TWI598317B - Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating - Google Patents
Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating Download PDFInfo
- Publication number
- TWI598317B TWI598317B TW104140091A TW104140091A TWI598317B TW I598317 B TWI598317 B TW I598317B TW 104140091 A TW104140091 A TW 104140091A TW 104140091 A TW104140091 A TW 104140091A TW I598317 B TWI598317 B TW I598317B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- waterproof coating
- cement
- self
- sodium
- agent
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 62
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 61
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 49
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 31
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims description 5
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 title description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 26
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 5
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K aluminium tristearate Chemical compound [Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229940063655 aluminum stearate Drugs 0.000 claims description 3
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H calcium citrate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FNAQSUUGMSOBHW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 239000001354 calcium citrate Substances 0.000 claims description 3
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001508 potassium citrate Substances 0.000 claims description 3
- 229960002635 potassium citrate Drugs 0.000 claims description 3
- QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K potassium citrate (anhydrous) Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 235000011082 potassium citrates Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000013337 tricalcium citrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- 229960005336 magnesium citrate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000004337 magnesium citrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000002538 magnesium citrate Nutrition 0.000 claims description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PLSARIKBYIPYPF-UHFFFAOYSA-H trimagnesium dicitrate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O PLSARIKBYIPYPF-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Al+3].[K+] WPUINVXKIPAAHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 73
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 62
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 20
