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        水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能及施工特點

        2014-10-21 20:01:11張鴻鶯
        建筑遺產(chǎn) 2014年1期
        關(guān)鍵詞:結(jié)晶型基面抗?jié)B

        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。

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