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水泥基渗透结晶型防水材料的研发及应用
发布时间:2024-01-13 23:25:58
水泥基渗透结晶型防水材料(渗晶防水材料),在国内是一种新型建筑防水材料,它具有节约能源、保护环境、对人身体健康无害,生产工艺简单、成本低、施工工艺简便、防水效果长久,应用前景广泛等特点。以往渗晶防水材料由国外几个发达国家生产,国内80年代开始进口核心材料(母料)配比生产应用。现阶段国内自己开发,生产所需的原材料全部国产化研制的厂家甚少。 


       本文介绍水泥基渗透结晶型防水材料(涂料)的防水机理、特点、现行国家检测标准的解析、生产工艺及其在建筑防水工程中的应用实例。
 
一、渗晶防水材料
 
渗晶防水材料由胶凝材料、细骨料、渗透材料、活性物质、催化剂、辅助材料等经烘干、研磨、混合搅拌而成。其防水机理是在水的引导下,以水为载体,借助强有力的渗透物质,在混凝土微孔及毛细孔中进行传输、充盈、发生物化反应,也和未水化水泥颗粒或游离的Ca(OH)2、CaO等碱性物质发生反应,生成不溶于水的枝蔓状结晶体,结晶体与混凝土结构结合成封闭式的整体防水层,堵截来自任何方向的水流及其它液体侵蚀,以达到防水目的。经试验得知渗晶防水材料具有以下性能特点:
1. 用渗晶材料涂刷后的混凝土结构能长期抵挡液体压力,可承受1.2MPa以上的液体压力。
2. 在混凝土基面涂刷渗晶防水材料后所产生的物化反应,逐步向混凝土结构内部进行放射性渗透,随时间的延续渗透深度可达70mm以上。
3. 渗晶材料具有长时间自我修复功能,经过用该材料涂刷过的混凝土结构,如若干年后由于温度、沉降、振动等原因而产生的不规则的裂缝进行自我修复,因为渗进混凝土毛细孔内部的催化剂遇水后使激活休眠状态的活性物质重新进行物化反应,生成新的晶体将新产生的混凝土裂缝填充密实,堵截水分子。经试验证明对小于0.4mm的混凝土裂缝,该材料的活性物质物化反应可以自我修复而发挥其防水功能。
4. 该材料与其它材料兼容性好,涂刷该材料后的混凝土基面上做任何建筑材料的涂刷、刮抹及装饰材料粘贴,不起物化反应,不影响防水及结构的饰面。
5. 防水施工简便、快、周期短,省工省力,综合造价低,该防水材料对混凝土基面要求简单,混凝土基面无需做找平层,经涂刷后不需要做保护层,只要防水涂层固化后它不怕磕、撞、剥落及磨擦,渗晶防水材料以它的防水机理及特性可做地下室(库)、隧道、人防工程、带有草坪花园的屋顶广场、游泳池、水池、厕卫间等混凝土建筑物、构筑物的防水。
 
二、防水材料的配方及生产工艺
 

       水泥基渗透结晶型防水材料由胶凝材料、填充料、渗透材料、活性材料、催化剂、细骨料等材料所组成,国内建材、化工市场均有销售。经过试验确定的渗晶防水材料的配合比及其生产工艺见表1。
温度,生产水泥基渗透结晶型防水材料所用的有些物料是带水分子结构的结晶体,如果温度高于80℃时,它本身起物化反应,直接影响产品质量,只要物料表面积无水分即可。
②原材料在机械搅拌混合时,搅拌时间的延长对物料混合均匀程度是有好处的,但是搅拌时间的延长会使原材料增加机械磨擦,引起原材料的不断升温,也能影响原材料的原有物理化学结构的变化。
③原材料的粒径: C为0.224mm(70目)-0.125mm(120目);D为0.180mm(80目)-0.090mm(180目);细骨料为SiO­2含量95%以上、含泥量0.5%以下、含水量0.5%以下的级配石英砂。
表2为监督部门抽样,国家测试中心检测的水泥基渗透结晶型防水材料的物理性能指标。
结果是第一次抗渗测试后的56d抗渗试件上部涂刷的防水涂料涂层全部切磨掉后所得的抗渗压力值。
 
