水泥基滲透結(jié)晶型防水材料特點(diǎn)及應(yīng)用分析

【摘要】隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步提高，無(wú)機(jī)環(huán)保型防水材料應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”已逐漸成為地下混凝土結(jié)構(gòu)防水堵漏工程的主要新型防水材料。本文通過(guò)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在高層建筑中的應(yīng)用，介紹了水泥基滲透結(jié)晶型防水材料機(jī)理、物理力學(xué)性能、滲透深度。

【關(guān)鍵詞】水泥基；滲透結(jié)晶；性能特點(diǎn)；滲透深度；機(jī)理；抗?jié)B；施工方法

1、水泥基滲透結(jié)晶型防水及性能

1.1水泥基滲透結(jié)晶型防水

水泥基滲透結(jié)晶型防水以水泥、石英粉、活性物質(zhì)及各種添加劑配制而成的粉末狀剛性防水材料。其活性物質(zhì)，可滲透到混凝土的裂隙和毛細(xì)孔中。在有水存在時(shí)，在活性物質(zhì)的催化作用下，硅酸鹽、鋁酸鹽及游離氧化鈣與水發(fā)生反應(yīng)，沿裂隙生成新的結(jié)晶，堵塞水的通道，起到防水作用。

1.2性能特點(diǎn)

1）可在迎水面或背水面施工，與混凝土組成完整的整體，使用年限與結(jié)構(gòu)體一樣持久。

2）可在100%濕潤(rùn)或初凝混凝土基上施工，無(wú)須在混凝土表面做找平層，節(jié)省成本、縮短工期。

3）能抵受侵蝕性地下水、海水、氯離子、炭酸化合物、氧化物、硫酸鹽及硝酸鹽等絕大部分化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，起到保護(hù)混凝土和加強(qiáng)鋼筋的作用。

4）由于滲透結(jié)晶的作用，使涂層變成混凝土的組成部分，因而可抵抗高壓水頭。

5）能穿透深入及封閉混凝土中毛細(xì)管地帶及收縮裂縫，在表面受損的情況下，其防水及抗化學(xué)特性仍能保持不變。

6）能封閉不大于0.4毫米的混凝土收縮裂縫，遇水可自行愈合，不會(huì)因撕裂、穿刺或接縫位移而析離。

2、結(jié)晶滲透機(jī)理和深度

2.1結(jié)晶滲透機(jī)理

一般認(rèn)為，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機(jī)理是材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過(guò)載體向混凝土內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密、防水。防水材料的防水機(jī)理可分為憎水防水、密實(shí)防水、膜層隔離防水等幾種。應(yīng)該說(shuō)，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料靠滲透結(jié)晶、填塞、微細(xì)化毛細(xì)孔而達(dá)到提高混凝土的抗?jié)B性、防水性，這點(diǎn)是可肯定的，當(dāng)然，現(xiàn)在也有復(fù)合型的防水材料，在其中加入聚合物乳液等。實(shí)際上，這類防水材料的滲透機(jī)理是很傳統(tǒng)的，尤其在早期，主要依靠濃度滲透壓機(jī)理來(lái)進(jìn)行滲透的，也就是說(shuō)材料中活性化學(xué)物質(zhì)在早期新拌漿體中形成高濃度的溶液，利用濃度滲透壓力差，活性的離子逐漸向混凝土中滲透這也是為什么這類材料在施工時(shí)必須要求混凝土基層進(jìn)行水充分潤(rùn)濕的原因，這樣更有利于活性物質(zhì)向混凝土內(nèi)部滲透。這也是這類材料在背水面使用時(shí)其作用效果比迎水面更好的解釋吧。再來(lái)看第二問(wèn)題，無(wú)論是催化活化機(jī)理、還是絡(luò)化滲透機(jī)理，其實(shí)重要的一點(diǎn)，這類材料均不是僅僅依靠本身的生產(chǎn)結(jié)晶體來(lái)密實(shí)混凝土的，重要的是不僅其在一定條件下可以析晶和反應(yīng)生成晶體，還會(huì)促進(jìn)混凝土中水泥水化，生成水化硅酸鈣CSH凝膠晶體。因此，對(duì)這類材料生成的晶體應(yīng)該包括兩種類型的晶體，它們是同時(shí)存在的，只是在不同的區(qū)域、不同的環(huán)境條件下，其晶體的主要類型不同而已，這類材料生成的晶體形貌主要是活性物質(zhì)生成的晶體和CSH凝膠晶體，因此主要是針狀或纖維狀。

2.2結(jié)晶滲透深度

1）檢查結(jié)晶滲透深度方法

墨水顯示法

在混凝土立方體試件四個(gè)側(cè)面涂刷防水材料，一定時(shí)間后，剖開(kāi)試件，用藍(lán)色墨水浸泡斷面，防水材料滲透的部位不會(huì)被墨水站污，通過(guò)測(cè)量墨水與試件邊緣的距離，就可以測(cè)定防水材料的滲透深度。

