因材料自身收缩而产生开裂，以及与混凝土剥离，形成二张皮；3)极高的
粘结强度：粘结强度大于2.0Mpa；4)极强的抗渗性能：抗渗压力大于2Mpa；5)优异的稳定性：
抗冻融循环能力、抗湿热循环能力、抗干热循环能力；6)优异的防腐蚀性能：材料自身具有
一定的抗化学介质腐蚀的能力。

[0042] (2)混凝土注浆液为双组分产品，专用于裂缝粘合注浆，可用于干燥、微湿、甚至潮湿的裂缝、缺陷部位、空腔的填充和粘结。在多孔性的混凝土基面上，其具有很好的渗透性。
当A、B组分接触反应后，与混凝土、石材、金属等墙体都具有良好的粘结力。通过注入方式该
材料能长久、强力地填充至建筑结构上的裂缝和缺陷部位。且材料不含填料和增塑剂，故排
3
除了产品使用后成分被分解的可能性。此外，由于材料的低密(约为1g/cm)、低黏(23℃，约
120mPa.s)特性(选择分子量较低的组分，黏度更低)，其在实施注入时，该材料会很快填满
注入区域内的不密实区域，并向周围混凝土中的毛细通道(孔)中渗入，从而牢牢地将混凝
土重新粘结在一起，且材料自身的抗压强度大于70Mpa，劈拉强度大于15Mpa，因而在注浆后
该材料和混凝土可永久的成为一体。

[0043] 作为优选，所述微米级的二胺@MOF颗粒的制备方法包括：将硝酸铝和4，4′‑联苯二甲酸以铝元素和羧基摩尔比为1∶(0.8‑1.2)的比例添加至水中并分散均匀，升温加热至
160‑200℃，然后将所得溶液的pH调节为2‑4，保温反应5‑10h；反应结束后经过滤、洗涤、干
燥和粉碎后得到微米级的铝MOF颗粒；将铝MOF颗粒浸渍于二胺溶液中，静置吸附2‑4h，离心
分离，制得微米级的二胺@MOF颗粒。

[0044] 本发明以硝酸铝为金属源、以4，4′‑联苯二甲酸为有机配体通过水热反应制备铝MOF颗粒，然后以铝MOF颗粒为吸附载体负载上二胺。当基面修复砂浆与混凝土注浆液配合
使用时，二胺能够与混凝土注浆液中的A组分发生交联固化，如此能够显著增加基面修复砂
浆与混凝土注浆液的交联结合程度，确保两者永久成为一体，降低再次疏松开裂的风险。

[0045] 作为优选，所述二胺为异佛尔酮二胺、间苯二胺或间苯二甲胺。

[0046] 与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明混凝土抗渗防水外加剂在不改变混凝土的配合比，不会混凝土的理化特性带来副作用的前提下，在混凝土制作过程中添加
极少量，就能极显著地提高混凝土抗渗特性并提高其机械强度。

附图说明

[0047] 图1为未添加与添加本发明混凝土抗渗防水外加剂的混凝土的显微镜图(上图为未添加，下图为添加)；

[0048] 图2为添加本发明混凝提抗渗防水外加剂的混凝土的电镜照片；

[0049] 图3为添加与未添加本发明混凝土抗渗防水外加剂的混凝土后倒入进行抗渗性测试的照片(左侧为添加，右侧为未添加)。

具体实施方式

[0050] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

[0051] 总实施例

[0052] 一种混凝土抗渗防水外加剂，包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.5‑0.6份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.3‑0.4份，硅酸盐(选优硅酸钾)16.0‑17.0份。

[0053] 作为优选，所述的混凝土抗渗防水外加剂包括以下重量份的组分辛基三乙氧基硅烷0.56份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.34份，硅酸钾16.7份。

[0054] 当将所述混凝土抗渗防水外加剂应用于防水混凝土或抗渗混凝土制备中时，其添加量可小于等于1.5％。当其应用于混凝土防水中时，将所述混凝土抗渗防水外加剂添加至
砂浆中得到防水砂浆。当将其应用于在制备混凝土修复加固材料中时，添加量可小于等于
1.5％。