三、现行国家标准的解析
 
1、水泥基渗透结晶型防水材料(涂料)现行国家标准为GB 18445-2001《水泥基渗透结晶型防水材料》,是强制性标准。标准指标中规定:渗透压力比,(28d),%、抗渗压力,(28d),MPa、抗渗压力,(56d),MPa。测试程序规定:制作相应混凝土抗渗试件(渗透压力0.4 MPa)的两组,按标准养护后一组涂抹渗晶材料,另一组为基准试件(空白),按有关标准测试后计算涂层混凝土最大抗渗压力与基准混凝土最大抗渗压力比值的百分率为渗晶材料的抗渗压力比%,涂层试件抗渗压力为渗晶材料28d抗渗压力值MPa,第二次抗渗压力系指第一次抗渗试件全部透水后的试件置于水中继续养护28d(56d),再进行第二次抗渗试验所测得的抗渗压力。GB 18445-2001标准中规定抗渗测试标准与水泥基渗透结晶型防水材料的防水机理存在着一些问题,水泥基渗透结晶型防水材料的防水机理本文一中讨论过,顾名思义水泥基渗透结晶型防水材料中的活性物质渗透到混凝土毛细孔、裂缝中与水进行物化反应,生成不被水溶解的枝蔓状结晶体,封闭混凝土的水通道达到防水目的,水泥基渗透结晶型防水材料与其它聚合物水泥砂浆、防水砂浆的表面成膜、表面密实防水是防水目的相同,防水机理完全不同的。
2、我国防水材料上百种,有些成本很低的防水材料也靠GB 18445-2001标准检测,改名为水泥基渗透结晶型防水材料,使得市场混乱,防水质量下降,已使用的建筑物渗漏现象频频发生。这些问题与GB 18445-2001标准中抗渗试验标准的缺陷有关。我们做过以下最简单试验,从表3中看出在混凝土截面上粘结、涂抹的防水材料,只要把涂抹层拿掉就失去防水功能。


注:①抗渗试件的基准试件抗渗压力值0.4 MPa。
②序号1-4的试件全部按GB 18445-2001中6.2.8标准试验。
③第二次抗渗压力试验是试件制作起55d从养护池中捞起,用非金属切割机切磨所有试件的涂层后的抗渗试验。
3、我们认为GB 18445-2001标准应修改部分技术条款。
⑴GB 18445-2001标准5技术要求中,5.1匀质性指标可取消,总碱量(Na2O+0.65K2O)、细度(0.315mm筛)的控制指标对渗晶防水材料质量和防水功能上没有实际意义,其实生产商在生产过程中也不好控制。
⑵GB 18445-2001标准6试验方法中,6.2.8.5的测试方法第二次抗渗压力试验应改为试件的防水涂层全部干净清除后做抗渗试验,或涂层上钻三个(三点)φ16mm或20mm的孔(深度为刚好把涂层钻掉为止)后再测抗渗压力。
⑶防水材料的测试时间56d太长,我国对大部分建筑材料的物理力学强度以28d强度值为标准值,抗渗压力的测试时间也规定28d为好,因为水泥基渗透结晶型防水材料涂抹后活性物质即开始渗透结晶再渗透结晶的过程,这一过程也就是根据时间的延长渗透深度增长与抗渗压力的增加,但也不可能无限度的渗透、压力增大。
 
四、防水施工工艺及施工实例
 
       水泥基渗透结晶型防水材料在混凝土结构,构筑物的防水以地下室防水工程为例,可用以下几种简便方法完成防水施工。
1、混凝土底板防水:防水施工方法为混凝土垫层上按设计绑扎钢筋后,混凝土浇注前30min撒渗晶防水材料干粉的形式均匀撒在润湿的混凝土垫层上,以1.5
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