水泥基無機防水材料研究

夏　銘

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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水泥基無機防水材料研究

夏銘

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：探討了在水泥基無機防水材料中對多種有機、無機材料進行改性，形成了具有一定柔韌性的剛性防水材料，有效提高了產(chǎn)品使用過程中的抗?jié)B、抗裂、粘結(jié)強度等性能，增加了其使用壽命。

關(guān)鍵詞：無機；防水材料；改性；抗?jié)B

1防水機理

水泥基無機防水材料采用超細低熱硅酸鹽水泥作為主料，含有大量的高活性硅酸二鈣，與水接觸生成大量的C-S-H凝膠，且C-S-H凝膠量持續(xù)增加，使?jié){體結(jié)構(gòu)致密，增加了漿體密實性、減少了因游離水蒸發(fā)而遺留下來的毛細孔；同時可以改善漿體和集料間的過渡區(qū)界面結(jié)構(gòu)，消除了漿體滲水的最薄弱環(huán)節(jié)，從而大大提高了漿體的抗?jié)B性能。該水泥中含有少量的硅酸三鈣和鋁酸三鈣，有效地降低了漿體硬化后造成干縮開裂的風(fēng)險。適量的、可再分散膠乳粉可以有效地增加減水劑的使用，加速水泥水化，生成更多的C-S-H凝膠體，且有效地降低了水灰比，減少了漿體中的孔隙，增加了漿體的密實性，提高了漿體的抗?jié)B性能。水泥的水化需要水分的存在才能夠進行，適量的、可再分散膠乳粉在水中二次分散，通過失水而成膜，水分失去時，聚合物粉末形成的薄膜覆蓋表面的微孔，阻礙了水分的過多散失，所保留的水分可供水泥進行進一步的水化。聚合物在干燥環(huán)境下成膜，而水泥則在有水存在的條件下固化和水化，這兩種體系的結(jié)合，使JHC水泥基防水材料具有更好的密實性和防滲能力。

2試驗研究

2.1凈漿膠凝材料體系

圖1　膠凝材料激光粒度分布圖

試驗所選用的膠凝材料粒度分布集中在8～32μm區(qū)間(圖1)，賦予了膠凝材料良好的水化性能，使得凈漿的早期強度適中，后期強度增進率大，水化后生成大量的凝膠體，整體結(jié)構(gòu)致密(圖2)。

2.2抗裂性能

筆者依據(jù)JC/T951-2005水泥砂漿抗裂性能試驗方法，對水泥基無機防水材料開展了抗裂試驗，防滲凈漿成型后無裂紋，抗裂性能優(yōu)良(圖3)。

2.3凈漿膠凝材料與基礎(chǔ)的粘接性能分析

通過試驗得知，3組試件28d粘接強度均大于6MPa，滿足規(guī)范要求(表1)。

圖2　凈漿水化硬化后微觀形貌(放大12 000倍)

圖3　防滲凈漿抗裂性能優(yōu)良

齡期/d試件粘接強度 /MPa試件1試件2試件3146.046.35.44286.16.367.1

2.4抗?jié)B性能

3組試件7d抗?jié)B性能試驗結(jié)果表明：在1.5MPa滲透壓力下均不滲水(表2)。

表2　抗?jié)B性能試驗結(jié)果表

2.5裂縫自愈合能力

放大6 000倍電子掃描顯像圖(SEM)顯示，使用防滲凈漿處理后，混凝土表層2cm處空隙充填密實(圖4)；混凝土表層裂縫自愈合情況良好(圖5)。

3使用方法

3.1外露防滲部位的施工

(1)除去浮灰、水泥浮漿、油垢和油脂等物并用水沖洗干凈。將空鼓、疙瘩以及起皮等疏松部位鏟除并用水沖洗。若其表面較光滑，可用鋼絲刷、砂磨機等工具將表面打磨粗糙后再用水沖洗。施工前，基層面應(yīng)保持基本干燥，無大面積潮濕。

圖4　混凝土表層處理前、后2 cm處空隙分布比對圖

(2)根據(jù)待涂面積確定防水涂料用量并稱量。按重量水泥基防水涂料∶水=1∶0.26～0.29確定用水量(以便于涂刷為準(zhǔn))。先將防水材料加入桶中，再加入水，盡量采用砂漿攪拌機或手提電鉆配以攪拌齒攪拌，攪拌時間應(yīng)在5min以上。攪拌應(yīng)均勻充分，無結(jié)團、干粉等。攪拌開始時感覺較稠，不可加水，加強攪拌后漿料會產(chǎn)生漸漸變稀的現(xiàn)象。