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 14
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 6
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M dipotassium;hydroxide Chemical compound [OH-].[K+].[K+] FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine hydrate Chemical compound O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960003975 potassium Drugs 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011387 rubberized asphalt concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011041 water permeability test Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本發明係關於一種防水塗料；更詳而言之，特別係指一種滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，在每當水泥基產生裂縫時，會隨著水滲透進裂縫內生成結晶以封堵裂縫，達到自癒性永久循環防水之功效。
台灣四面環海且位處於地震帶，混凝土或磚牆受震動易產生大小不等的裂縫，使外在有害離子與水氣容易沿著孔隙或微滲透至混凝土內部，導致混凝土產生壁癌、漏水、黴菌孳生等中性化與劣化問題，為尋求有效而能解決建築物漏水問題，在先前技術中，一般常見解決漏水的方法不外乎是：(1)破壞補洞：破壞漏水源頭，並補上新的混凝土；(2)打止水針：將環氧樹酯(EPOXY)或聚胺酯(Polyurethane,PU)發泡劑注入至裂縫中。
然，以上這兩種方法係屬於事後補強、止漏的方式，其止漏及後續防止水氣滲透的效果有限。因此為提高混凝土本身的防水能力，通常添加卜作嵐(又稱波索蘭)材料(pozzolanic materials)增加緻密性，或者進一步預先在混凝土表面塗覆防水塗層，常見的防水塗層材料如聚胺酯(Polyurethane,
PU)及環氧樹酯(EPOXY)系的化學樹酯、橡化瀝青等不會與混凝土產生反應的物質，然，這樣的處理方式施工時間長，且係需要專業人員及專業器具，而其防水效果容易受外在環境影響，即便防水塗層表面刮傷或磨損時即失去防水效果。
為解決前述問題，更有專利文獻(台灣專利公開號第201100606號「混凝土無縫表層加鋪方法及其結構」)記載利用滲透型硬化劑解決混凝土的防水問題，其主要係在混凝土面層的裂痕上塗佈滲透型硬化劑，該滲透型硬化劑會滲入裂痕中，經由滲透型硬化劑與混凝土中的氫氧化鈣(Ca(OH)2)(熟石灰)結合(即波索蘭反應)所產生的矽酸鈣水合物的膠結晶體(Calcium Silicate Hydrate gel,C-S-H)，該矽酸鈣水合物的結晶體可以用來癒合混凝土面層的裂痕，強化混凝土面層表面的結構強度。然，該文獻利用滲透型硬化劑解決混凝土的防水問題固然有效，但是此類滲透型硬化劑的物質總量是有限的，隨著波索蘭反應的進行，滲透型硬化劑中的活性離子逐漸消耗殆盡，濃度越來越少，終至反應耗盡，若此時混凝土再出現微裂痕、微孔等缺陷，便不再有活性物質能與Ca2+離子發生反應並生成不溶晶體，進而喪失其防水作用。另一方面，Ca2+離子很容易與水泥發生反應，使得水泥中的大量活性離子被無效地消耗，必然影響活性離子滲入混凝土內部反應結晶的效果。
有鑒於此，必須提供一種滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，可在每當水泥基產生裂縫時，活性物質會藉由水而帶著結晶劑滲透進入裂縫內生成結晶以封堵裂縫，且該活性物質不會隨著結晶物質的生成而消耗，達到自癒性永久循環防水之
功效，藉以解決上述問題。
本發明之主要目的係提供一種滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，在每當水泥基產生裂縫時，其活性物質會透過水而帶著結晶劑滲透進裂縫內生成結晶以封堵裂縫，且該活性物質不會隨著結晶物質的生成而消耗，達到自癒性永久循環防水之功效。
為達成上述目的，本發明係提供一種滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其成份包括有水泥76wt%、石英砂10wt%及結晶劑14wt%，該結晶劑14wt%係包括無機螯合劑1.85~4.53wt%、結晶沉澱劑為2.47~7.82wt%、絡合助劑為3.09~8.44wt%、助劑為1.24~6.59wt%。
其中該無機螯合劑為活性物質，係選自三聚磷酸鈉、檸檬酸、硬酯酸鋁、乙二胺四乙酸(EDTA)、酒石酸、檸檬酸鈉、三乙醇胺及葡萄糖酸鈉之中至少一種組合。該結晶沉澱劑係選自矽酸鎂、鋁酸鈉、鋁酸鉀、矽酸鈣、矽酸鉀、矽酸鋰、矽酸鈉及二氧化矽之中至少一種組合。該絡合助劑係選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鋰、硫酸鋁、碳酸氫鈉及碳酸鎂之中至少一種組合。該助劑係選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化改、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣及氧化鎂之中至少一種組合。
本發明之特點在於，可將該防水塗料塗覆於水泥基面上做為防水層，且當水泥基產生裂縫時，該無機螯合劑會藉由水而帶著結晶劑滲透進入水泥基內部並與水泥基內生成物進行反應生成不透水結晶物質，進而封堵裂縫防水。此外，該防水塗料
