水泥基滲透結晶型防水材料的性能及施工特點

摘要：調查了水泥基滲透結晶型防水材料在混凝土防裂和裂縫修復中的應用現(xiàn)狀，分析了國內外對水泥基滲透結晶型防水材料的作用機理、特點、施工性能等方面的研究進展，探討了水泥基滲透結晶型防水材料在混凝土中應用時還存在的問題和發(fā)展方向。

關鍵詞：水泥基滲透結晶型防水材料；混凝土；裂縫修復

0 引言

混凝土隧洞、渡槽、地下工程等建筑物體型龐大，受其自身和周圍介質溫度、濕度變化的影響，以及基礎和自身的約束作用，往往在不同部位產生很大的拉應力，極易產生裂縫?；炷亮芽p問題是影響工程結構質量和耐久性的關鍵因素之一，尤其是深層裂縫和貫穿性裂縫會影響工程安全，縮短工程壽命。水泥基滲透結晶型防水材料及相關技術是最重要混凝土結構防滲和裂縫自修復技術之一，迄今為止已在工業(yè)與民用建筑中取得了廣泛的應用。

1 水泥基滲透結晶型防水材料的歷史和應用現(xiàn)狀

水泥基滲透結晶型防水材料于1942年由德國化學家勞倫斯杰遜（Lanritz Jensen）在解決水泥船滲漏水的實踐中發(fā)明[1]。20世紀60年代在歐洲、北美、日本得到了進一步發(fā)展，使這一材料的工程應用不斷擴大，形成了系列產品。水泥基滲透結晶型防水材料是日本運用較多、唯一制訂日本國家統(tǒng)一標準的無機防水材料，被稱為是對環(huán)境保護、對人類生存都有益處的防水材料。我國20世紀80年代初引進水泥基滲透結晶型防水材料，已在地鐵工程、地下室、水下建筑、大型場館、隧洞、高速公路、高速鐵路等交通及工業(yè)與民用建筑中得到了成功的應用。

目前對水泥基滲透結晶型防水材料產品的研究主要集中在產品獨特的防水機理、簡易的施工方法和快速有效地解決滲漏問題的現(xiàn)實意義上，對水泥基滲透結晶型防水材料性能爭議的問題，主要集中在產品的滲透深度、應用范圍等方面。

2 水泥基滲透結晶型防水材料的防水機理

目前對于水泥基滲透結晶型防水材料的防水機理還沒有統(tǒng)一的認識。有學者認為，水泥基滲透結晶型防水材料中含有的活性化學物質在水的作用下，通過表層水對結構內部的侵蝕，被帶入了結構表層內部孔縫中，與混凝土中的游離氧化鈣交互作用生成不溶于水的硫鋁酸鈣（3CaO Al2O3 CaSO4 32H2O）滲透結晶物。結晶物在結構孔縫中吸水膨大，由疏致密，使混凝土結構表層向縱深逐漸形成一個致密的抗?jié)B區(qū)域，大大提高了結構整體的抗?jié)B能力。由于水泥的水化反應是一個不完全的反應過程，在不失水的狀態(tài)下，多年以后反應仍在進行，而在后期的水化反應過程中同樣能催化活性化學物質生成結晶，因此，一旦防水結構被水再次穿透，自然產生了自愈能力，也就是具備了多次抗?jié)B能力[2]。

除了深入混凝土結構內部的滲透結晶外，涂層中由于水化空間和C-S-H凝膠的束縛，形成大量的凝膠狀結晶，在涂層中起到密實抗?jié)B的作用，隨著時間的發(fā)展，結晶量也在遞增，這時防水涂層和滲透結晶共同增強了結構整體的抗?jié)B能力。

3 水泥基滲透結晶型防水材料的性能特點

（1）具有雙重的防水性能

水泥基滲透結晶型防水材料所產生的結晶體能深入到混凝土結構內部堵塞結構孔、縫，在結構層內部起到防水作用；同時，涂刷在混凝土結構基面上的涂層由于其微膨脹的性能，能起到補償收縮的作用，能使施工后的結構基面同樣具有很好的防裂、抗?jié)B作用。

