探究水泥基渗透结晶型防水材料的配制及其在砼中应用

陈曦

福建省九龙建设集团有限公司 福建 厦门 361001 1.5p

前言

水泥基渗透结晶型防水材料是较为新型的建筑防水材料，具有节能、环保、对人体无害、制造工艺简单、成本低、施工工艺简单、防水效果持久、应用前景广阔等特点。水泥基渗透结晶型防水材料过去主要由几个国外发达国家生产，在1980年，国内进口的基础材料（母料）用于生产和应用，国内生产商能独立完全国产化原材料的厂家非常少。

1 水泥基渗透结晶型防水材料

水泥基渗透结晶型防水材料由胶凝材料、细集料、渗透性材料、活性物质、催化剂、辅助材料等配制，并进行干燥、粉碎、混合搅拌等形成。水泥基渗透结晶型防水材料的防水作用是在水的引导下，以水为载体，并借助高渗透性物质在混凝土的毛细结构中转移，填充并发生物理和化学反应，还与未水合的水泥颗粒相互作用或释放碱性物质，反应形成水不溶性结晶体。结晶体和混凝土结构结合形成一个封闭的防水层，可防止水和其他液体从任何方向腐蚀，从而提供防水功能。水泥基渗透结晶型防水材料具有以下性能特征：①覆盖有水泥基渗透结晶型防水材料的混凝土结构可以长时间承受液体压力，并且可以承受1.2MPa以上的液体压力。②将水泥基渗透结晶型防水材料施用于混凝土基础表面后发生的物理和化学反应将逐渐渗透到混凝土结构中，并且渗透深度随时间推移逐渐加深。③水泥基渗透结晶型防水材料具有长期的自愈功能。这种材料用于混凝土结构，由于温度，沉降，振动和其他原因而引起的不规则裂缝，当渗透到混凝土中时，可以自我修复。当毛细管中的催化剂与水接触时，处于休眠状态的活性物质会重新激活物理和化学反应，并形成新的晶体，从而密封混凝土中新形成的裂缝并阻塞水分子。④该材料与其他材料可以很好地结合，任何建筑材料都可以在水泥基渗透结晶型防水材料涂刷过的混凝土基础的表面上涂刷、刮擦和装饰，不会引起物理和化学反应，也不会影响防水性和结构光洁度。⑤防水设计简单、快速、省力且总成本低。防水材料对混凝土基础表面要求简单。混凝土基础的表面不需要平整，涂漆后不需要保护层。水泥基渗透结晶型防水材料只是一种防水涂料，一旦涂层硬化，就不会担心受到冲击、撞击、剥落和摩擦。水泥基渗透结晶型防水材料可用于地下室、隧道、人防工程、屋顶、游泳池等[1]。

2 水泥基渗透结晶型防水材料的配制

水泥基渗透结晶型防水材料由黏合剂、填料、渗透性材料、活性材料、催化剂、细骨料和其他材料组成。经过实验确定的水泥基渗透结晶型防水材料的配合比后的制造工艺如下：①水分含量大于2%的原材料在干燥设备中于不超过80℃的温度下干燥后使用。②大于0.315毫米的原料颗粒将被粉碎并细磨以备后用。③根据混合比例准确测量并准确测量痕量元素。④使用提升装置将测量的原料放入密封的干粉混合器中，并均匀混合。活性物质的搅拌时间为20分钟至30分钟/次，400/ min。⑤混合完成后随机取样和测试。⑥出料后定量包装然后入库保存，做到防水防潮。⑦生产车间，原料仓库和成品仓库必须干燥阴凉。⑧包装产品必须在保质期内使用，过期产品必须经过全面测试合格后可以继续使用，保质期通常为12个月。

注意：①原料干燥温度应控制。用于制造水泥基渗透结晶型防水材料的某些材料是具有水分子结构的晶体，当温度超过80℃时，将引起物理和化学反应，并直接影响产品质量，因此干燥时保证材料表面没有水分就可以了。②对原料进行机械混合时，混合时间的增加促进了原料的均匀混合，但增加了混合时间将增加原料的机械摩擦，导致原料温度升高，影响原有的物质结构[2]。

3 水泥基渗透结晶型防水材料与砼的性能关系

水泥基渗透结晶型防水材料可以有效改善混凝土的渗透性，也因此影响到砼的性能，主要有以下关系：

（1）混凝土的渗透性和抗冻性：干混凝土不会冻结，但是如果水含量过高，当环境温度降低，则孔中的水将冻结并且体积将增加9%，从而导致未冻结的孔溶液向外迁移，从而产生静水压力。当静水压力超过混凝土的强度时，混凝土孔壁结构崩溃，内部裂缝逐渐向外扩展。环境温度的周期性下降和上升，会冻结混凝土内部的水，冰融化成水，并且循环重复进行。每个循环都会导致对混凝土内部结构的破坏累积，微裂纹和内部孔隙将继续膨胀，扩展和渗透。这降低了混凝土的强度并减小了可用面积，最终导致对混凝土的损坏。实际上，这些机制与混凝土的渗透性密切相关。研究表明，混凝土的吸水能力越低，混凝土对冻融循环的抵抗力越高，通过水泥基渗透结晶型防水材料可以有效提高混凝土的防水性能，从而降低吸水能力，提高混凝土的抗渗性，进而提高混凝土的抗冻融性。