中的無機螯合劑不會隨著該反應而消耗殆盡，因此即便有新裂縫產生時，未隨該反應消耗的無機螯合劑會將結晶劑再帶入新裂縫內與水泥基內生成物再進行反應生成不透水結晶物質，因而封堵新裂縫。
因此本發明之防水塗料可在每當水泥基產生裂縫時，該無機螯合劑會藉由水而帶著結晶劑滲透進入裂縫內生成結晶以封堵裂縫，且該無機螯合劑不會隨著結晶物質的生成而消耗，藉以達到自癒性永久循環防水之功效。
圖1a為未塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體的結晶圖；圖1b為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度1cm處的結晶圖；圖2為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度2cm處的結晶圖；圖3為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度3cm處的結晶圖；圖4為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度4cm處的結晶圖；圖5為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度5cm處的結晶圖；以及圖6為本發明之防水塗料於結晶處之EDS圖；以及圖7為本發明之防水塗料於非結晶處之EDS圖。
本發明所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其成份包括有水泥76wt%、石英砂10wt%及結晶劑14wt%，該結晶劑14wt%係包括無機螯合劑(即活性物質)為1.85~4.53wt%、結晶沉澱劑為2.47~7.82wt%、絡合助劑為3.09~8.44wt%、助劑為1.24~6.59wt%。其中該無機螯合劑為活性物質，係選自三聚磷酸鈉、檸檬酸、硬酯酸鋁、乙二胺四乙酸(EDTA)、酒石酸、檸檬酸鈉、三乙醇胺及葡萄糖酸鈉之中至少一種組合，該結晶沉澱劑係選自矽酸鎂、鋁酸鈉、鋁酸鉀、矽酸鈣、矽酸鉀、矽酸鋰、矽酸鈉及二氧化矽之中至少一種組合，該絡合助劑係選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鋰、硫酸鋁、碳酸氫鈉及碳酸鎂之中至少一種組合，該助劑係選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化改、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣及氧化鎂之中至少一種組合。
其中該防水材料之成膜物質主要為水泥。該石英砂主要是考慮到塗料乾縮問題與有利於塗料刷塗和噴塗。該活性物質主要用以帶著結晶劑滲透入水泥基內部生成結晶的核心。該結晶沉澱劑主要用以幫助結晶沉澱。該絡合助劑主要用以將活性物質與結晶沉澱劑有效結合在一起。該助劑主要用以補助該防水塗料缺少結晶沉澱用處藥劑。
本發明所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，主要係塗覆於水泥基面上做為防水層，且當水泥基產生裂縫時，該防水塗料之活性物質(即無機螯合劑)會藉由水而帶著該結晶劑滲透入水泥基內部並與水泥基內生成物進行反應生成不透水結晶物質，進而封堵裂縫防水。
其中在該結晶劑與水泥基內生成物進行反應生成不透水結晶物質時，該活性物質不會隨著該反應而消耗殆盡，因此即便有新裂縫產生時，該活性物質也再帶著該結晶劑滲透入新裂縫內，使該結晶劑與水泥基內部生成物反應生成不透水結晶物質，因而封堵新裂縫。
由上述可知，本發明之防水塗料可在每當水泥基產生裂縫時，該活性物質會隨著水而帶著該結晶劑滲透進裂縫內生成結晶以封堵裂縫，且該活性物質不會隨著結晶的生成而消耗，進而達到自癒性永久循環防水之功效。
本發明係對滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料之試體進行凝結時間試驗、抗壓強度試驗、透水深度試驗、抗滲等級試驗及微觀試驗。
在進行該些試驗之前，該凝結時間試驗採用CNS786水硬性水泥凝結時間檢驗法(費開氏針法)，實驗過程中要處於常溫狀態並保持無風之情況下進行實驗，使用費開針做凝結時間之試驗方式，期望凝結時間可達600min以內。該抗壓強度試驗係參照大陸規範GB18445水泥機滲透行防水塗料中第六節抗壓強度於28天不能小於15MPa做為試驗指標。該透水深度試驗係採用德國規範DIN1048混凝土與鋼筋混凝土構造物施工之透水性試驗，試體水痕最大貫入深度(試驗組/對照組28天)85%，既為合格。該抗滲等級試驗係參照大陸規範GB18445水泥基渗透結晶型防水材料中7.3.6節混凝土抗滲性能，試驗壓力由0.1MPa開始每八小時增加0.1MPa，最高升至1.2MPa，抗滲壓力比(有塗料混凝土÷無塗料混凝土×100%)
要≧250%。
在凝結時間試驗中，該試體的試驗配比及試驗結果如下表1，依據該試驗配比的試驗結果(T1~T12)，該凝結時間均符合期望時間在600min以內。
在抗壓強度試驗中，係使用萬能試驗機進行抗壓強度試驗，方法如下：
(1)拌合環境試驗溫度為20±2℃，相對濕度不能低於50%。
(2)參照規範CNS3655水硬性水泥可塑稠性水泥及墁料之機械拌合法，試體為40X40X160mm。
(3)養護到規定之天數，進行抗壓試驗。
該試體的試驗配比及試驗結果如下表2，依據該
試驗配比的試驗結果，該抗壓強度均符合抗壓強度大於15MPa的試驗指標。
在該透水深度試驗中，目前坊間之透水皆採用兩種試驗，分別為正水壓與負水壓之透水試驗，本發明之透水深度試驗為正水壓也就是從塗料面進行試驗，利用透水試驗可以看出塗料防水之性能，透水深度越小防水性能越佳，期待透水深度比(有塗料混凝土透水深度÷無塗料混凝土透水深度×100%)要≦75%。
該透水深度試驗之方法如下：
(1)環境溫度為23±2℃。