[0055] 其中，所述混凝土修复加固材料包括基面修复砂浆和混凝土注浆液；

[0056] 所述基面修复砂浆包括以下质量百分数的组分：天然石英砂40‑55％，比表面积大2
于12000cm /g的波特兰水泥40‑55％，丙烯酸酯/丙烯酸胺/丙烯酸盐三元共聚物1‑2％，混
凝土抗渗防水外加剂0.01‑1.5％，D95＜10微米的甲基纤维素0.0‑0.1％，微米级的二胺@铝
MOF颗粒0.01‑5.0％，聚乙烯0.0‑0.1％。

[0057] 所述微米级的二胺@MOF颗粒的制备方法包括：将硝酸铝和4，4′‑联苯二甲酸以铝元素和羧基摩尔比为1∶(0.8‑1.2)的比例添加至水中并分散均匀，升温加热至160‑200℃，
然后将所得溶液的pH调节为2‑4，保温反应5‑10h；反应结束后经过滤、洗涤、干燥和粉碎后
得到微米级的铝MOF颗粒；将铝MOF颗粒浸渍于二胺溶液(异佛尔酮二胺、间苯二胺或间苯二
甲胺)中，静置吸附2‑4h，离心分离，制得微米级的二胺@MOF颗粒。

[0058] 所述混凝土注浆液包括质量比为(4‑4.5)∶(1.5‑2.0)的A组分和B组分，其中：所述A组分包括以下质量百分数的组分：Mw＜700的双酚‑A‑环氧氯丙烷树脂60‑68％，缩水甘油
12‑14烷基醚10‑20％，1，6‑己二醇二缩水甘油醚10‑20％，Mw＜700的双酚F环氧树脂10‑
20％，3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2‑5％。

[0059] 所述B组分包括以下质量百分数的组分：异佛尔酮二胺20‑31％，聚醚胺40‑51％，间苯二甲胺10‑20％，双酚A10‑20％，三甲基六亚甲基二肟5‑10％，2，2’‑亚甲基双苯酚2‑
5％，2，4，6‑三(二甲氨基甲基)苯酚2‑5％。

[0060] 实施例l

[0061] 一种混凝土抗渗防水外加剂，包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.56份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.34份，硅酸钾16.7份。

[0062] 实施例2

[0063] 一种混凝土抗渗防水外加剂，包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.5份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.3份，硅酸盐(选优硅酸钾)16.0份。

[0064] 实施例3

[0065] 一种混凝土抗渗防水外加剂，包括以下重量份的组分：辛基三乙氧基硅烷0.6份，C15H32O3Si4(CAS：9011‑19‑2)0.4份，硅酸盐(选优硅酸钾)17.0份。

[0066] 应用例1

[0067] 将实施例1的混凝土抗渗防水外加剂应用于防水混凝土或抗渗混凝土的制备中：

[0068] 根据国家建研院及建材院的反复调配及材料在四川石化和银川石化的应用，对于‑12
C30混凝土，在相对抗渗系数要求小于1.0x10 cm/s的设计下，混凝土抗渗防水外加剂的用
量为每立方米混凝土3.1kg。

[0069] 当使用混凝土抗渗防水外加剂液体材料时，加入该材料后，混凝土配合比中水的既定用量须相应量地减少，以使液体总量不变。如：配1立方混凝土，按照配合比设计，水的
‑12
用量为165kg。相对抗渗系数要小于1.0x10 cm/s，需加入3.1kg的混凝土抗渗防水外加剂，
那么，水的用量就要减少3.1kg，即165kg‑3.1kg＝161.9kg。

[0070] 使用效果现场检测：

[0071] 混凝土是多孔性结构材料。混凝土的耐久性依赖于不同因素，但最终受渗透性系数的影响较大。混凝土理论表明：混凝土的龄期越短，混凝土的吸水性系数和渗透性系数越
大。如何定性地检验添加混凝土抗渗外加剂的现场效果，就是利用混凝土的上述特性。按照
2d，7d，28d的龄期，把水倒在混凝土上，观察混凝土的吸水性。

