水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在建筑工程中的應(yīng)用

裴 峻 軍

(山西省建筑科學(xué)研究院有限公司，山西 太原 030001)

1 概述

滲漏問題是當(dāng)前建筑行業(yè)中亟需解決的難題之一，而防水材料又是防滲漏施工中的關(guān)鍵影響因素。《建筑防水行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中明確指出了在建筑行業(yè)的發(fā)展中，鼓勵施工企業(yè)應(yīng)用新型防水材料，替代傳統(tǒng)的改性瀝青防水卷材，解決傳統(tǒng)防水材料耐久性差、能耗高、污染環(huán)境等問題。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料具有防水性能強(qiáng)、耐久性佳且可自修復(fù)等特點，在建筑行業(yè)開始廣泛應(yīng)用。因此，研究分析新型防水材料的建筑工程應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

2 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料

2.1 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料防水機(jī)理

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是通過在石英砂、硅酸鹽水泥等材料中添加活性化學(xué)物質(zhì)后所制作而成的防水材料。該材料既可以與水進(jìn)行拌合，作為防水涂料涂抹在混凝土表面，也可以作為粉狀材料壓入塑性混凝土結(jié)構(gòu)表面或者作為混凝土的外加劑來改善混凝土的防水性能。

當(dāng)建筑工程表面混凝土出現(xiàn)裂縫后，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料中的活性化學(xué)物質(zhì)會溶于水并向混凝土內(nèi)部滲漏，此時混凝土內(nèi)部存在的CH，CaO等會與其發(fā)生反應(yīng)，并在裂縫中產(chǎn)生沉淀物堵塞、封閉裂縫。同時活性物質(zhì)與鋼筋接觸后，也會與其氧化物形成對鋼筋的保護(hù)膜避免鋼筋產(chǎn)生腐蝕。由于這種活性化學(xué)物質(zhì)需要水作為媒介來產(chǎn)生物化反應(yīng)。因此，在建筑工程常態(tài)未滲漏時仍保持休眠狀態(tài)，只有滲漏時才會激活并修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫(如圖1所示)。

2.2 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的特點

1)防水性能強(qiáng)：采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，能夠充分利用活性化學(xué)物質(zhì)與混凝土之間的物化作用，堵塞混凝土存在的罅隙和裂縫，從而提高建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的防水性能。同時材料加強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的密實性，避免有害化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入，并能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)在承受較高水壓情況下也能保持良好的抗?jié)B特性。

2)自修復(fù)能力：當(dāng)建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫并在水滲入后，材料中的活性化學(xué)物質(zhì)會遇水產(chǎn)生物化反應(yīng)，生成無法溶解于水的結(jié)晶物質(zhì)，最終將該裂縫堵塞，實現(xiàn)了混凝土的裂縫自修復(fù)。

3)耐久性強(qiáng)：水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的活性化學(xué)物質(zhì)本身的穩(wěn)定性較高，在無水環(huán)境中會陷入沉眠狀態(tài)，直到混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲漏問題。這種耐久性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的防水卷材、防水涂料等防水材料。

4)施工簡便：在施工過程中，一方面對混凝土結(jié)構(gòu)的基面要求簡單，即便是受潮的混凝土結(jié)構(gòu)也能進(jìn)行防水施工。另外一方面施工可以采用干撒、噴涂等多種工藝，且無需進(jìn)行額外的養(yǎng)護(hù)措施，有效減少了防水施工的工序。

3 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的建筑工程施工應(yīng)用

某高層建筑工程項目，建筑總高度37 m，其中地上部分12層，地下部分1層。根據(jù)建筑工程周邊地下水勘探結(jié)果，水位約為-1.5 m。為了避免地下部分出現(xiàn)滲漏問題，需要對地下室的底板、頂板、車庫等區(qū)域進(jìn)行防水施工，施工面超過30 000 m2。結(jié)合本工程實際情況，選用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料作為防水材料施工。