(2)參照規範CNS1230試驗室混凝土試體製作及養護法，試體尺寸為ψ15×12cm。
(3)於試體拆模後泡水一天。
(4)取出後將試體擦乾至面乾內飽和。
(5)塗抹塗料，用量為0.8kg/m3，塗抹後靜置一天等待乾
燥。
(6)將試體養護，塗料面不可接觸水中，因此將試體浸入水中約2/3深度，上頭塗料面用濕布蓋住養護。
(7)待齡期到達後，將試體取出氣乾。
(8)將試體表面塗料刮除乾淨。
(9)於試體側面塗上環氧樹酯(epoxy)，待環氧樹酯乾燥。
(10)將試體置於透水儀上面，夾緊試體，將水壓調到5Bar水壓，放置三天後取出，將試體劈裂，量取透水深度。
下表3為針對防水塗料之透水性質做實驗比較，主要目的在於評估混凝土表面塗封防水結晶型塗料，抵抗外界水分子進入試體的能力。可發現未塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體(對照組)平均透水深度為4cm，而塗抹本發明之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料的混凝土(試驗組)平均透水深度透水深度僅僅只有1.0-3.0cm，均符合透水深度比(有塗料混凝土透水深度÷無塗料混凝土透水深度×100%)要≦75%。
在抗滲等級試驗中，其方法如下：
(1)環境溫度23±2℃。
(2)參照CNS1230試驗室混凝土試體製作及養護法，試體尺寸為上徑17.5cm、下徑18.5cm、高14.5cm。
(3)於試體拆模後泡水一天。
(4)取出後將試體擦乾至面乾內飽和。
(5)塗抹塗料，用量為0.8kg/m3，塗抹後靜置一天等待乾燥。
(6)將試體養護，塗料面不可接觸水中，因此將試體浸入水中約2/3深度，上頭塗料面用濕布蓋住養護。
(7)待齡期到達後，將試體取出氣乾。
(8)將試體表面塗料刮除乾淨。
(9)於試體側面塗上松香與石蠟(質量比1：3)，套入試體模。
(10)將試體置於負壓儀上面，鎖緊螺栓，水壓由0.1MPa開始，每八小時自行增加0.1MPa，直到六個試體中有第三個試體透出水，紀錄該數據，該數據減0.1MPa既為該試驗組之抗滲等級。
該試體的試驗配比及試驗結果如下表4，依據該試驗配比的試驗結果(T01~T06)，均符合抗滲壓力比(有塗料混凝土÷無塗料混凝土×100%)要≧250%的試驗指標。
而在該微觀試驗中，是利用前述表4之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料之抗滲壓力比300%的配比做成防水塗料試體，並將該防水塗料試體塗抹在混凝土試體上。其中該混凝土試體係由水泥250(kg/m3)、粗骨材1110(kg/m3)、832.5細骨材(kg/m3)及水187.5(kg/m3)混合拌製而成，該水泥為台灣水泥股份有限公司出產之品牌水泥，屬第一型水泥，細度為368.8m2/kg、比重為3.05，其化學成分主要由氧化矽(SiO2)、氧化鈣(CaO)、氧化鋁(Al2O3)及氧化鐵(Fe2O3)等氧化物組構而成，其比例約占整體組成物的95%以上，其中CaO約占60%~70%，SiO2約占18%~25%、Al2O3約占4%~6%，Fe2O3約占3%~5%。其餘成分則包含氧化鎂(MgO)、氧化鉀(K2O)、氧化鈉(Na2O)等金屬氧化物約占1~5%。該粗骨材為一般礫石，比重2.63，F.M.為1.73。該細骨材為天然河砂，比重2.66，細度模數(fineness modulus,F.M.)為2.92。而該水為一般自來水。
該混凝土試體的製作條件及微觀試驗方法如下：
(1)環境溫度23±2℃。
(2)參照CNS1230試驗室混凝土試體製作及養護法，該混凝土試體尺寸為ψ5×10cm。
(3)於該混凝土試體拆模後泡水一天。
(4)取出後將混凝土試體擦乾至面乾內飽和。
(5)塗抹塗料，用量為0.8kg/m3，塗抹後靜置一天等待乾燥。
(6)將混凝土試體養護，塗料面不可接觸水中，因此將混凝土試體浸入水中約2/3深度，上頭塗料面用濕布蓋住養護。
(7)待齡期到達後，利用混凝土切割儀切出1cm厚的薄片，深度為1~5公分。
而在切薄片後，係採用掃描式電子顯微鏡附加能量分散光譜儀進行微觀，放大倍率約調整為x1000、x3000、x5000。
圖1a為未塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體的結晶圖，圖1b為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度1cm處的結晶圖。
請參閱圖1a與圖1b，由圖1a可得知未塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體並不會發現內部有結晶產生，而由圖1b可得知塗抹有本發明之防水塗料之混凝土試體，於1cm處可發現本發明之防水塗料，且於孔隙中可發現結晶物質。
圖2為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度2cm處的結晶圖，圖3為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度3cm處的結晶圖，圖4為有塗抹本發明之防水塗
料之混凝土試體於深度4cm處的結晶圖，圖5為有塗抹本發明之防水塗料之混凝土試體於深度5cm處的結晶圖。
由圖2、圖3、圖4及圖5可得知塗抹有本發明之防水塗料之混凝土試體，於2cm處、3cm處、4cm處甚至是5cm處仍可發現結晶生長，且隨著深度越深，結晶越來越細，因此證明本發明之防水塗料滲透時與混凝土內部會產生結晶導致堵塞孔隙，使塗料中結晶劑無法再次進入到內部，進而生成完整的結晶，若有新裂縫產生本發明之結晶劑就又能再次進入到混凝土內部，與混凝土內部產生不溶水針狀結晶。