X射線光電子能譜

采用X射線光電子能譜儀測(cè)定特征物質(zhì)的濃度變化來(lái)判斷活性物質(zhì)的滲透深度。

用掃描電鏡觀察形貌方法

通過(guò)觀察不同深度的混凝土形貌，判斷結(jié)晶物質(zhì)的多少，來(lái)計(jì)算滲透深度。

④熒光指示劑

在防水材料拌和物中，加入熒光指示劑，養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后剖開(kāi)試件，根據(jù)熒光指示劑的位置，來(lái)測(cè)量滲透深度。

3、物理力學(xué)性能

3.1粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)

1）拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試儀器

拉伸粘結(jié)強(qiáng)度使用的測(cè)試儀器應(yīng)有足夠的靈敏度及量程，應(yīng)能通過(guò)適宜的連接方式并不產(chǎn)生任何彎曲應(yīng)力，加荷速度250±5ON/s，儀器精度1%，破壞荷載在其量程的20%～80%。

2）拉伸粘結(jié)強(qiáng)度成型框

拉伸粘結(jié)強(qiáng)度成型框由硅橡膠或硅酮密封材料制成，表面平整光滑，并保證砂漿不從成型框與混凝土板之間流出?？壮叽缇_至±0.2mm，孔徑50mm ×50mm；厚度3mm。

3）拉拔接頭

尺寸為（50±1）mm ×（50±1）mm，并有足夠強(qiáng)度的正方形鋼板，最小厚度10mm，有與測(cè)試儀器相連接的部件。

4）試件制備

將成型框放在混凝土板成型面上，將按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制備好的試樣倒入成型框中，抹平，放置24h后出模，10個(gè)試件為一組。脫模后的試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置到27d齡期后，用砂紙打磨掉表面的浮漿，然后用適宜的高強(qiáng)粘結(jié)劑將拉拔接頭粘結(jié)在試樣成型面上，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下繼續(xù)放置24h后試驗(yàn)。

4、抗?jié)B試驗(yàn)

目前采用的試驗(yàn)方法主要參考CBJ82—85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》的標(biāo)準(zhǔn)，將混凝土做成圓臺(tái)型試件，每六個(gè)為一組，放置在專用的抗?jié)B儀上，以一定的時(shí)間周期加水壓進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)方法主要針對(duì)自拌混凝土，是在強(qiáng)度等級(jí)也不是很高的情況下出臺(tái)的。經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，目前有抗?jié)B要求的混凝土大多是C30以上的泵送混凝土，混凝土的配比也發(fā)生了很大的變化，一般都使用了混凝土外加劑和礦物摻合料，混凝土的密實(shí)性能大大提高，通過(guò)這種方法檢驗(yàn)混凝土抗?jié)B性能，般都能超過(guò)1.2MPa。實(shí)驗(yàn)室的抗?jié)B試驗(yàn)是通過(guò)高壓水貫穿混凝土內(nèi)部的微細(xì)孔道，不能真實(shí)反映混凝土的裂縫情況。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的作用是通過(guò)活性物質(zhì)的滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部的微細(xì)裂縫，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成結(jié)晶物質(zhì)，修補(bǔ)裂縫，它和一般的憎水性材料改變毛細(xì)孔的表面張力、阻止水分進(jìn)入從而達(dá)到防水作用是完全不一樣的。

5、水泥基滲透結(jié)晶型防水施工

5.1施工準(zhǔn)備

1）在涂刷或噴灑之前，必須將基面上的漆、油、污穢、灰塵、水泥碴等附著物和松脫物去除干凈，并使施工而濕潤(rùn)，但不能有積水現(xiàn)象

2）配料：按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定的配合比混料，用手動(dòng)或電動(dòng)攪拌器充分?jǐn)嚢?，稍放置后再攪勻即可涂刷（抹）。每次拌合的?shù)量視工程量大小而定。在采用涂刷法或噴灑法施工的條件下，按水：防水粉料=1：2.5的體積比，將防水粉料用清水混合后加以攪拌并使其均勻。一次的調(diào)配量，以20分鐘用完為限。

5.2施工方法

涂刷法：將防水材料倒入容器內(nèi)，充分?jǐn)嚢韬途鶆蚝笥霉伟鍓耗?。先做邊角和結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位，后做平整表面沿一定方法反復(fù)涂刷，一般涂刷二道，第一道盡可能讓漿料滲進(jìn)（遮蔽）基層毛細(xì)孔，均勻遮蓋基層，當(dāng)?shù)谝坏劳繉映视不癄顟B(tài)時(shí)，開(kāi)始刷第二道，第二道沿著與第一道垂直的方向進(jìn)行，涂刷層一般刮2-3遍使之達(dá)到要求厚度。

5.3注意事項(xiàng)

每次配料量不宜過(guò)多，應(yīng)在20-30分鐘內(nèi)使用完畢。防水層必須養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后才能進(jìn)行下一道工序施工。

6、結(jié)論

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是一種非常有特色的剛性防水材料，只是眾多防水材料的一種，只有正確理解其特性、特點(diǎn)才能更好的發(fā)揮其防水性能，應(yīng)用在合適的領(lǐng)域。

作者簡(jiǎn)介：高揚(yáng)；男；施工員；材料工程專業(yè)