（2）混凝土的渗透性和碳化性：混凝土碳化主要与空气中CO2气体的扩散程度相关，空气中CO2会通过混凝土的孔隙进入混凝土与混凝土中的碱性物质发生反应导致混凝土碳化，由于碳化过程会改变混凝土内部成分以及体积，从而影响到混凝土的性能。混凝土的表面吸水率和透水性是混凝土的渗透性。混凝土表面的吸水程度越高，透水性越高，CO2扩散到混凝土中的速度越快，其深度越深。可以通过混凝土的渗透性来评估混凝土的抗碳化性。水泥基渗透结晶型防水材料可以有效改善混凝土的渗透性，因此提高混凝土的抗碳化能力，进而延长混凝土使用寿命。

（3）混凝土的渗透性与钢筋锈蚀：碱度物质会使钢筋表面形成致密的钝化膜，以保护钢筋不受腐蚀。CO2会与混凝土中的碱度物质反应降低混凝土的碱度。氯离子侵入导致钝化膜部分溶解，从而在水和氧气存在下引起钢筋的腐蚀。由于氯离子必须通过混凝土中的孔进入混凝土，钢筋腐蚀反应所需的氧气也必须通过混凝土中的孔进入混凝土，因此混凝土渗透性和钢筋腐蚀两者之间紧密结合。混凝土的渗透性越高，水，氯离子和氧气渗透到混凝土中的速度就越快，渗透深度越大，不可避免地会加速钢筋的腐蚀。

（4）提高混凝土抗渗性的措施：降低水灰比可以有效减少硬化后混凝土的孔隙率和大小，同时选择合适的添加剂，抑制并减少由混凝土中的孔隙，改变孔的特性，以堵塞和封闭渗透通道；合理施工和养护。确保将混凝土均匀混合并掺入模具中，并适当振动模具的侧面，角落和预埋部分，以免泄漏或过度振动。密实混凝土浇筑并提高混凝土的耐水性；使用水泥基渗透结晶型防水材料。

4 水泥基渗透结晶型防水材料在砼中应用

在混凝土结构中，使用水泥基渗透结晶型防水材料进行基础防水。主要有以下几种应用情况：

（1）防水混凝土底板：防水施工方法是在浇筑混凝土之前30分钟，根据结构将钢筋绑在混凝土垫板上，并在湿混凝土垫板上均匀撒上水泥基渗透结晶型防水材料的干粉。

（2）钢筋混凝土剪力墙的防水：拆除钢筋混凝土模板后即可进行防水。检查混凝土表面，并清除混凝土基础表面上的浮尘。蜂窝坑的表面填充使用水泥基渗透结晶型防水材料与水混合以形成填充剂。在使用水泥基渗透结晶型防水材料之前30分钟，应先用水喷洒，刷涂混凝土表面，固化后，重复施工方法，两次后混凝土表面上防水材料的总厚度必须大于0.8毫米。最终水泥基渗透结晶型防水材料硬化后应浇水养护两三天。

（3）地下室顶层：构造地下室防水层在将钢筋放置在模板上之后，在将混凝土浇筑到湿模板上之前30分钟撒水泥基渗透结晶型防水材料。浇筑混凝土并开始硬化后压实在混凝土的表面上(根据防水工程设计进行一次或两次防水处理)。

（4）地下室底板防水：在浇筑钢筋混凝土底板2h之前，清除混凝土垫板和钢筋上的碎屑；浇筑混凝土之前30分钟，根据结构将钢筋绑在混凝土垫板上，并在湿混凝土垫板上均匀撒上水泥基渗透结晶型防水材料的干粉。为了确保渗透性水泥基结晶性防水材料的厚度均匀，设计人员首先将面积除以钢筋之间的距离，然后测量水泥基渗透性水晶防水材料并测量其面积，均匀使用每平方米的透水晶体防水材料的方法和精确剂量，水泥基结晶防水材料会水解，自然反应防水效果更好。

（5）地下室外墙防水：检查并清洁底层，使用水泥基渗透结晶型防水材料与水混合来修复蜂窝坑表面；用水润湿混凝土墙，按照水灰比将水泥基渗透结晶型防水材料与水混合，用便携式电动搅拌器搅拌5分钟，搅拌成浆，涂刷并检查是否漏水。在防水涂料完全固化4到6小时后，固化后，重复施工方法第二次喷涂防水材料，两次后混凝土表面上防水材料的总厚度必须大于0.8毫米。最终水泥基渗透结晶型防水材料硬化后应浇水养护两三天。混凝土结构的接缝使用聚合物弹性水泥防水材料增强防水表面处理。

5 结束语

水泥基渗透结晶型防水材料已经开发并使用了很多年，受到了用户，监督检查机构，国家建材和建筑管理部门的关注和好评。水泥基渗透结晶型防水材料的生产过程简单、防水耐用、防水总成本低。需要持续改进提高水泥基渗透结晶型防水材料在建筑物防水中的使用效果。