[0072] 以普通C30混凝土和满足环评要求的C30抗渗混凝土为例，在同一个龄期，普通混凝土倒上水之后，由于混凝土的吸水性，水会立刻散开，渗到混凝土中，有水的地方呈深色。
而抗渗混凝土在倒上水之后，由于混凝土的抗渗性，在水的表面张力作用下，水不会散开，
保持着团状，混凝土的颜色不变。

[0073] 如图3所示为中石油云南石化施工现场向抗渗混凝土与普通混凝土分别倒水后的照片，左边为龄期为2d的抗渗混凝土，倒水后未见渗透。右图为普通混凝土的照片，其龄期
大于28d，倒水后水渗到了混凝土中。

[0074] 下表为本实施例混凝土抗渗防水外加剂及其应用的技术数据：

[0075]

[0076] 混凝土外加剂对混凝土的影响：

[0077] 如图1所示：显微镜下的微观结构图片表明：加入本发明混凝土抗渗防水外加剂对混凝土的硬化过程没有任何影响，在高温养护的过程中也不会失效。加入本发明混凝土抗
渗防水外加剂之后水的黏度并没有提高。由此可知，本发明混凝土抗渗防水外加剂可提高
混凝土的密实性，不会对混凝土的物理力学特性带来副作用。

[0078] 如图2所示：可知添加有混凝土外加剂后的混凝土结构中的毛细孔中填充有混凝土外加剂中活性成分所形成的结晶体，起到了堵塞毛细孔而改善抗渗性的作用。

[0079] 应用例2

[0080] 将实施例1的混凝土抗渗防水外加剂应用于混凝土防水，将所述混凝土抗渗防水外加剂添加至砂浆中得到防水砂浆。

[0081] 应用例3

[0082] 将实施例1的混凝土抗渗防水外加剂应用于混凝土修复加固材料中：所述混凝土修复加固材料包括基面修复砂浆和混凝土注浆液；

[0083] 所述基面修复砂浆包括以下质量百分数的组分：天然石英砂47.0％，比表面积大2
于12000cm /g的波特兰水泥48.4％，丙烯酸酯/丙烯酸胺/丙烯酸盐三元共聚物1.5％，混凝
土抗渗防水外加剂0.5％，D95＜10微米的水硬性粘合剂(甲基纤维素)0.05％，微米级的二
胺@铝MOF颗粒2.5％，聚乙烯0.05％。

[0084] 所述微米级的二胺@MOF颗粒的制备方法为：将硝酸铝和4，4′‑联苯二甲酸以铝元素和羧基摩尔比为1∶1的比例添加至水中并分散均匀，升温加热至180℃，然后将所得溶液
的pH调节为3，保温反应6h；反应结束后经过滤、洗涤、干燥和粉碎后得到微米级的铝MOF颗
粒；将铝MOF颗粒浸渍于二胺溶液(间苯二甲胺)中，静置吸附3h，离心分离，制得微米级的二
胺@MOF颗粒。

[0085] 所述基面加固材料为混凝土注浆液，包括质量比为4.23∶1.77的A组分和B组分，其中：

[0086] 所述A组分包括以下质量百分数的组分：Mw＜700的双酚‑A‑环氧氯丙烷树脂62％，缩水甘油12‑14烷基醚12％，1，6‑己二醇二缩水甘油醚12％，Mw＜700的双酚F环氧树脂
10.5％，3‑(2，3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3.5％。

[0087] 所述B组分包括以下质量百分数的组分：异佛尔酮二胺25％，聚醚胺43％，间苯二甲胺10％，双酚A 10％，三甲基六亚甲基二肟5％，2，2’‑亚甲基双苯酚3.5％，2，4，6‑三(二
甲氨基甲基)苯酚3.5％。

[0088] 采用上述基面修复砂浆以及混凝土注浆液对同一批次的测试用混凝土表面缺陷(人造，同尺寸)进行修复以及注射加固之后各项指标数据如下：

[0089]

[0090]

[0091] 通过上表中的数据对比可知，应用例3相对于对照例1而言，由于在基面修复砂浆中添加有混凝土抗渗防水外加剂，因此在抗渗压力以及收缩率方面显著由于对照例1；而在
其他部分性能上得到了一定程度的改善。

[0092] 本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

[0093] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方
案的保护范围。