混凝土中新型外加剂的分析

陈录新

[摘要]现代防水混凝土已普遍采用外加剂技术进行配制；本文介绍了一种新型高效复合防水剂FDN-FS的配制技术路线、防水机制、高性能防水抗渗透混凝土的配制。该防水剂由减水保塑组分、膨胀组分、引气组分和憎水组分复配而成。

[关键词]防水剂；减水剂；防水混凝土；抗渗透性能；

1 前 言

混凝土是一种脆性材料，其抗拉强度低（约为抗压强度的1/10～1/20）、极限拉应变小（仅有0.02%～0.03%），当其在凝结硬化過程中，由于干燥收缩、化学收缩、碳化收缩等原因引气体积收缩而产生的内应力超过其本身的抗拉强度时，混凝土必然开裂，其结构的抗渗透性遭到破坏。因此，建筑工程的抗渗防水，是建筑物使用功能中的一项重要内容。据资料统计表明，当前我国城市每年因建筑的渗透维修费用高达12亿元以上。

我国于20世纪50年代开发了级配集料防水混凝土，配制时，为了使粗细骨料级配达到理想的级配曲线要求，要丢弃部分砂石，为了使费时费料，难以在工程中推广使用。60年代提出了富砂浆防水混凝土技术，采用这种技术存在水泥用量大，防水混凝土强度较低的缺点，这两种技术未能从根本上解决混凝土存在的收缩开裂造成渗漏的问题。今年来，随着人们对混凝土渗水原因认识的深化，以及混凝土外加剂技术的进步，开始采用外加剂来配制防水混凝土。

现代混凝土技术要求防水混凝土具有高抗渗透性、高强性、可泵性等综合性能，因此采用单一的塑化减水组分、憎水组分、膨胀组分或引气组分是难以满足工程质量要求的。这就有必要研制具有多组分、多功能的高效复合型防水剂。FDN-FS复合型防水剂（以下简称FDN-FS防水剂）就是一种具有高效减水、保塑、早强、增强、微引气、憎水、微膨胀等功能的新型复合防水剂。

FDN-FS防水剂已成功的在中建三局、交通部公路一局、中港二航局等单位承接的桥梁桥面、房屋屋面、工业民用建筑基础、港口、大坝、蓄水池等各类抗渗防水工程中应用，受到用户的一致好评。FDN-FS防水剂优良的技术性能和低廉的市场价格必将使其在防水混凝土工程中得到广泛的应用。

2 FDN-FS防水剂的成分与防水作用机理

2.1 FDN-FS防水剂的组成

FDN-FS防水剂由减水保塑组分、膨胀组分、引气组分和憎水组分复配而成。FDN-FS防水剂的减水保塑组分选用经过有机反应性高分子改性后的萘系高效减水剂，它具有与水泥相容性好、减水率高、保塑效果好的特点。

2.2 FDN-FS防水剂的防水作用机理

2.2.1 减水保塑作用

FDN-FS防水剂的减水保塑组分具有较高的减水率，其减水率可达20%左右，可大幅度减少拌合水用量，降低水灰比，有效地分散水泥颗粒，减少混凝土中的各种孔隙，使混凝土的总孔隙率和孔径分布得到改善，混凝土密实度提高，提高了混凝土的早期强度和后期强度，使混凝土的抗渗防水能力大大提高。

2.2.2 补偿收缩增密堵塞作用

膨胀组分加入混凝土中，不仅能和水泥水化产物生成钙矾石，引气体积膨胀、补偿收缩、强化密度结构，而且尚能生成丰富的凝胶体，进一步填充堵塞毛细孔道，阻断渗水通道，提高混凝土的抗渗防水能力。

2.2.3 引气抑制泌水作用

引气组分可产生均匀而微小的气泡，适宜的含气量可提高水泥浆的粘度，抑制沉降收缩和泌水的发生。这些气泡是非开放性的，由于气泡的阻隔，改变了毛细管的数量和特征，减少了混凝土的渗水通路，可改善混凝土的抗渗性能。

2.2.4 憎水阻渗作用

憎水组分的强憎水性，可提高气孔和毛细孔内表面的憎水作用，进一步提高抗渗性能。

3 FDN-FS防水剂的性能

由于FDN-FS防水剂同时具有减水、早强、增强、微膨胀、抗渗防水等功能，因此FDN-FS防水剂按《砂浆、混凝土防水剂》标准JC476-1999，《混凝土减水剂》标准GB8076-2008和《混凝土膨胀》标准JC474-2001分别进行主要性能指标的检测，性能检测由武汉市混凝土检测技术服务中心进行，检测结果见表1、表2.

从表1、表2数据可以看出，FDN-FS防水剂总碱量和氯离子含量低，掺入混凝土中不会诱发混凝土碱骨料反应和钢筋锈蚀；氧化镁含量也很低，净浆安定性好；配制的混凝土泌水量小；减水率高，达到20%，大大高于GB8076-2008高效减水剂一等品标准；早强、增强效果明显，掺FDN-FS防水剂的混凝土抗压强度值远远超过JC474-2001标准要求，抗压强度比值同事满足GB8076-2008高效减水剂一等品标准要求和JC474-2008一等品标准要求；配制的混凝土抗折强度高；有良好的膨胀性能，限制膨胀率满足JC474-2001要求；有显著的防水渗透效果。

4 结 论

（1）FDN-FS防水剂是由不同功能的有机、无机材料复合而成的多功能新型优质防水剂，在凝胶材料掺量6%的条件下，减水率可达20%以上，3d、28d混凝土抗压强度提高25%以上，泌水率小，具有良好的保塑性能，对混凝土有补偿收缩的作用。

（2）混凝土渗水原因一是混凝土内部的孔隙；二是混凝土内部的微裂缝所致。前者采用减水增强和增密充填的方法来处理混凝土内部孔隙；FDN-FS防水剂具有减水、增强、增密和微膨胀的功能，因此FDN-FS防水剂具有显著的抗渗防水效果。

（3）FDN-FS防水剂氯盐含量和总碱含量极低，对钢筋无锈蚀，不会诱发混凝土的碱集料反应，FDN-FS防水剂配制的抗渗防水混凝土具有坍落度经时损失小，混凝土无收缩，强度高的性能。FDN-FS防水剂可满足现代混凝土工程施工提出的高工作性、高强度、高耐久性的要求。

参考文献：

[1]管斌君，吕林女.新型抗裂防渗材料的研制.武汉混凝土，2008（4）：12-15.

[2]李世秋，黄钐.防水混凝土评述.混凝土，2009（3）：36-39.