無機防水堵漏材料

李子安、陳靜、李晟、馬慶園

（天津市質量監(jiān)督檢驗站第四十二站 天津 300384）

無機防水堵漏材料

李子安、陳靜、李晟、馬慶園

（天津市質量監(jiān)督檢驗站第四十二站 天津 300384）

無機防水堵漏材料以優(yōu)質水泥、砂、石為原料，摻入多種高分子添加劑，改善水泥孔結構，目的在于提高水泥基材料的密實性和抗裂防滲能力。制成的多功能改性水泥基復合材料具有耐水、耐高溫、耐腐蝕、抗?jié)B性高、抗裂性強、粘結性高的特性，從根本解決了滲漏問題。

堵漏材料；抗?jié)B；凝結時間。

一、研究目的

我國的建筑防水材料已經有了一定的基礎條件，多功能無機防水堵漏材料是近幾年來發(fā)展的一種新型防水材料，它可以解決墻體和地下工程滲漏水的問題，具有防潮、抗?jié)B、堵漏、粘結的特點。

隨著建筑技術的不斷進步，要求防水一次成功，使用年限在40年以上。但目前一些防水材料不能滿足要求，因為水泥混凝土在硬化過程中產生干縮和溫差冷縮，導致結構開裂并降低使用壽命，特別是建筑物的滲漏。為此研制的無機防水堵漏材料是一種具有較高的抗壓、抗?jié)B及粘接性，并且使用方便，無毒、無害、不污染環(huán)境的單組份材料。

無機防水堵漏材料以優(yōu)質水泥、砂、石為原料，摻入多種高分子添加劑，通過調整配合比，改善水泥孔結構，增加各種原材料的密實性，或通過補償收縮提高混凝土的抗裂防滲能力。制成的多功能改性水泥基復合材料具有耐水、耐高溫、耐腐蝕、抗?jié)B性高、抗裂性強、粘結性高的特性，從根本解決了滲漏問題。該產品的研制成功，為本市防水材料增加新品種，產品經檢測達到JC 900-2002標準要求，并廣泛應用在地鐵工程、地下工程、市政工程、建筑工程中。

二、國內外建筑防水材料發(fā)展概況

國內外建筑防水技術取得了重大發(fā)展，發(fā)生了急劇的變化，新材料、新工藝、新的施工技術的不斷出現(xiàn)，防水層由多層向單層、施工方法由熱向冷、材料由單一材料向復合高分子材料發(fā)展，大大地改善了建筑物的防水功能，延長了防水層的使用壽命。近20年代，世界各國都已意識到生存的環(huán)境的重要，因此開發(fā)和推廣應用環(huán)保型建筑防水材料受到人們的歡迎。

美國的亨瑞公司及創(chuàng)高公司已開發(fā)可在雨中施工的厚質涂料，而加拿大XYPEX公司已生產出無機滲透結晶型防水涂料，它們屬于環(huán)保型防水材料。近年來，我國引進一種美國“確保時”（COPVOX）防水劑，最大特點可滲到水泥內部，與堿性物質起化學反應，主要采用硅酸水泥添加部分化學物質，經過特殊工藝處理而制成。施工時將它與適量的水配合攪拌成灰漿狀，可涂刷在潮濕的基面上。該產品經加拿大國內檢測被定為“實際無毒級”的環(huán)保型防水材料。法國DIPBATTLEY公司生產有機防水劑也是高分子有機物，為解決滲漏水問題，開發(fā)一種稱為“滴塞?配套料”的雙組分聚合物水泥基防水涂料，其特點是具有一定彈性、變形能力好，可形成防水抗?jié)B性能良好、無毒、無味的防水層。

國內的防水材料近20年取得了很大進步，其中建筑防水材料已從過去品種單一的低胎油氈發(fā)展成形態(tài)不一、性能各異、適用范圍不同、多品種的格局以滿足不同等級及設防的需要。無機防水堵漏材料吸收了國外先進技術而開發(fā)的高效、防潮、抗?jié)B、堵漏材料，也是極好的粘接材料。

三、無機防水堵漏材料主要特點及新穎性

1.帶水施工、防潮、抗?jié)B、快速堵漏，帶水堵漏初凝時間為2.5分鐘，止水效果快。

2.迎、背水面均可使用，簡捷方便。

3.無毒、無害、無污染、可用于飲水工程中。

4.抗?jié)B壓高、粘接力強，防水粘貼一次完成。

5.該材料分為速凝型（主要用于抗?jié)B堵漏）和緩凝型（主要用于防潮、防滲）兩種。

6.與基體結合成整體不老化，耐水耐久性好。

7.根據(jù)不同的工程結構，采取不同的方法，施工簡單、方便、造價較低、易于維修，因此在土木建筑中、剛性防水占有相當大的比例。

四、無機防水堵漏材料的制備

1.抗?jié)B、防裂機理及研制的必要性

無機防水材料主要基材是水泥，如硅酸鹽水泥，這些水硬性膠凝材料，它的抗?jié)B透和防水耐久性較好，但是，由于水泥的抗拉強度低，變形小，易于收縮開裂，會破壞結構的整體防水，而水泥配制成混凝土后，內部會形成許多毛細孔縫，而成為滲水通道，為此，研制人員在提高水泥砂漿的密實性及抗裂性基礎上反復試驗，通過調整配合比，并摻入高分子改性劑而改善孔結構，提高水泥砂漿的密實性，或改善砂漿的抗裂性，使混凝土構筑物達到防水抗?jié)B的要求。

由于在水泥中加入多種活潑的化學物質，它們摻入水泥中水化成膨脹性結晶體，這種針狀和柱狀結晶填充于混凝土的毛細孔縫中，改善了孔結構，提高了混凝土抗?jié)B性。由于它的膨脹作用，可在鋼筋和臨位的作用下，在結構中建立0.3MPa預應力，可抵消混凝土硬化產生收縮拉應力。這種活潑物質與混凝土中的堿性矩陣結構物質發(fā)生化學反應，生成不溶性物質而堵塞混凝土內部的微細裂縫和毛細孔通道，達到抗?jié)B抗裂防水功能。

2.利用正交設計試驗確定添加劑配比

無機防水堵漏材料由于添加劑的加入，形成一種不溶性膠體或絡合物用來堵塞、填充毛細孔縫，提高混凝土密實。配方設計應考慮到各因素的交互作用，為此安排了正交設計試驗，并使用L16（45）按表1因素與水平進行。

表1 正交試驗的因素與水平

正交試驗結果表明，從上述配方的綜合性能分析，當試樣條件合理，所制備的無機防水堵漏材料不但具有較好的工藝加工性能，同時還具有較好的物理性能，其最佳配方性能如下（見表2）：

表2 無機防水堵漏材料的技術指標及實測值

上述試驗表明：只要采用合理的配方及工藝條件，即可制備優(yōu)異的防水層。

五、影響工程滲透的因素及無機防水堵漏材料主要添加劑

無機防水堵漏材料以水泥、砂及其它防水組分復合，并經一定加工而成的水硬性無機材料，具有防潮堵漏效果。

1.防水工程滲漏的形式

防水工程滲漏主要為點、縫和面3種形式，按滲漏量又分為慢、快、漏和涌水。同時混凝土滲漏水與裂縫出現(xiàn)密切相關，裂縫的產生原因大致分為以下幾類：伸縮縫、沉降縫、防震縫、施工縫。這些縫為工程需要而設置的。另外由于干燥、溫度變化而產生的裂縫也是存在的。以上及構造性裂縫往往會引起滲漏，實驗證明，每100g水泥漿體的化學減縮值為7～9ml，如果混凝土水泥用量300kg/m2，其縮減量為21～27L/m3，外觀體積收縮不多，主要在內部形成許多毛細孔成為滲水渠道，在干燥條件下，毛細孔水逸出產生毛細壓力，使混凝土發(fā)生毛細收縮，產生干縮開裂，因此防滲堵漏是建筑工程重要環(huán)節(jié)。

2. 添加劑主要類型

無機防水堵漏材料以水泥、砂及其它防水助劑復合，并經一定加工而成的水硬性無機材料，具有防潮堵漏效果。

⑴ 無機化合物

摻加無機化合物，我們認為抗?jié)B的前提是抗裂，通過形成不溶性膠體化合物提供抗?jié)B性。

⑵ 高分子聚合物

摻加高分子聚合物，聚合物的粒子均勻地分散于水泥漿體中，并吸附在水泥粒子表面，生成水泥水化產品，而提高抗?jié)B性。

六、無機防水堵漏材料施工工藝對防水效果的影響

1.凝固硬化時間

當粉：水=1∶0.35，環(huán)境溫度為20℃的條件下，防潮型硬化時間約90分鐘，而堵漏型為2.5分鐘。當加水多或環(huán)境溫度低，硬化時間要長，反之則短。

2.速凝型施工工藝

⑴ 滲水面施工

按料：水=1∶0.35攪拌1分鐘成為膩子狀（配料不易過多）迅速用抹子上第一層料，待硬化后，擦干表面上第二層料，直至不漏，封堵飲水孔。上料要稍用勁來回多抹，一層1.1kg/m2，兩層總厚度1.5mm，用料2.2 kg/m2，必要時保濕養(yǎng)護。

⑵ 漏水口堵漏

將漏水口打成具有一定深度的口子，按料：水=1∶0.25揉成料團封堵，再按料：水=1∶0.35調成膩子狀刮涂。

3.緩凝型施工工藝

按粉：水=1∶0.3～0.35攪拌1分鐘成膩子狀用刮板上料，待第一層硬化后再上第二層料，上料時要用勁來回多刮幾次。要噴水養(yǎng)護。

七、無機防水堵漏材料生產工藝

無機防水堵漏材料因材而異，該材料生產工藝如圖所示：

結束語：

無機防水堵漏材料實質上是一種剛性混凝土板塊防水或剛柔材料的復合防水，它主要依靠混凝土的密實性并結合一定工法來達到防水目的。防水工程是個系統(tǒng)工程，無機防水堵漏材料最大優(yōu)點是能補償收縮，抗?jié)B性能高于普通防水混凝土，較好地解決了長期困擾工程界的結構收縮開裂難題。

李子安（1963-）男，高級工程師，天津市質量監(jiān)督檢驗站第四十二站（石油和化學工業(yè)橡膠及再生產品質量監(jiān)督檢驗中心）站長，長期從事廢舊橡膠、橡塑制品的研發(fā)及檢測工作。