3.1 施工防水材料

本工程的地下工程，防水施工采用了在地下室混凝土結(jié)構(gòu)的外層增加防水層和水泥砂漿的方式來提高地下室的防滲性能。防水層則采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行涂刷，厚度在1.0 mm～1.5 mm左右。本工程所選用的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料參數(shù)

3.2 施工流程

1)基層處理：在地下室防水施工前，應(yīng)對混凝土的表面基層進(jìn)行清理，確?；鶎颖砻鏌o異物，采用高壓水槍清理基層表面的污垢，確?；炷猎猜冻?，同時還應(yīng)當(dāng)對基層的空鼓、凸起等區(qū)域進(jìn)行剔鑿并打磨光滑，以避免影響水泥基滲透結(jié)晶型防水材料滲透力。

2)防水材料涂刷：在進(jìn)行涂刷作業(yè)前，首先用清水對混凝土表面進(jìn)行噴水，確保其處于濕潤狀態(tài)。按照設(shè)計的配合比對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行拌和，采用專用的噴槍進(jìn)行涂刷，確保水泥基滲透結(jié)晶型防水材料均勻覆蓋到地下室混凝土結(jié)構(gòu)基層。最后對于轉(zhuǎn)角處、管道、變形縫等特殊區(qū)域，應(yīng)當(dāng)加厚進(jìn)行涂刷。

3)防水涂層的養(yǎng)護(hù)：在水泥基滲透結(jié)晶型防水材料涂刷后呈現(xiàn)出半干形態(tài)時，可以對防水涂層表面進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，噴水的流量不宜過大，避免對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料產(chǎn)生破壞。每天噴水的次數(shù)應(yīng)不少于3次，噴水養(yǎng)護(hù)的時間不少于3 d。必要時應(yīng)對重點區(qū)域采用塑料膜、草席等進(jìn)行覆蓋保護(hù)。

3.3 施工后檢驗

本工程在防水施工結(jié)束后，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的防水效果進(jìn)行了檢驗。檢驗采用空白試件和涂刷防水材料后的地下室混凝土試塊進(jìn)行對比分析，具體結(jié)果如下：

1)X射線衍射分析：在本工程施工后養(yǎng)護(hù)28 d，采用X射線對空白混凝土試件以及試驗混凝土試塊進(jìn)行了對比分析，得到如圖2所示的XRD譜圖。

根據(jù)圖2可以看出，涂抹了水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的混凝土塊的CSH以及碳酸鈣的特征峰表現(xiàn)的更為明顯，而CH的特征峰表現(xiàn)相對空白塊較弱。這說明水泥基滲透結(jié)晶型防水材料應(yīng)用后，能夠有效的將混凝土當(dāng)中的CH進(jìn)行消耗，并生成了更多的沉淀物來堵塞縫隙，有效的減少了混凝土滲漏的可能性。

2)掃描電鏡分析：同樣對空白塊和實驗塊進(jìn)行掃描，得到對應(yīng)的SEM譜圖。如圖3所示，可以清楚的看到空白塊(a)中的CH結(jié)構(gòu)明顯比實驗塊(b，c)的CH結(jié)構(gòu)多，且實驗塊中存在大量的碳酸鈣晶體以及CSH。這說明混凝土在出現(xiàn)裂縫后，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料能夠有效消耗CH并產(chǎn)生沉淀堵塞裂縫，避免了結(jié)構(gòu)滲漏問題的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

作為一種新型防水材料，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料能夠顯著改善混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫并提高結(jié)構(gòu)的防水性能，這種長久性的對混凝土的保護(hù)能夠提高建筑的防滲漏性能。同時在建筑工程應(yīng)用過程中施工簡便且成本較低，具備技術(shù)和經(jīng)濟(jì)雙重優(yōu)勢，值得在房屋建筑工程中廣泛應(yīng)用。