圖6為本發明之防水塗料於結晶處之EDS圖，圖7為本發明之防水塗料於非結晶處之EDS圖。由於一般混凝土若使用能量散佈分析儀器(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)分析，並不會分析出本發明之活性物質成分，因此若找到本發明的活性物質在混凝土內部，即為由外面塗膜進而滲透進內部，所以由圖6可得知於結晶處之結晶成分，而由圖7可知在非結晶處可發現磷(P)存在，證明了本發明之防水塗料能自行滲透到混凝土內部，與混凝土內部生長結晶，封堵孔隙，達到防水之效果。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
Claims (8)
- 一種滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其成份包括有水泥76wt%、石英砂10wt%及結晶劑14wt%，該結晶劑14wt%係包括無機螯合劑4.53wt%、結晶沉澱劑為2.47wt%、絡合助劑為5.76wt%、助劑為1.24wt%，其中該結晶沉澱劑係選自矽酸鎂、鋁酸鈉、鋁酸鉀、矽酸鈣、矽酸鉀及矽酸鋰之中至少一種組合。
- 如請求1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其中該無機螯合劑係選自三聚磷酸鈉、檸檬酸、硬酯酸鋁、乙二胺四乙酸(EDTA)、酒石酸、檸檬酸鈉、三乙醇胺及葡萄糖酸鈉之中至少一種組合。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其中該絡合助劑係選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鋰、硫酸鋁、碳酸氫鈉及碳酸鎂之中至少一種組合。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其中該助劑係選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化改、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣及氧化鎂之中至少一種組合。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其抗滲壓力比為250~300%。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其抗壓強度為15.79~38.49MPa。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其凝結時間為30~570min。
- 如請求項1所述之滲透結晶型之自癒性水泥基防水塗料，其透水深度比為25~75%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104140091A TWI598317B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW104140091A TWI598317B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201720781A TW201720781A (zh) | 2017-06-16 |
| TWI598317B true TWI598317B (zh) | 2017-09-11 |
Family
ID=59687221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104140091A TWI598317B (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI598317B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI816774B (zh) * | 2019-04-11 | 2023-10-01 | 許人英 | 調濕塗料及其製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI655250B (zh) * | 2017-12-08 | 2019-04-01 | 國立高雄第一科技大學 | 乾撒式滲透結晶型複合防水材料 |
| CN114574016B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-04-07 | 北京建筑材料检验研究院股份有限公司 | 一种渗透结晶防水涂料及其制备与性能检测方法 |
| CN117025009A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-11-10 | 合肥工业大学 | 一种基于结晶修复原理的防护涂层及其制备方法 |
| CN117210039A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-12 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种水泥基渗透结晶型防水涂料及其制备方法和应用 |
| CN119569397B (zh) * | 2024-12-18 | 2026-01-06 | 路城新材料(湖北)有限公司 | 自修复晶体防渗高耐久水泥基材料、水泥基地面结构及其铺装方法 |
-
2015
- 2015-12-01 TW TW104140091A patent/TWI598317B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI816774B (zh) * | 2019-04-11 | 2023-10-01 | 許人英 | 調濕塗料及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201720781A (zh) | 2017-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI598317B (zh) | Permeability crystal self-healing cement-based waterproofing coating | |
