摘要：調(diào)查了水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在混凝土防裂和裂縫修復中的應用現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機理、特點、施工性能等方面的研究進展，探討了水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在混凝土中應用時還存在的問題和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：水泥基滲透結(jié)晶型防水材料；混凝土；裂縫修復

0 引言

混凝土隧洞、渡槽、地下工程等建筑物體型龐大，受其自身和周圍介質(zhì)溫度、濕度變化的影響，以及基礎和自身的約束作用，往往在不同部位產(chǎn)生很大的拉應力，極易產(chǎn)生裂縫。混凝土裂縫問題是影響工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性的關(guān)鍵因素之一，尤其是深層裂縫和貫穿性裂縫會影響工程安全，縮短工程壽命。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料及相關(guān)技術(shù)是最重要混凝土結(jié)構(gòu)防滲和裂縫自修復技術(shù)之一，迄今為止已在工業(yè)與民用建筑中取得了廣泛的應用。

1 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的歷史和應用現(xiàn)狀

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料于1942年由德國化學家勞倫斯杰遜（Lanritz Jensen）在解決水泥船滲漏水的實踐中發(fā)明[1]。20世紀60年代在歐洲、北美、日本得到了進一步發(fā)展，使這一材料的工程應用不斷擴大，形成了系列產(chǎn)品。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是日本運用較多、唯一制訂日本國家統(tǒng)一標準的無機防水材料，被稱為是對環(huán)境保護、對人類生存都有益處的防水材料。我國20世紀80年代初引進水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，已在地鐵工程、地下室、水下建筑、大型場館、隧洞、高速公路、高速鐵路等交通及工業(yè)與民用建筑中得到了成功的應用。

目前對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料產(chǎn)品的研究主要集中在產(chǎn)品獨特的防水機理、簡易的施工方法和快速有效地解決滲漏問題的現(xiàn)實意義上，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料性能爭議的問題，主要集中在產(chǎn)品的滲透深度、應用范圍等方面。

2 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的防水機理

目前對于水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的防水機理還沒有統(tǒng)一的認識。有學者認為，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料中含有的活性化學物質(zhì)在水的作用下，通過表層水對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的侵蝕，被帶入了結(jié)構(gòu)表層內(nèi)部孔縫中，與混凝土中的游離氧化鈣交互作用生成不溶于水的硫鋁酸鈣（3CaO Al2O3 CaSO4 32H2O）滲透結(jié)晶物。結(jié)晶物在結(jié)構(gòu)孔縫中吸水膨大，由疏致密，使混凝土結(jié)構(gòu)表層向縱深逐漸形成一個致密的抗?jié)B區(qū)域，大大提高了結(jié)構(gòu)整體的抗?jié)B能力。由于水泥的水化反應是一個不完全的反應過程，在不失水的狀態(tài)下，多年以后反應仍在進行，而在后期的水化反應過程中同樣能催化活性化學物質(zhì)生成結(jié)晶，因此，一旦防水結(jié)構(gòu)被水再次穿透，自然產(chǎn)生了自愈能力，也就是具備了多次抗?jié)B能力[2]。

除了深入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滲透結(jié)晶外，涂層中由于水化空間和C-S-H凝膠的束縛，形成大量的凝膠狀結(jié)晶，在涂層中起到密實抗?jié)B的作用，隨著時間的發(fā)展，結(jié)晶量也在遞增，這時防水涂層和滲透結(jié)晶共同增強了結(jié)構(gòu)整體的抗?jié)B能力。

3 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能特點

（1）具有雙重的防水性能

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料所產(chǎn)生的結(jié)晶體能深入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部堵塞結(jié)構(gòu)孔、縫，在結(jié)構(gòu)層內(nèi)部起到防水作用；同時，涂刷在混凝土結(jié)構(gòu)基面上的涂層由于其微膨脹的性能，能起到補償收縮的作用，能使施工后的結(jié)構(gòu)基面同樣具有很好的防裂、抗?jié)B作用。

（2）具有較強的耐水壓能力

能長期承受高強水壓，在厚50mm、抗壓強度為13.8MPa的混凝土試件上，涂刷兩層水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，至少可承受1.2MPa的水頭壓力。

（4）具有自我修復能力

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是無機防水材料，活性物質(zhì)許多年以后再遇水時仍能夠被激活、反應產(chǎn)生新的晶體，完成自我修復。

