渗透结晶型混凝土防水材料的性能和应用.pdf
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1、浙江建筑 , 第 3 3卷 , 第 7期 , 2 0 1 6年 7月 Z h e j i a n g Co n s t r u c t i o n,Vo 1 3 3,No 7,J u 1 2 01 6 渗 透结 晶型混凝 土防水材 料 的性 能和应 用 P e r f o r ma n c e a n d Ap p l i c a t i o n o f t h e Co n c r e t e W a t e r p r o o f Ma t e r i a l s i n t h e Os mo t i c Cr y s t a l i z a t i o n Mo d e l 董 泽 ,
2、 岑如军 , 李 杰 , 张国永 , 李伟 国。 DO NC Z e ,C E N R u j n ,L I e ,Z HA NG G u o y o n g ,L 1 We i g u o ( 1 浙江省建 筑科学设 计研究 院有限公司 , 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 2; 2 浙江中久 节能科技有限公司 , 浙江 舟山 3 1 6 0 0 0 ) 摘要 : 渗透结 晶型防水材料是近年来发展较快 、 应用较广 的一 种新 型刚性 防水材料 , 它能渗 入混凝 土内部 , 堵 塞毛细管和 微 裂纹 , 提高混凝土的防水抗渗性能。在此 , 主要对渗透结 晶型 防水材料 的分类 、 防水机
3、理、 性能评 价方法和应 用现状进行了综述。 关键词 : 渗透结晶 ; 混凝土防水 ; 机理 ; 应用现状 中图分类号 : T U 5 2 8 3 2 文献标 志码: A 文章编号 : 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 6 ) 0 70 0 5 2一o 3 混凝土是一种非匀质的多孔材料 , 内部的孔 隙 和裂缝 在 实 际应 用 中很 难 避 免 , 这 就 导 致 混凝 土 出 现渗漏 , 给建筑业带来 巨大的经济损失。 目前经常 使用的建筑防水材料主要分为柔性 防水材料和刚性 防水材料两大类 。其中 , 柔性防水材料的发展历 史最为悠久 , 常用 的有 沥青涂料 、 改性 沥
4、青 防水 卷 材 、 高分子防水 卷材和防水涂料等 。这类 材料可以 完 全 隔绝 混凝 土 与水 的接 触 , 起 到 良好 的防水 效果 , 但存在适应主体结构变形能力差、 易老化、 耐久性不 好 、 施 工 操作 复 杂 、 对 混 凝 土 基 面 要 求 较 严 格 等 缺 点 。而 刚性 防水 是 依 靠 结构 、 自身 的 密 实 性 或采 用 刚性材料作防水层达到建筑 物防水 目的, 具有耐 冲 击性 、 耐磨性好 , 防水抗渗性好 , 易于修复 , 成本低 , 在防 水领 域 中 的应用 越来 越广 泛 。 渗 透结 晶型 防 水 材料 是 近 年 来 发展 较 快 、 应 用
5、 较广的一种新型刚性防水材 料, 主要分为水泥基 渗 透 结 晶 型防水 材 料 和水性 无机 渗透 型 防水 材料 。本 文主要介绍渗透型防水材料 的分类 、 防水 机理及其 发展 状况 。 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是 由硅酸盐水泥 、 石英砂或硅砂和活性化学物质配制而成 的刚性防水 材料 , 外观呈粉状 , 与水搅拌可调配成涂刷在建筑物 表面的浆料 , 形成防水涂层 ; 或是直接作为防水剂掺 入水泥砂浆或混凝土中使用 。 1 1 防 水 机 理 有关水泥基渗透结晶型防水涂料作用机理尚未 达 成统 一认 识 , 目前 比较 常 见 的解释 主要 有 两种 :