| Wang et al. | A novel treatment method for recycled aggregate and the mechanical properties of recycled aggregate concrete | |
| Bakharev et al. | Resistance of alkali-activated slag concrete to carbonation | |
| Palin et al. | Autogenous healing of marine exposed concrete: Characterization and quantification through visual crack closure | |
| KR102087707B1 (ko) | 수산화칼슘 수용액과 친환경 탄산나노버블수 및 보수용 모르타르 조성물을 이용한 자기치유에 의한 콘크리트 구조물 단면의 보수 보강 공법 | |
| Chen et al. | Chloride ion penetration resistance and microstructural modification of concrete with the addition of calcium stearate | |
| Pan et al. | Interactions between inorganic surface treatment agents and matrix of Portland cement-based materials | |
| CN111620715A (zh) | 一种水性渗透结晶型混凝土表层修复增强材料及其制备方法和应用 | |
| Pan et al. | Effect of inorganic surface treatment on surface hardness and carbonation of cement-based materials | |
| Lv et al. | Effect of calcium stearate hydrophobic agent on the performance of mortar and reinforcement corrosion in mortar with cracks | |
| He et al. | Comparison of three and one dimensional attacks of freeze-thaw and carbonation for concrete samples | |
| JP7243982B2 (ja) | コンクリート補修剤 | |
| Yin et al. | Effect of carbonic acid water on the degradation of Portland cement paste: Corrosion process and kinetics | |
| Zhang et al. | Preparation and performance study of active chemicals in cementitious capillary crystalline waterproofing materials | |
| Xu et al. | Effect of isobutyl-triethoxy-silane penetrative protective agent on the carbonation resistance of concrete | |
| Kushartomo et al. | The application of sodium acetate as concrete permeability-reducing admixtures | |
| JP5504414B1 (ja) | コンクリート構造物の補修工法 | |
| Klisińska-Kopacz et al. | The effect of composition of roman cement repair mortars on their salt crystallization resistance and adhesion | |
| JP2017210815A (ja) | 鉄筋コンクリート構造物の保全工法および鉄筋コンクリート構造物用塗布材 | |
| JP2013107284A (ja) | 硬化体及びその製造方法 | |
| CN103449842B (zh) | 一种改善混凝土渗透性的表面处理方法 | |
| Zhang et al. | Effect of pressure impregnated of methyl silicate (TMOS) on pore structure and impermeability of cement mortar | |
| AU2021101939A4 (en) | A concrete durability surface protection intervention material and a preparation method thereof | |
| Guo et al. | Feasibility study of NHL-based grouting materials for crack repair in masonry heritage structures under humid conditions | |
| CA2349551C (en) | Method for protecting and consolidating calcareous materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |