探究水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的配制及其在砼中應(yīng)用

陳曦

福建省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司 福建 廈門 361001 1.5p

前言

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是較為新型的建筑防水材料，具有節(jié)能、環(huán)保、對人體無害、制造工藝簡單、成本低、施工工藝簡單、防水效果持久、應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料過去主要由幾個(gè)國外發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)，在1980年，國內(nèi)進(jìn)口的基礎(chǔ)材料（母料）用于生產(chǎn)和應(yīng)用，國內(nèi)生產(chǎn)商能獨(dú)立完全國產(chǎn)化原材料的廠家非常少。

1 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料由膠凝材料、細(xì)集料、滲透性材料、活性物質(zhì)、催化劑、輔助材料等配制，并進(jìn)行干燥、粉碎、混合攪拌等形成。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的防水作用是在水的引導(dǎo)下，以水為載體，并借助高滲透性物質(zhì)在混凝土的毛細(xì)結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)移，填充并發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，還與未水合的水泥顆粒相互作用或釋放堿性物質(zhì)，反應(yīng)形成水不溶性結(jié)晶體。結(jié)晶體和混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合形成一個(gè)封閉的防水層，可防止水和其他液體從任何方向腐蝕，從而提供防水功能。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料具有以下性能特征：①覆蓋有水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的混凝土結(jié)構(gòu)可以長時(shí)間承受液體壓力，并且可以承受1.2MPa以上的液體壓力。②將水泥基滲透結(jié)晶型防水材料施用于混凝土基礎(chǔ)表面后發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng)將逐漸滲透到混凝土結(jié)構(gòu)中，并且滲透深度隨時(shí)間推移逐漸加深。③水泥基滲透結(jié)晶型防水材料具有長期的自愈功能。這種材料用于混凝土結(jié)構(gòu)，由于溫度，沉降，振動(dòng)和其他原因而引起的不規(guī)則裂縫，當(dāng)滲透到混凝土中時(shí)，可以自我修復(fù)。當(dāng)毛細(xì)管中的催化劑與水接觸時(shí)，處于休眠狀態(tài)的活性物質(zhì)會(huì)重新激活物理和化學(xué)反應(yīng)，并形成新的晶體，從而密封混凝土中新形成的裂縫并阻塞水分子。④該材料與其他材料可以很好地結(jié)合，任何建筑材料都可以在水泥基滲透結(jié)晶型防水材料涂刷過的混凝土基礎(chǔ)的表面上涂刷、刮擦和裝飾，不會(huì)引起物理和化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)影響防水性和結(jié)構(gòu)光潔度。⑤防水設(shè)計(jì)簡單、快速、省力且總成本低。防水材料對混凝土基礎(chǔ)表面要求簡單?；炷粱A(chǔ)的表面不需要平整，涂漆后不需要保護(hù)層。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料只是一種防水涂料，一旦涂層硬化，就不會(huì)擔(dān)心受到?jīng)_擊、撞擊、剝落和摩擦。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可用于地下室、隧道、人防工程、屋頂、游泳池等[1]。

2 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的配制

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料由黏合劑、填料、滲透性材料、活性材料、催化劑、細(xì)骨料和其他材料組成。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的配合比后的制造工藝如下：①水分含量大于2%的原材料在干燥設(shè)備中于不超過80℃的溫度下干燥后使用。②大于0.315毫米的原料顆粒將被粉碎并細(xì)磨以備后用。③根據(jù)混合比例準(zhǔn)確測量并準(zhǔn)確測量痕量元素。④使用提升裝置將測量的原料放入密封的干粉混合器中，并均勻混合?；钚晕镔|(zhì)的攪拌時(shí)間為20分鐘至30分鐘/次，400/ min。⑤混合完成后隨機(jī)取樣和測試。⑥出料后定量包裝然后入庫保存，做到防水防潮。⑦生產(chǎn)車間，原料倉庫和成品倉庫必須干燥陰涼。⑧包裝產(chǎn)品必須在保質(zhì)期內(nèi)使用，過期產(chǎn)品必須經(jīng)過全面測試合格后可以繼續(xù)使用，保質(zhì)期通常為12個(gè)月。

注意：①原料干燥溫度應(yīng)控制。用于制造水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的某些材料是具有水分子結(jié)構(gòu)的晶體，當(dāng)溫度超過80℃時(shí)，將引起物理和化學(xué)反應(yīng)，并直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此干燥時(shí)保證材料表面沒有水分就可以了。②對原料進(jìn)行機(jī)械混合時(shí)，混合時(shí)間的增加促進(jìn)了原料的均勻混合，但增加了混合時(shí)間將增加原料的機(jī)械摩擦，導(dǎo)致原料溫度升高，影響原有的物質(zhì)結(jié)構(gòu)[2]。

3 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料與砼的性能關(guān)系

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可以有效改善混凝土的滲透性，也因此影響到砼的性能，主要有以下關(guān)系：

（1）混凝土的滲透性和抗凍性：干混凝土不會(huì)凍結(jié)，但是如果水含量過高，當(dāng)環(huán)境溫度降低，則孔中的水將凍結(jié)并且體積將增加9%，從而導(dǎo)致未凍結(jié)的孔溶液向外遷移，從而產(chǎn)生靜水壓力。當(dāng)靜水壓力超過混凝土的強(qiáng)度時(shí)，混凝土孔壁結(jié)構(gòu)崩潰，內(nèi)部裂縫逐漸向外擴(kuò)展。環(huán)境溫度的周期性下降和上升，會(huì)凍結(jié)混凝土內(nèi)部的水，冰融化成水，并且循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。每個(gè)循環(huán)都會(huì)導(dǎo)致對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞累積，微裂紋和內(nèi)部孔隙將繼續(xù)膨脹，擴(kuò)展和滲透。這降低了混凝土的強(qiáng)度并減小了可用面積，最終導(dǎo)致對混凝土的損壞。實(shí)際上，這些機(jī)制與混凝土的滲透性密切相關(guān)。研究表明，混凝土的吸水能力越低，混凝土對凍融循環(huán)的抵抗力越高，通過水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可以有效提高混凝土的防水性能，從而降低吸水能力，提高混凝土的抗?jié)B性，進(jìn)而提高混凝土的抗凍融性。

（2）混凝土的滲透性和碳化性：混凝土碳化主要與空氣中CO2氣體的擴(kuò)散程度相關(guān)，空氣中CO2會(huì)通過混凝土的孔隙進(jìn)入混凝土與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致混凝土碳化，由于碳化過程會(huì)改變混凝土內(nèi)部成分以及體積，從而影響到混凝土的性能?；炷恋谋砻嫖屎屯杆允腔炷恋臐B透性?；炷帘砻娴奈潭仍礁?，透水性越高，CO2擴(kuò)散到混凝土中的速度越快，其深度越深?？梢酝ㄟ^混凝土的滲透性來評估混凝土的抗碳化性。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可以有效改善混凝土的滲透性，因此提高混凝土的抗碳化能力，進(jìn)而延長混凝土使用壽命。

（3）混凝土的滲透性與鋼筋銹蝕：堿度物質(zhì)會(huì)使鋼筋表面形成致密的鈍化膜，以保護(hù)鋼筋不受腐蝕。CO2會(huì)與混凝土中的堿度物質(zhì)反應(yīng)降低混凝土的堿度。氯離子侵入導(dǎo)致鈍化膜部分溶解，從而在水和氧氣存在下引起鋼筋的腐蝕。由于氯離子必須通過混凝土中的孔進(jìn)入混凝土，鋼筋腐蝕反應(yīng)所需的氧氣也必須通過混凝土中的孔進(jìn)入混凝土，因此混凝土滲透性和鋼筋腐蝕兩者之間緊密結(jié)合?；炷恋臐B透性越高，水，氯離子和氧氣滲透到混凝土中的速度就越快，滲透深度越大，不可避免地會(huì)加速鋼筋的腐蝕。

（4）提高混凝土抗?jié)B性的措施：降低水灰比可以有效減少硬化后混凝土的孔隙率和大小，同時(shí)選擇合適的添加劑，抑制并減少由混凝土中的孔隙，改變孔的特性，以堵塞和封閉滲透通道；合理施工和養(yǎng)護(hù)。確保將混凝土均勻混合并摻入模具中，并適當(dāng)振動(dòng)模具的側(cè)面，角落和預(yù)埋部分，以免泄漏或過度振動(dòng)。密實(shí)混凝土澆筑并提高混凝土的耐水性；使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。

4 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在砼中應(yīng)用

在混凝土結(jié)構(gòu)中，使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行基礎(chǔ)防水。主要有以下幾種應(yīng)用情況：

（1）防水混凝土底板：防水施工方法是在澆筑混凝土之前30分鐘，根據(jù)結(jié)構(gòu)將鋼筋綁在混凝土墊板上，并在濕混凝土墊板上均勻撒上水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的干粉。

（2）鋼筋混凝土剪力墻的防水：拆除鋼筋混凝土模板后即可進(jìn)行防水。檢查混凝土表面，并清除混凝土基礎(chǔ)表面上的浮塵。蜂窩坑的表面填充使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料與水混合以形成填充劑。在使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料之前30分鐘，應(yīng)先用水噴灑，刷涂混凝土表面，固化后，重復(fù)施工方法，兩次后混凝土表面上防水材料的總厚度必須大于0.8毫米。最終水泥基滲透結(jié)晶型防水材料硬化后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)兩三天。

（3）地下室頂層：構(gòu)造地下室防水層在將鋼筋放置在模板上之后，在將混凝土澆筑到濕模板上之前30分鐘撒水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。澆筑混凝土并開始硬化后壓實(shí)在混凝土的表面上(根據(jù)防水工程設(shè)計(jì)進(jìn)行一次或兩次防水處理)。

（4）地下室底板防水：在澆筑鋼筋混凝土底板2h之前，清除混凝土墊板和鋼筋上的碎屑；澆筑混凝土之前30分鐘，根據(jù)結(jié)構(gòu)將鋼筋綁在混凝土墊板上，并在濕混凝土墊板上均勻撒上水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的干粉。為了確保滲透性水泥基結(jié)晶性防水材料的厚度均勻，設(shè)計(jì)人員首先將面積除以鋼筋之間的距離，然后測量水泥基滲透性水晶防水材料并測量其面積，均勻使用每平方米的透水晶體防水材料的方法和精確劑量，水泥基結(jié)晶防水材料會(huì)水解，自然反應(yīng)防水效果更好。

（5）地下室外墻防水：檢查并清潔底層，使用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料與水混合來修復(fù)蜂窩坑表面；用水潤濕混凝土墻，按照水灰比將水泥基滲透結(jié)晶型防水材料與水混合，用便攜式電動(dòng)攪拌器攪拌5分鐘，攪拌成漿，涂刷并檢查是否漏水。在防水涂料完全固化4到6小時(shí)后，固化后，重復(fù)施工方法第二次噴涂防水材料，兩次后混凝土表面上防水材料的總厚度必須大于0.8毫米。最終水泥基滲透結(jié)晶型防水材料硬化后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)兩三天。混凝土結(jié)構(gòu)的接縫使用聚合物彈性水泥防水材料增強(qiáng)防水表面處理。

5 結(jié)束語

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料已經(jīng)開發(fā)并使用了很多年，受到了用戶，監(jiān)督檢查機(jī)構(gòu)，國家建材和建筑管理部門的關(guān)注和好評。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的生產(chǎn)過程簡單、防水耐用、防水總成本低。需要持續(xù)改進(jìn)提高水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在建筑物防水中的使用效果。