水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料在高溫氣冷堆核電站的應(yīng)用分析

文/李攀、李新欣、張冷 中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司 北京 101601

隨著國民經(jīng)濟(jì)的提升和工程建造技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化建筑不斷向地下多層和超高層發(fā)展，對建筑防水工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和耐久年限提出了更高的要求。核電廠對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略地位重要、廠房內(nèi)精密設(shè)備眾多，若遭到地下水的侵入或屋面雨水的滲漏，將造成無法估量的損失，甚至是災(zāi)難性的后果。常規(guī)防水材料存在施工工藝復(fù)雜、質(zhì)量通病多、使用年限短等問題，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料打破了傳統(tǒng)防水材料依靠完整防水面層隔斷水源的防水方式，表現(xiàn)出了更優(yōu)良、更持久的防水效果，近年來已在民用建筑和一般工業(yè)建筑中得到了一定范圍的推廣，但在核電站建造中尚應(yīng)用較少。

1、工程概況

建設(shè)于山東榮成的高溫氣冷堆核電站示范工程，是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)堆型，是國家重大科技專項的依托工程，對于國家未來核電的發(fā)展方向有著重要的引領(lǐng)和示范作用。高溫氣冷堆核電站示范工程核島主要廠房及部分重要BOP 廠房均采用了水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，防水工程施工完成后效果良好，為今后核電站的安全運(yùn)行提供了可靠保障。

2、工作機(jī)理

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是以普通硅酸鹽水泥為主要原料，摻入精制石英砂和活性化學(xué)物質(zhì)混合而成。其主要工作機(jī)理是與水作用后，活性化學(xué)物質(zhì)以水為載體在混凝土內(nèi)部進(jìn)行滲透，催化硅酸鈣與水泥水化反應(yīng)過程中析出的Ca（OH）相互反應(yīng)，生成不溶于水且吸水膨脹的枝蔓狀結(jié)晶體，填塞毛細(xì)孔道和細(xì)微縫隙，使混凝土結(jié)構(gòu)表層向縱深處逐漸形成一個致密的抗?jié)B區(qū)域，達(dá)到防水的目的。

3、優(yōu)越性分析

3.1 防水性能優(yōu)良，具有顯著優(yōu)越性

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可在混凝土表層形成致密的結(jié)構(gòu)自防水層，使混凝土抗?jié)B能力提高至原來的2.5 倍，不易被外力破壞且不存在接縫、收頭等薄弱環(huán)節(jié)。即便是局部防水效果不理想，也不會出現(xiàn)象常規(guī)防水材料必然出現(xiàn)的水在防水層與基層間串流現(xiàn)象，漏水位置直觀、處理方便，具有顯著的優(yōu)越性。

3.2 基層要求相對寬松，可節(jié)約成本和工期

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料不以在基體表面形成防水面層進(jìn)行防水，其對基體表面的平整要求不如常規(guī)防水材料嚴(yán)格，可在潮濕的基面上直接施工，不需要找平層，只要基本平整、沒有明水即可?？晒?jié)約基層處理和含水率控制的成本時間，一般地下室外墻施工完畢7 天后便可啟動回填工作。

3.3 施工簡便、靈活，施工工藝的可選擇性廣

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料施工方法簡便，只要保證施工用量，無須多次涂刷，無須刻意控制搭接寬度、涂刷方向等要求，陰陽角處不需做附加層和倒角處理，施工省時、省力、省成本?？筛鶕?jù)工程特點選擇刷涂、滾涂、噴射、干撒或摻入混凝土拌合物中等多種施工工藝，并且根據(jù)需要選擇在結(jié)構(gòu)迎水面或背水面進(jìn)行防水施工，施工工藝多樣、可選擇性廣，適用性和實用性強(qiáng)。

3.4 綠色環(huán)保，施工安全風(fēng)險低

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是一種無機(jī)的綠色環(huán)保型防水材料，無毒、無害、無刺激性氣味，可直接用于飲用水工程。施工時無需明火作業(yè)，且材料本身為不燃材料，杜絕了施工過程中中毒、火災(zāi)等事件的發(fā)生，施工安全風(fēng)險大大降低，有利于安全文明施工和職業(yè)健康的保證。

3.5 不依靠完整涂層進(jìn)行防水，不需為其做保護(hù)層

試驗研究表明，滲透結(jié)晶型防水材料施工28 天后，其活性化學(xué)物質(zhì)能夠使結(jié)晶體深入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部15～40mm，且去除涂層的混凝土抗?jié)B壓力比可達(dá)到175%?；炷羶?nèi)部形成的結(jié)晶體性能穩(wěn)定、不會再分解，對結(jié)構(gòu)外部的防水涂層不再有任何依賴，不需為其做保護(hù)層，防水涂層施工28 天后即使遭受破損或被全部去除，已不再對其防水功能產(chǎn)生影響。

