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公路交通技术2011年8月第4期
Technology of Highway and Transport Aug 2011 No 4
水泥基渗透结晶型防水材料研究应用进展
黄洪胜,胡浩,张明强,李铁军
(重庆市交委基本建设工程质量和安全监督站,重庆400060)
摘要:介绍水泥基渗透结晶型防水材料的性能、防水机理以及国内外发展现状,分析影响水泥基渗透结晶型防水
材料防水性能的因素以及水泥基渗透结晶型防水材料对基体性能的改善,提出需要进一步解决的主要问题。
关键词:水泥基渗透结晶型防水材料;抗渗性能;防水机理
文章编号:1009-6477(2011)04-0018-0
中图分类号:U416.21
文献标识码:B
Progress of Research and Application of Cementitious
Capillary Crystalline Waterproof Materials
HUANG Hongsheng, HU Hao, ZHANG Minggiang, LI Tiejun
混凝土是一种重要的土木工程材料,在现代建 XYPEX(赛帕斯)、 KPYSTOL,新加坡的 FORMDEX
设中扮演着举足轻重的角色。然而,由于混凝土自(放挡水),美国的 PENETRON(膨内传),法国的
身防水性差造成的建筑物使用功能降低与使用寿命 DIPSEC,澳大利亚的 CRYSTAL,日本的 PANDEX等
缔短,给建筑业带来巨大的经济损失与资源浪费,而数十个品牌,产品性能均有不同程度的改进,形成了
建筑防水是解决这一问题的重要方法之-
系列产品。早期的工程应用中,提倡将CCCM应用
目前,国内外经常使用的建筑防水材料有柔性于全地下混凝土结构的外表面防水,后来发现它在
防水材料、刚性防水材料和刚柔结合的防水材料3背水面(结构内表面)有着特殊效果,特别是在污水
大类。其中,柔性防水材料的发展历史最为悠久,处理池和地面生活用水见贮水池等工程的应用。从
如氯丁胶乳改性沥青涂料、水乳型SBS改性沥青涂20世纪60年代以来,水泥基渗透结晶型防水材料
料与防水卷材等,其防水成本高,整体性差,耐久性作为混凝土结构背水面防水处理(内防水法)的
不好;而刚性防水是依靠结构自身的密实性或采用种有效涂料,逐步扩大了品种,不断进人建筑施工应
刚性材料作防水层达到建筑物防水目的,具有耐冲用的新领域4。
击、耐磨性,防水抗渗性好,易于修复,成本低,在土
我国在上世纪80年代引进了CCM,开始在上
木工程防水中占相当大的比例2。水泥基渗透结晶海地铁工程中应用。从90年代初开始,加拿大的
型防水材料(CM)是近年来发展较快、应用较广 XYPEX等同类产品相继进入中国市场,在上海、北
的一种新型刚性防水材料。本文介绍水泥基渗透结京、广州、武汉、大连、重庆、杭州、乌鲁木齐等地获得
晶型防水材料的研究与应用现状,以及应用中存在较多的应用。鉴于国外产品昂贵的价格,90年代
的问题。
中期开始从国外引进母料在国内生产,目前设计生
产能力达1.3万レ年左右3-4。当前,在国内市场
国内外CCCM发展现状
流通的CCCM产品有德国、加拿大、日本、韩国、美
CCCM是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥与石国、澳大利亚、日本、瑞士、西班牙、法国等国的产
英砂等为基材,掺人活性化学物质组成的防水材料。品43。为了指导实际应用,我国于2001年9月发
该材料是1942年德国化学家劳伦斯?杰逊在解决布了国家标准CB18445-2001《水泥基渗透结晶型
水泥船渗水实践中发明的。上世纪60年代从欧洲防水材料》,并从2002年3月开始实施?
