水泥基渗透结晶型防水材料在混凝土冻融病害维修中的应用

郭文杰 李广好

摘 要： 探讨借助新型材料XYPEX（赛柏斯）的渗透结晶性能、特点使其作用在不同混凝土等级、不同冻融次数、不同冻融温度及不同含水量混凝土上、提高混凝土抵抗冻融破坏的能力，研究XYPEX（赛柏斯）在冻融剥离治理工程中的应用，阐述其工作原理及使用方法。

关键词： XYPEX材料及性能;作用机理;冻融循环;剥离处理

【中图分类号】TU57+7     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0137-01

1 前言

冻融对结构的破坏作用是由于混凝土孔隙内进水结冰 体积增大 对孔壁产生压力而使孔隙扩张，当再次渗入水分再次受冻结冰，孔隙会受到更大的冻胀扩张。这样反复的作用 就称之为冻融循环。

冻融造成混凝土开裂、剥落、缺损等较为普遍，表面剥落是混凝土发生冻融破坏的显著特征，严重时可能露出石子甚至钢筋。在混凝土受冻过程中，冰冻应力使混凝土产生裂纹。冰冻所产生的裂纹一般多而细小，但是，在多次冻融循环的情况下，这些细小的裂纹会不断地扩展，相互贯通，使得表层的砂浆或净 浆脱落。冻融破坏不仅引起混凝土表面剥落，而且导致混凝土力学性能的显著降低。

大量试验研究表明：随着冻融次数的增加，混凝土的强度特性均呈下降趋势 ，其中反映最敏感的是抗拉强度和抗折强度，即随着冻融次数的增加，混凝土的抗拉强度和抗折强度迅速下降，而抗压强度下降趋势较缓。

本文作者通过对材料性能、处理技术及工程应用实例的总结分析，探讨XYPEX（赛柏斯）水泥渗透结晶型防水材料在混凝土冻融病害缺陷处理工程中的新工艺。

2 XYPEX（赛柏斯）防水材料介绍

XYPEX（赛柏斯）化学公司座落于加拿大西海岸的温哥华，是世界上较早的（已有40多年历史）研制生产CCCW（水泥基渗透结晶型防水材料）的厂家，XYPEX产品通过ISO 9001：2001认证，XYPEX产品行销世界上100多个国家和地区，在全世界有13个生产基地和上万个成功的工程实例，年生产能力超过60万吨。

1969年XYPEX化学公司研制出了可以防渗，防污、防腐，改变混凝土结构的特种工程材料。XYPEX水泥基渗透结晶型防水材料含有具备独特催化作用的物质，能长久有效地加强混凝土的性能。这种具有保护和增强混凝土结构性能的材料和技术在世界范围内、在各种气候、各种环境的工程中得到广泛应用和验证。XYPEX在2003年获得美国著名建筑杂志《Architecture》评选的优秀“王牌奖”。在水泥性能的科学研究和试验发展方面一直保持世界领先地位。

2.1 XYPEX（赛柏斯）系列产品

2.1.1 XYPEX（赛柏斯）浓缩剂

浓缩剂外观呈浅灰色粉末状，是其中化学活性最强的一种，加水调和成浆状可喷、涂使用。也可干撒法使用。主要用于防水、防腐、补强、防裂等功能。

2.1.2 Xypex Megamix II

Xypex Megamix II 是一种厚度修补砂浆，用来修补和恢复被腐蚀或有缺陷的混凝土面层。Megmix II和混凝土具有极强的粘接性，同时还具有低收缩、高强度和耐化学腐蚀的特点。它可以用喷涂或者用抹刀施工，每层的厚度为10-50mm。Megmix II 的高性能来自于Xypex所独有的结晶型防水和保护技术。通过NSF 61测试及 EN1504-3的CE测试

Xypex Megamix II的特性：

和混凝土基层具有极好的粘接力

可有效抵抗化学侵蚀

低收缩并有纤维强化

高效抵抗氯离子扩散

简单易用 — 只需加水即可

无毒，不含VOCs

2.2 XYPEX（賽柏斯）材料的工作原理

XYPEX（塞柏斯）材料是由波特兰水泥、硅砂多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机防渗材料。其工作原理是XYPEX（塞柏斯）特有的活性化学物质利用水泥混凝土本身固有的化学特性及多孔性，以水为载体，借助渗透作用，在混凝土微孔及微细管中传输、充盈，催化混凝土内的微粒和未完全水化的成分再次发生水化作用，而形成不溶性的枝蔓状结晶并与混凝土结合成整体，使得从任何方向来的水及其它液体被堵塞，达到永久性的防水、防潮和保护钢筋、增加混凝土结构强度的效果。

3 XYPEX（塞柏斯）冻融病害维修实例

东北某码头冻融病害维修采用了以XYPEX（赛柏斯）浓缩剂和Xypex Megamix II砂浆为主的工艺取得很好效果，该法先清除胀裂，剥离的砼碎块，然后在钢筋表面及周围涂刷XYPEX（赛柏斯）浓缩剂，利用该材料对周围混凝土渗透结晶作用，使周围的砼得到致密，使周围持续保持碱性环境，防止水、盐及各种化学物质再次接近钢筋，形成对混凝土的第一道防线。再使用Xypex Megamix II砂浆回填，最后表面涂刷XYPEX（赛柏斯）浓缩剂整体防护。

4 结语

以XYPEX（赛柏斯）浓缩剂和Xypex Megamix II为主的材料及工艺处理冻融病害（底涂层、回填层及表面涂层）对混凝土的保护形成了三道防线，不仅能消除混凝土外观质量缺陷，亦能提高混凝土性能，消除混凝土内部质量隐患。且在高寒、环境潮湿等不利因素影响下，XYPEX（赛柏斯）材料性能能较好的发挥，对冻融病害的处理具有明显的效果，能够保证建筑物的安全运行。