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水泥基渗透结晶型防水涂料的实际应用(一)

点击数:2398发布:2021-06-28 来源: 中贸科技发展盐城有限公司

1.引进背景
水泥基渗透结晶型防水材料是1942年德国化学家Lauritz Jensen(劳伦斯—杰逊)在解决水泥船渗漏水的实践中产生与发明的。欧美称为:Capillary/Crystalline Water proofing Materials,简称CCCW。CCCW1965年从欧洲引进到日本、韩国等地,由于其综合性能及性价比优于其他类型的防水材料,该材料迅速成为全世界最主流的防水材料之一,占据具大的市场份额。日本防水涂料协议会会长小新井治美对其的评价是:“对环境保护,对人类生存均显其优的防水材料”。
水泥基渗透结晶防水涂料是以国外先进技术为依托,经国内科研机构和大量工程技术人员的研究、试用、应用后开发而成的一种适合我国工程建设使用的新型高效无机的防水、防腐涂料。在引进该产品前它已经在全球一百多个国家和地区的工程中得到成功应用,其性能的优越性、质量的可靠性得到了建筑业界广泛的认可,并为广泛推广使用。
水泥基渗透结晶防水涂料是以硅酸盐水泥、石英砂为主要成分,掺入一定量的活性化学物质组成的一种粉状刚性防水材料。是绿色、无毒、无味、无公害产品,是一种刚性防水材料。2001 年我国首次颁布实施了GB 18445—2001 水泥基渗透结晶型防水材料,这也是国际上第一个水泥基渗透结晶型防水涂料的产品标准,并于2012 年进行修订,发布了GB 18445—2012 水泥基渗透结晶型防水材料。同时,GB 50108—2008 地下防水工程技术规范纳入了水泥基渗透结晶型防水涂料,GB 50208—2011 地下防水工程质量验收规范中对验收水泥基渗透结晶型防水涂料作了规定。该相关标准的实施为水泥基渗透结晶型防水涂料的广泛应用起到了很好的规范和推动作用。
2.效果反映
水泥基渗透结晶型防水涂料具有抗渗性能与自愈性能良好,粘结力强,防钢筋锈蚀,对人体无害,易于施工等特点,广泛应用于地下工程、水利工程、蓄水池(饮用水)、污水处理等结构中,防水效果良好。然而在使用时会出现达不到预期防水效果的现象,原因主要有:
2.1.市场上产品质量良莠不齐,甚至以次充好;
2.2.设计、施工、监理单位对水泥基渗透结晶型防水涂料的材料特性、作用机理、应用条件、施工工艺、应用范围未充分理解,或者片面夸大其作用。主要存在以下问题:
2.2.1.渗透结晶深度与抗渗压力
生产商在宣传水泥基渗透结晶型防水涂料时,片面强调水泥基渗透结晶型防水涂料的渗透结晶深度( 从几毫米到几百毫米) ,造成了一种假象:水泥基渗透结晶型防水涂料在混凝土结构越深处产生结晶体,其防水效果越好,其实这种说法并不严谨。水泥基渗透结晶型防水涂料的作用机理是其含有的活性化学物质以水为载体在混凝土中渗透,与水泥水化产物生成不溶于水的针状结晶体,填塞毛细孔道和微细缝隙,从而提高混凝土的致密性和防水性。水通过混凝土结构防水表层侵入结构有多深,活性化学物质就有可能渗透多深,水泥基渗透结晶型防水涂料就会在多深处形成结晶,即水泥基渗透结晶型防水涂料渗透多深。结晶渗透深度不仅取决于水泥基渗透结晶型防水涂料本身,还与使用环境条件、混凝土的密实程度、水的压力、时间等因素密切相关。如蜂窝结构、开裂缝造成的渗水,这时结晶体的深度会大很多,但其抗渗性能并不会很好,因其混凝土本身的密实性就不好。又如结构缺陷或空隙填充率不高时,即使活性物质渗入混凝土结构中较深,形成的结晶体不能完全密实混凝土,并不能有效提高结构的抗渗性能; 而对于密实度较高的混凝土,虽然活性物质很难渗入深处,但是水泥基渗透结晶型防水涂料中的活性物质所产生的结晶体能充分填充涂料涂层及混凝土表层的缺陷、空隙,形成一道抗渗性良好的刚性防水层。
其实,应用水泥基渗透结晶型防水涂料的目的是希望起到防水作用,而绝不是希望混凝土结构由于各种原因造成裂缝或渗漏后去依靠水泥基渗透结晶型防水涂料产生结晶体,致密混凝土结构,堵塞毛细孔及裂缝,起到止水作用。因此首先强调的应该是水泥基渗透结晶型防水涂料的抗渗压力。
 2.2.2. 防水效果
部分厂商宣称水泥基渗透结晶型防水涂料对混凝土裂缝有独特的修复能力,凡是小于0. 4 mm 的混凝土裂缝,可通过水泥基渗透结晶型防水涂料新生成的晶体修复,活性物质作为催化剂,不断生长出新的结晶体,修复裂缝,实现长久防水。造成部分设计单位仅使用水泥基渗透结晶型防水涂料为地下工程防水设防,而不少仅使用水泥基渗透结晶型防水涂料的地下室已发现渗漏。水泥基渗透结晶型防水涂料与混凝土结构的兼容性良好,据此有生产商宣传其防水功能是永久性的,这一说法也是需要商榷的。
关于水泥基渗透结晶型防水涂料生成的结晶体的来源,文献中阐述了三种机理,一种是活性物质自身聚合形成; 另一种是催化机理即活性物质不是依靠本身产生结晶体,而是在一定条件下会促进混凝土中水泥水化,生成水化硅酸钙( CSH) 凝胶; 第三种是以上两种情况并存,只是在不同区域,不同环境条件下,其晶体的主要类型不同。水泥基渗透结晶型防水涂料防水涂层形成之后,涂层及结晶体内的活性物质被封闭其中,透过混凝土结构的水将涂层表面、结晶体表面或结构松散部位的活性物质带出,其绝对量应是很小的,那么仅依靠活性物质本身聚合产生的结晶体数量也是很小的。催化机理形成结晶体是靠水泥水化反应,水泥水化的确是一个长久过程,但是水化反应进行到一定程度,激活水泥水化还能形成多少结晶体。可以得知: 水泥基渗透结晶型防水涂料确实具有渗透结晶功能,但后期仅仅依靠渗透结晶防止渗漏的作用是有限的。
GB 18445—2012 水泥基渗透结晶型防水材料的技术指标规定也证明了这一点。GB 18445—2012 中,试块在涂刷防水材料后的抗渗压力应为基准混凝土抗渗压力的250%以上,即1. 0 MPa 以上( 基准混凝土抗渗压力为0. 4 MPa) ,试件在28 d 抗渗试验透水后,继续在水中养护28 d,二次抗渗压力要求达到0. 8 MPa。以此类推,三次抗渗压力是否更小,那么若干次后是否还保持有适当的抗渗能力,这也说明渗透结晶型防水材料随着结构渗透次数的增加,其防水能力也衰退。
结论:水泥基渗透结晶型防水涂料施工后,会在涂层及混凝土表层形成一个致密的抗渗区域,达到初步防水效果,而涂层中封存的大量未聚合或低聚合的活性物质,一旦混凝土结构被水再次穿透或水压增大,会被水携带,在裂缝处重新生成结晶体,不断充填混凝土中的微小孔缝通路,持续的修复混凝土结构缺陷,所以水泥基渗透结晶型防水涂料应该具有比较持久的防水功能,但前提条件是混凝土结构不发生持续不断的变形、裂缝。