(3)噴涂1～1.5mm厚的防水材料作結(jié)合層，以提高防水凈漿與基層的粘合力。

圖5　混凝土表層處理前后裂縫自愈合示意圖

(4)鋪設(shè)聚合物纖維網(wǎng)格。

(5)待底層防水材料干燥后(料層不粘手)涂刷防滲層。可分層涂刷，每層厚1mm左右，待上層干燥后涂刷下層，涂刷2～3層即可。

3.2隱蔽部位的施工

(1)對構(gòu)筑物表面清理、防水材料制備同上。

(2)分2～3層，噴涂1～2mm厚的防水材料。

3.3注意事項

防水材料終凝后應(yīng)及時養(yǎng)護。根據(jù)氣候條件每天均勻噴霧1～3次，在保持潮濕的條件下養(yǎng)護7d，2d內(nèi)謹(jǐn)防雨水沖刷。

4結(jié)語

現(xiàn)場試驗和實際工程應(yīng)用結(jié)果表明：水泥基無機防水材料性能可靠、易于施工，具有良好的抗裂、粘接、抗?jié)B、裂縫自愈合性能，具有較好的市場推廣與使用價值。

夏銘(1979-)，女，重慶涪陵人，工程師，碩士，從事新材料開發(fā)、試驗與研究工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

“十三五”每年新增裝機規(guī)模將達1億千瓦

根據(jù)國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》，到2020年，我國非化石能源占一次能源消費比重將達到15%。其中到2020年，核電裝機容量5 800萬千瓦，常規(guī)水電裝機3.5億千瓦左右，風(fēng)電裝機2億千瓦，光伏裝機1億千瓦左右。如果近幾年不加快新項目的核準(zhǔn)并及早開工建設(shè)，2020年水電規(guī)?？赡芙橛?.3～3.4億千瓦之間，核電投產(chǎn)裝機規(guī)模在5 000萬千瓦左右，均低于規(guī)劃目標(biāo)。換言之，實現(xiàn)2020年15%的非化石能源占比目標(biāo)難度將增加。較為可行的方案是，適當(dāng)增加風(fēng)電、太陽能發(fā)電的開發(fā)規(guī)模。從實際項目儲備、建設(shè)周期、設(shè)備供應(yīng)能力等條件看，2020年風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機容量有可能分別提高到2.5億千瓦、1.5億千瓦。在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，我國電力需求將持續(xù)保持較高增長速度，并且快于總體能源消費增速。由于風(fēng)電、太陽能等電源單位裝機發(fā)電量較低，為滿足日益增長的電能需求，我國發(fā)電裝機規(guī)模將持續(xù)擴大。預(yù)計“十三五”期間，我國每年新增裝機規(guī)模仍將維持在1億千瓦左右，至2020年，總裝機規(guī)模達到20.7億千瓦。在清潔能源發(fā)電裝機比重逐漸上升的同時，煤電在未來10到15年還有一定的新增空間，預(yù)計2030年煤電將為13億千瓦左右。屆時，存量煤電的角色將發(fā)生改變，其年利用小時數(shù)會逐步降低、并承擔(dān)更多的調(diào)峰及其他輔助服務(wù)功能；隨著經(jīng)濟壽命期的到來，部分燃煤火電將會逐步進入退役階段。由于清潔能源發(fā)電的單位千瓦投資成本普遍高于火電等常規(guī)電源，因此未來電源投資將大幅度增加。同時，隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電的發(fā)展，特高壓電網(wǎng)、超高壓電網(wǎng)、配電網(wǎng)都將長期較快發(fā)展，電網(wǎng)的投資規(guī)模也將大幅度增加。以特高壓為例，2020年需要承載大約3億千瓦的跨區(qū)電力流；2020—2030年10年間，跨區(qū)電力流大約需要翻一番才能承載持續(xù)增加的水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電，以及煤電的跨區(qū)輸送需求。

收稿日期:2015-10-25

文章編號:1001-2184(2015)06-0138-03

文獻標(biāo)識碼:B

中圖分類號:TV4;TV41;TV44;TV22

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