混凝土建筑工程的革命性新材料——混凝土抗冻防水合金粉颠覆传统建筑理念

河南科丽奥高新材料有限公司

2016年7月，位于太行山区的某战略储备库渗漏水严重，该部队采取多种防水方法，多次进行加固堵漏维修，均没有根除工程渗漏水的难题，严重影响战备物资的管理。后来得知河南科丽奥高新材料有限公司有一种新材料——混凝土抗冻防水合金粉，施工人员在渗漏部位均匀抹上一层添加合金粉的砂浆，就彻底解决了渗漏水的顽疾，部队官兵感叹，合金粉滴水不“漏”，万无一“湿”。

混凝土抗冻防水合金粉的诞生

美国联邦公路管理部门的一项研究表明，美国每年因混凝土结构造成的全部维修费用为2760亿美金，占GDP的3.1%，在美国的590750座桥梁中，32%的主要道路、28%的桥梁已产生混凝土病害，需要修复。我国的各类混凝土工程每年的维修、改造费用高达数千亿，影响和损失巨大。混凝土结构的安全性、适用性和耐久性等一系列关键技术难点，引起各国科学技术界、工程建设设计施工领域以及政府部门的高度重视，倾注精力攻克难关，目的是研制出百年甚至千年的耐久材料。我国也越来越重视混凝土结构耐久性问题，将此类项目研究列为我国重大科研攻关项目之一。

在高新材料研发领域深耕数年的河南科丽奥高新材料公司，作为国家高性能混凝土评定标准、混凝土复合掺合料等标准的参编单位，准确把握世界高新材料发展脉络，勇创混凝土耐久新材料研发的科技高地。2013 年，科丽奥公司自立项目，自筹资金，自我加压，在开封某试验基地，开始了增强混凝土抗冻抗裂防水高性能材料的研发工作。公司成立了技术攻关小组，协调国内相关工程防水、材料、机械制造、工程建设等科研院所和企事业单位的专家，参与项目的研究、试验、论证等工作。对研究所需的原材料进行了大量的调研，多次调整工艺设计、现场试验手段和方法，集中力量研究解决新材料研发过程中的技术难题。经过两年多的反复试验和调整改进，终于研发成功了混凝土抗冻防水合金粉。

混凝土抗冻防水合金粉作用机理及特性

合金粉添加到混凝土后减少混凝土拌合物离析、泌水，促进粗细骨料间的咬合、链接，使水泥基料与水化产物大量结合并形成合金粉为晶核的强度高、稳定性强的凝胶，加快水泥水化速度和提高水泥水化程度。合金粉发挥微观下薄片叠加拒水效应、薄片屏蔽效应、纳米纤维牵引效应、空穴效应等，形成“V”字型或“弓”字型结构，堵塞内部微孔隙，形成浑为一体致密结构，具备保水和阻水效果。产生裂缝后，水压较小时，因合金粉的薄片拒水效应、荷叶效应，水不下渗；水压较大时，泥水进入裂缝，因合金粉的薄片拒水效应、绒毛效应，其携带的无机物或有机物与水泥中的钙离子、碱离子反应又生成了阻塞材料，实现混凝土裂缝自愈合的目的。

经国检中心检测，新产品有以下特性：一是抗冻融性能优异，不加合金粉时的冻融指标是50次，添加此产品后，抗冻融指标达到625次；二是抗裂指数降低50%以上；三是抗渗性能优异，2Mpa水压下，恒压24小时，渗透参数为0.4mm，相当于水下200米深处混凝土建筑无任何渗透。合金粉添加到混凝土中按照多种配合比实测，都高于P20等级，达到高性能混凝土评定标准中较高等级规定。

混凝土抗冻防水合金粉在混凝土工程中应用后，不仅具有优良的抗冻、抗渗和憎水性能，而且在混凝土拌合物性能、混凝土微观界面改善、混凝土早期抗裂、稳定收缩、抗碳化、抗氯离子和硫酸盐等综合性能等方面均有不同程度的改善和提高。在改善和提高混凝土多种性能的同时，不会带来混凝土其他性能指标的降低。混凝土中掺入科学配比的混凝土抗冻防水合金粉，按照混凝土施工的技术规范和流程进行工程建设即可，实现了一次施工，终身无须再做防水，防水与结构同寿命，广泛适用于所有混凝土工程的建设领域。

混凝土抗冻防水合金粉是一个颠覆传统混凝土建筑防水观念的新产品。混凝土抗冻防水合金粉的显著特点是增强混凝土建筑设施的耐久性，使混凝土建筑寿命延长至数百年甚至千年。这一新材料出现后，工程运用中不再做传统的卷材防水施工，改变了长期以来人们传统防水的思路和办法。在目前实行的建设工程建筑安装费用里，预算时就预先安排一笔防水专业工程外包的分部分项工程费。在施工准备阶段，要考虑和完成防水专业招投标的繁琐事务。施工实施阶段，要组织专门人员，负责防水专业分包的安全、质量、进度管理和控制等，还要对建设方承担防水质量的连带责任。施工结束后，也要组织防水专业的竣工验收。在工程使用管理过程中，遇到建筑大面积渗漏水的情况，要运用大修基金进行维修。混凝土抗冻防水合金粉按比例添加到混凝土中，规范施工，实现一次施工，终身不须再做抗冻防水，减去了繁琐的防水外包和质量连带压力，大大缩短建设工期，节省大量的建设和施工成本和后期维护费用，极大地延长建筑工程寿命。

混凝土抗冻防水合金粉是一个极具施工性的混凝土建筑材料新产品。混凝土抗冻防水合金粉的工程应用十分方便，直接按设计和现场试配比例，把抗冻防水合金粉添加到混凝土原材料中，一起搅拌、浇筑、振捣和养护，科学规范施工，使混凝土构件本身产生高性能的自体抗冻、防渗、抗碳化、抗裂等性能，真正做到一次施工浇筑，之后无须再做传统防水施工，优化了目前延续的传统防水施工工序，缩短工程建设周期，节省传统防水施工时大量的人力资源成本。

混凝土抗冻防水合金粉用途广泛

混凝土抗冻防水合金粉工程适应性强，适应地域和环境不受限制。混凝土抗冻防水合金粉可以在干硬性混凝土、半干硬性混凝土工程中使用，也可以在塑性混凝土、高性能混凝土工程中使用，其工作性能良好。混凝土抗冻防水合金粉工程适用范围广。一是关系国计民生的基础设施，如各类铁路、公路、机场、桥梁隧道、大型水利设施，城市地下管廊建设，及房地产开发、绿色建筑、装配式建筑等；二是海洋工程，高温、高湿、高寒、化学侵蚀等特种建设工程；三是深地下国防工程、人防工程、大型武器洞库、边海防工程，达到了一劳永逸、实现永久抗冻防水的建设要求。