（5）提高混凝土耐久性

混凝土的化學侵蝕和鋼筋侵蝕與水分和氯離子滲入分不開。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的滲透結(jié)晶和自我修復能力使混凝土結(jié)構(gòu)密實，從而最大程度地降低了化學物質(zhì)、離子和水分的侵入，保護鋼筋混凝土免受侵蝕，減緩、抑制堿骨料反應和碳化。同時，在水泥漿滲透結(jié)晶型防水材料處理過的混凝土結(jié)構(gòu)還有效的防止了因凍融循環(huán)而造成的剝落、老化及其損害。

（6）對混凝土結(jié)構(gòu)具有補強作用

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料施工后的混凝土，由于滲透結(jié)晶作用，針狀近填充了混凝土的毛細孔隙，提高了混凝土的密實性。有關(guān)研究表明，一般能提高混凝土強度15%～20%。

（7）與基層混凝土粘結(jié)牢固

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料與其他防水涂料的一個不同之處是其滲透結(jié)晶后涂層與基層混凝土成為一體，形成整體防水和永久防水。

（8）環(huán)保

目前該類防水材料已經(jīng)經(jīng)過多個國家的相關(guān)部門檢驗為實際無毒級產(chǎn)品，因此可以安全應用于接觸飲用水的混凝土結(jié)構(gòu)等工程。

（9）施工方法簡單

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料可用于混凝土結(jié)構(gòu)的迎水面及背水面防水，特別是背水面防水中具有絕大部分防水材料都不能比擬的優(yōu)越性能。

4 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的施工特點

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料在施工中的基本要求包括[3～5]：

（1）施工環(huán)境要求

在雨中或預計涂層表干前下雨不能施工；環(huán)境濕度低于0℃不宜施工。

（2）混凝土基面處理

對砼結(jié)構(gòu)表面有空洞、縫隙、蜂窩等現(xiàn)象要進行修補，特別是砂漿滴塊要鑿除，應清除基面的泥漿、浮塊、油污等各類雜物方可進行施工，在涂刷施工時要充分保持濕潤的基面才可進行涂刷，有時要邊涂刷邊噴霧，保持基面的潤濕，但不能有明水。

（3）材料用量

根據(jù)不同的施工結(jié)構(gòu)，用量為：1.0～2.0kg/㎡，最小厚度不小于0.8mm。涂刷時按粉：水 = 3～3.5：1（質(zhì)量比），涂抹時按粉：水 =3～3.5：1，一次調(diào)料不宜過多（調(diào)成后不準再加水及粉料，一次成型），30min內(nèi)用完。

（4）施工

在較平整的基面上可用抹灰或橡塑板刮涂，必須涂抹均勻，用力平整，一次完成。

5 結(jié)語

對于混凝土結(jié)構(gòu)防水層的裂縫預防、裂縫自愈合等，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料具備了不可替代的優(yōu)越性，具有提高混凝土本體體積穩(wěn)定性和抗裂性的獨特優(yōu)勢，達到“標本兼治”的防滲效果。

我國對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的研究開發(fā)工作還遠遠落后于工程應用，對于水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的使用機理、作用特點還缺少大量的試驗數(shù)據(jù)支持和理論分析；水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的施工技術(shù)、施工質(zhì)量及檢測標準也有待進一步完善，以充分發(fā)揮該材料的性能優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 沈春林.水泥基滲透結(jié)晶型防水材料[M].化學工業(yè)出版社，2005.

[2] 文志元，高小陽.水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料在三板溪面板中的應用[J].貴州水力發(fā)電，2005，19（6）：36～37.

[3] 牛建宏，李珊珊.淺談水泥基滲透結(jié)晶型防水材料[J].云南水力發(fā)電，2006，22（5）：72～73.

[4] 俞曉春.水泥基滲透結(jié)晶防水材料在地下室中的應用[J].山西建筑，2006，32（18）：167～168.

[5] 楊華全，李家正，林育強.基于滲透結(jié)晶院里的裂縫自修復技術(shù)在水工混凝土中的研究進展[C].工程結(jié)構(gòu)裂縫診治技術(shù)與工程實例，北京：中國建材工業(yè)出版社，2007，314-318..

作者簡介：

張鴻鶯，女，1977年出生，河北石家莊人，助理工程師，甘肅華澳鐵路綜合工程有限公司，主要從事鐵路工程概預算工作。