（2）具有較強的耐水壓能力

能長期承受高強水壓，在厚50mm、抗壓強度為13.8MPa的混凝土試件上，涂刷兩層水泥基滲透結晶型防水材料，至少可承受1.2MPa的水頭壓力。

（4）具有自我修復能力

水泥基滲透結晶型防水材料是無機防水材料，活性物質許多年以后再遇水時仍能夠被激活、反應產生新的晶體，完成自我修復。

（5）提高混凝土耐久性

混凝土的化學侵蝕和鋼筋侵蝕與水分和氯離子滲入分不開。水泥基滲透結晶型防水材料的滲透結晶和自我修復能力使混凝土結構密實，從而最大程度地降低了化學物質、離子和水分的侵入，保護鋼筋混凝土免受侵蝕，減緩、抑制堿骨料反應和碳化。同時，在水泥漿滲透結晶型防水材料處理過的混凝土結構還有效的防止了因凍融循環(huán)而造成的剝落、老化及其損害。

（6）對混凝土結構具有補強作用

水泥基滲透結晶型防水材料施工后的混凝土，由于滲透結晶作用，針狀近填充了混凝土的毛細孔隙，提高了混凝土的密實性。有關研究表明，一般能提高混凝土強度15%～20%。

（7）與基層混凝土粘結牢固

水泥基滲透結晶型防水材料與其他防水涂料的一個不同之處是其滲透結晶后涂層與基層混凝土成為一體，形成整體防水和永久防水。

（8）環(huán)保

目前該類防水材料已經經過多個國家的相關部門檢驗為實際無毒級產品，因此可以安全應用于接觸飲用水的混凝土結構等工程。

（9）施工方法簡單

水泥基滲透結晶型防水材料可用于混凝土結構的迎水面及背水面防水，特別是背水面防水中具有絕大部分防水材料都不能比擬的優(yōu)越性能。

4 水泥基滲透結晶型防水材料的施工特點

水泥基滲透結晶型防水材料在施工中的基本要求包括[3～5]：

（1）施工環(huán)境要求

在雨中或預計涂層表干前下雨不能施工；環(huán)境濕度低于0℃不宜施工。

（2）混凝土基面處理

對砼結構表面有空洞、縫隙、蜂窩等現(xiàn)象要進行修補，特別是砂漿滴塊要鑿除，應清除基面的泥漿、浮塊、油污等各類雜物方可進行施工，在涂刷施工時要充分保持濕潤的基面才可進行涂刷，有時要邊涂刷邊噴霧，保持基面的潤濕，但不能有明水。

（3）材料用量

根據(jù)不同的施工結構，用量為：1.0～2.0kg/㎡，最小厚度不小于0.8mm。涂刷時按粉：水 = 3～3.5：1（質量比），涂抹時按粉：水 =3～3.5：1，一次調料不宜過多（調成后不準再加水及粉料，一次成型），30min內用完。

（4）施工

在較平整的基面上可用抹灰或橡塑板刮涂，必須涂抹均勻，用力平整，一次完成。

5 結語

對于混凝土結構防水層的裂縫預防、裂縫自愈合等，水泥基滲透結晶型防水材料具備了不可替代的優(yōu)越性，具有提高混凝土本體體積穩(wěn)定性和抗裂性的獨特優(yōu)勢，達到“標本兼治”的防滲效果。

我國對水泥基滲透結晶型防水材料的研究開發(fā)工作還遠遠落后于工程應用，對于水泥基滲透結晶型防水材料的使用機理、作用特點還缺少大量的試驗數(shù)據(jù)支持和理論分析；水泥基滲透結晶型防水材料的施工技術、施工質量及檢測標準也有待進一步完善，以充分發(fā)揮該材料的性能優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 沈春林.水泥基滲透結晶型防水材料[M].化學工業(yè)出版社，2005.

[2] 文志元，高小陽.水泥基滲透結晶型防水涂料在三板溪面板中的應用[J].貴州水力發(fā)電，2005，19（6）：36～37.

[3] 牛建宏，李珊珊.淺談水泥基滲透結晶型防水材料[J].云南水力發(fā)電，2006，22（5）：72～73.

[4] 俞曉春.水泥基滲透結晶防水材料在地下室中的應用[J].山西建筑，2006，32（18）：167～168.

[5] 楊華全，李家正，林育強.基于滲透結晶院里的裂縫自修復技術在水工混凝土中的研究進展[C].工程結構裂縫診治技術與工程實例，北京：中國建材工業(yè)出版社，2007，314-318..

作者簡介：

張鴻鶯，女，1977年出生，河北石家莊人，助理工程師，甘肅華澳鐵路綜合工程有限公司，主要從事鐵路工程概預算工作。