6、络 合沉淀机理 和渗透结 晶机 理 。这两种解 释都认 为水泥基渗透结 晶型防水涂料的活性物质能与混凝 土中的钙离子发生反应。络合沉淀机理认 为 , 活性 物质在浓度差和压力差的作用下渗透到混凝土内部 后 , 与钙离子络合 , 形成易溶于水 的、 不稳定 的络合 物 , 络合物随水在混凝土中扩散 , 会被更稳定 的硅酸 根 、 铝 酸根 等取 代 , 发生 结 晶 、 沉 淀反 应 , 生成 具 有一 定强度的结 晶物质 , 填充 于混凝 土中的裂缝和 毛细 孔隙中, 而活性物质则继续随水向 内部迁 移。当没 收 稿 日期 : 2 0 1 60 42 0 基 金项 目 : 浙江省科 技厅科 研
7、院所专项 ( 2 0 1 6 F 5 0 0 6 5 ) 作 者简 介 : 董泽 ( 1 9 8 5 一 ) , 男 , 山东泰安人 , 工程师 , 从事建筑材料研发工作 。 第 7期 董泽等: 渗透结晶型混凝土防水材料的性能和应用 5 3 有水存在时 , 活性物质停止渗入 ; 当有水存在 时, 活 性 物质 将 继续 随水 的迁 移渗 入 , 发生 新 的结 晶反 应 , 使该防水材料呈现 出“自修复” 性能。 渗 透 结 晶机理 认 为 , 当涂 料 涂 覆 于混 凝 土 表 面 时 , 物 理 、 热学 与力 学过 程对 混凝 土微 细 裂缝 的愈 合 有一定的影 响, 但基体裂缝 中的
8、化学结 晶沉淀是其 主要作 用 机理 。 由 于涂 料 中含 有 活 性 化学 物 质 , 在 浓 度差 和 压力差 的共 同作 用 下 , 活 性 化 学 物 质 会 随 着 水渗 透 到混凝 土 内部 , 与 毛 细 孔 中 的游 离 钙 离 子 和氧化物发生化学反应 , 生成不溶于水的结晶体 , 密 封 混凝 土 中 的毛细 管道 和微 裂缝 , 起 到 防水 的作用 。 当混 凝 土产 生微 裂 纹 等 缺 陷 时 , 水 便 会 再 次 沿 着裂 纹进 入 混凝 土 , 活性 物 质 也 就 再 次 随 水 向混 凝 土 内 部渗透并发生作用 , 直至裂纹被不断长大的晶体完 全封 闭
9、 为止 。 1 2性 能评 价 方 法 随着水泥基渗透结晶型防水材料越来越广泛的 应用 , 其 渗透 结 晶性 能 的检 测 方 法 也 引起 人 们 的关 注 , 特别是其 自修复性能的表征 。采用 怎样 的测试 方法可以方便 、 快捷地评价其性能 , 研究人员进行 了 大量 的探 索 。 国家标 准 水 泥基 渗透 结 晶型 防水 材料 ( G B 1 8 4 4 5 -2 0 1 2 ) 中规定对该 防水材料 的第 2次抗渗 压力检测 : 第 1 次抗渗试验 6个试件全部透水后 , 置 于水中继续养 护至第 5 6天 , 再进行第 2次抗 渗试 验 , 至 第 3个试 件 透 水 时 为
10、 止 , 记 录 此 时 压 力 , 减 去 0 1 MP a后即为第 2次抗渗压力 。孙学志等人 采用吸水率评价渗透结 晶型防水材料的防水性能。 他们研究了涂刷了防水材料混凝土试件的吸水率变 化 , 然 后在 此基 础 上 进 一 步研 究水 灰 比 、 涂 刷遍 数 、 涂料 龄期 变 化 时 的 吸水 率 变 化 情 况。匡亚 川 等 人 为了直观表征水 泥基渗透结 晶型防水材料 的 “自修复” 性能 , 提出了抗压强度 回复率及劈拉强度 回复率 的指标 , 回复率 为 第 2次 强 度 与 第 1次 强 度 的 比值 , 又称 为 修 复 能 力 。对 试 件 进 行抗 压 或劈 拉
11、试验 , 直到试件表面上 出现第 1条可见裂缝后即停 止 , 计算 出此时 的 强度 f0 , 将 出现 裂 缝 的试 件 重 新 置人养护室养护 2 8 d后 , 在试验机上进行第 2次试 验 , 并计算出其相应的强度f1 。f1与f0的比值即 为强度 回复率。研究表明, 防水剂掺量为 2 时, 混 凝 土抗 压强 度 回复率 为 9 1 。 1 3应 用现 状 水 泥基 渗透 结 晶型 防水 材 料诞 生 于 2 0世 纪 4 0 年代 的德 国 , 后 来 随着 欧 洲 以及 日本 的 经 济快 速 增 长 , 这 一材 料得 到不 断发 展 和应用 , 产 品 的种类 也逐 渐丰 富
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