3.6 賦予混凝土自我修復(fù)功能，大大提高結(jié)構(gòu)耐久性

滲透進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的活性化學(xué)物質(zhì)會將未水化的水泥再次激活，產(chǎn)生膨脹率在0.24～0.79 之間的結(jié)晶體，使得混凝土內(nèi)寬度不大于0.4mm 的裂縫自行愈合,且對混凝土無膨脹破壞作用，使混凝土具備獨特的自我修復(fù)功能，且可使混凝土強(qiáng)度提高20～30%。起到防止混凝土開裂、防止鋼筋銹蝕、提高耐化學(xué)腐蝕性、抑制堿骨料反應(yīng)、防止受凍融循環(huán)破壞和延緩混凝土碳化等功效，大大提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.7 防水性能持久可靠，避免核電運(yùn)行期間反復(fù)修補(bǔ)

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是一種無機(jī)防水材料,不含任何易老化的有機(jī)化合物，施工后防水性能穩(wěn)定、可靠、防水效果良好。防水處理的混凝土多年后遇水，材料中的活性物質(zhì)還能重新被激活，在混凝土二次裂縫滲水時，產(chǎn)生新的結(jié)晶體，封閉裂縫、切斷水源，使混凝土保持永久的防水性能，與結(jié)構(gòu)混凝土同壽命，避免了核電運(yùn)行期間經(jīng)常修補(bǔ)、甚至更換的風(fēng)險。

4、施工重點控制指標(biāo)

4.1 加強(qiáng)材料進(jìn)場質(zhì)量控制和貯存

材料進(jìn)場驗收時，應(yīng)嚴(yán)格檢查、核對所用材料的品種、規(guī)格，對于防水材料的主要性能指標(biāo)必須進(jìn)行復(fù)檢，不合格的材料嚴(yán)禁使用。應(yīng)密封存放在干燥場所，儲存期限超過6 個月應(yīng)重新復(fù)檢。

4.2 做好基層處理工作

雖其對基層的需求不如常規(guī)防水材料嚴(yán)格，但基層質(zhì)量也是至關(guān)重要的，基體表面必須基本平整、清理干凈，不起皮、不起砂、無油污、無灰漿等雜物，基體應(yīng)保持一定的濕潤，但不得有明水。

4.3 嚴(yán)格把控配合比和使用時間

配制漿料時應(yīng)嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行稱重，充分?jǐn)嚢?，使?jié){料混合均勻，應(yīng)有專業(yè)質(zhì)檢人員進(jìn)行檢查和記錄。配料必須一次成型，調(diào)成后不準(zhǔn)再次加水或粉料，攪拌完成的漿料應(yīng)在干燥、通風(fēng)、陰涼的場所貯存，控制在20 分鐘內(nèi)使用完成。

4.4 確保單位面積使用量和涂刷均勻

防水效果直接取決于活性化學(xué)物質(zhì)最終滲入量和滲入深度，因此施工過程中應(yīng)按單位面積控制材料用量，一般工程干粉使用量不小于0.8kg/m2，重要工程不小于1.2kg/m2，施工完成后應(yīng)按施工總面積核算總用量。施工完成后，應(yīng)檢查涂刷的完整性和均勻性，并對不符合要求的區(qū)域進(jìn)行及時修補(bǔ)。

4.5 掌控養(yǎng)護(hù)方法和養(yǎng)護(hù)時間

終凝前的養(yǎng)護(hù)會造成混凝土表面的反應(yīng)和結(jié)晶，減弱滲透能力和滲透深度，故應(yīng)在終凝后采用干濕交替法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，應(yīng)避免大雨、大風(fēng)、日曬、霜凍和泥漿的直接侵蝕，且不宜在環(huán)境溫度低于5℃的情況下進(jìn)行施工。

結(jié)論：

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是一種施工簡便、防水性能優(yōu)越、成本合理的環(huán)境友好型防水材料，因其與常規(guī)防水材料的作用機(jī)理和組成物質(zhì)有著根本性的區(qū)別，決定了其具有更為獨特的耐高溫、耐氧化、耐紫外線、耐輻射性能，對于設(shè)計使用年限較長、戰(zhàn)略性地位更加重要、放射性物質(zhì)控制嚴(yán)格的核電廠房的防水系統(tǒng)更適合使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，可廣泛適用于核電廠房地下室、屋面及室內(nèi)具有防水、防潮要求的房間。