引进到北美、日本,得到了进一一步的发展,工程应用
范用不断扩大。产品也从早期德国的 VANDEX(稳2CCCM性能与作用机理
当水)品牌(现转售瑞士)延伸发展出加拿大的2.1CCCM性能
收稿日期:20]1-03-10
作者简介:黄洪胜(1967),女,浙江省余姚市人,硕士,高工
2011年第4期
黄洪胜,等:水泥基渗透结晶型防水材料研究应用进展
CCCM主要特点是渗透结晶,它不仅在混凝土根、铝酸根等离子取代,发生结晶、沉淀反应,从而将
的表面结晶形成隔水层,在初始阶段就行之有效地Ca离子转移到稳定的具有一定强度的晶体化合物
起到防水作用,而且可以水为载体,渗透到混凝士中,填充到裂缝与孔隙中,而分离出的活性物质则以
内部结晶,改善混凝土孔结构,増加混凝土结构的密自由基的形式继续向内部迁移?。重新结合Ca2
实度,起防水堵漏作用,甚至可以修复<0.4mm以形成螯合物向混凝土内部的孔隙水中扩散,再与硅
下的裂缝2,起到长久防护的作用。同传统防水酸根、铝酸根反应生成沉淀物,堵塞孔隙。如此反复
材料相比,水泥基渗透结晶型防水材料具有以下优进行,产生结晶体,堵塞裂缝与孔隙。
势:适应性好,粘结能力强,整体性优,对基面无特殊
要求;施工工艺简单,工期短,成本低,每m2节约成
影响CCCM防水性能的因素
本40~50元人民币;组成材料属于无机材料,3.1养护龄期对CCM防水性能的影响
不存在老化现象,具有自我修复能力,使用年限长
徐明根刚研究的不同龄期CN2000B防水材料
耐久性好;防水堵漏性能好,抗化学腐蚀、保护钢筋在M20砂浆渗透深度的结果显示,CN2000B的7d
能力强;产品符合环保标准,无毒、无公害,适用于饮渗透深度仅为3.87mm,而28d可达到8.34mm,是
用水、食品加工、泳池、水库等建筑工程。
7d的2倍多。霍金山研究的不同龄期CN2000B
2.2CCCM作用机理
防水材料砂浆与净浆的SEM结果显示,随着养护龄
研究认为,CM的防水机理主要有2种,即沉期的增长,涂刷防水材料的试件的总孔隙率逐渐减
淀反应结晶机理和络合-沉淀反应机理-1。
小,结构越来越密实。延长养护时间有利于活性物
水泥水化之后产生大量的Ca2或Ca(OH)2是质充分渗透结晶,生成更多的结晶体,更好地堵塞裂
影响混凝士耐久性的重要原因之一,通过化学反应,缝与孔隙,提高CcCM的防水性能
减少Ca2+的含量,使之转化为对混凝土的强度与密3.2湿度对CCM防水性能的影响
实度有利的物质,不仅能改善混凝土的抗裂防渗性
水分是实现CCM渗透结晶的关键因素3,0
能,而且可以提高混凝土的强度、密实度,从而改普这是由其防水机理所决定的,增加环境湿度有利于
混凝土的抗渗性能,沉淀反应结晶机理就是基于此cCM防水性能的提高。王桂明等以研究的不同
而建立的。机理认为,CCM中的活性物质在浓度环境条件下YH涂层砂浆的抗渗性能结果显示,涂
和压力的共同作用下能通过孔隙中存在的水进人混刷YJH防水材料的砂浆的抗渗性能随着环境湿度
凝士内都,与孔隙中游离的Ca"和氧化物生成不溶的提高而提高,2次抗滲性能的结果与之相同,见表
于水的结晶体-?,堵塞混凝土中的毛细管网与微1。张新庆等2研究了涂刷CCM试件在干燥、润
裂缝,起阻水与堵漏作用。同时,其又能与钢筋表面湿和饱水3种状态下试件的抗渗性能,结果表明,基
的氧化物发生反应,形成1层稳定的薄膜,阻止CO2层的湿度越大,涂刷CM试件的抗渗性能越好,即
侵入混凝土,防止混凝土中的pH值下降,起到保护CCCM防水性能越好。研究认为,渗透结晶是根据
钢筋的作用。一旦混凝土中的毛细管网与微製缝被水的回流来决定的,水在流动的过程中碰到防水层
堵塞,混凝土就处