夏 銘
(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610072)
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水泥基無機防水材料研究
夏銘
(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司,四川 成都610072)
摘要:探討了在水泥基無機防水材料中對多種有機、無機材料進行改性,形成了具有一定柔韌性的剛性防水材料,有效提高了產(chǎn)品使用過程中的抗?jié)B、抗裂、粘結(jié)強度等性能,增加了其使用壽命。
關(guān)鍵詞:無機;防水材料;改性;抗?jié)B
1防水機理
水泥基無機防水材料采用超細低熱硅酸鹽水泥作為主料,含有大量的高活性硅酸二鈣,與水接觸生成大量的C-S-H凝膠,且C-S-H凝膠量持續(xù)增加,使?jié){體結(jié)構(gòu)致密,增加了漿體密實性、減少了因游離水蒸發(fā)而遺留下來的毛細孔;同時可以改善漿體和集料間的過渡區(qū)界面結(jié)構(gòu),消除了漿體滲水的最薄弱環(huán)節(jié),從而大大提高了漿體的抗?jié)B性能。該水泥中含有少量的硅酸三鈣和鋁酸三鈣,有效地降低了漿體硬化后造成干縮開裂的風險。適量的、可再分散膠乳粉可以有效地增加減水劑的使用,加速水泥水化,生成更多的C-S-H凝膠體,且有效地降低了水灰比,減少了漿體中的孔隙,增加了漿體的密實性,提高了漿體的抗?jié)B性能。水泥的水化需要水分的存在才能夠進行,適量的、可再分散膠乳粉在水中二次分散,通過失水而成膜,水分失去時,聚合物粉末形成的薄膜覆蓋表面的微孔,阻礙了水分的過多散失,所保留的水分可供水泥進行進一步的水化。聚合物在干燥環(huán)境下成膜,而水泥則在有水存在的條件下固化和水化,這兩種體系的結(jié)合,使JHC水泥基防水材料具有更好的密實性和防滲能力。
2試驗研究
2.1凈漿膠凝材料體系
圖1 膠凝材料激光粒度分布圖
試驗所選用的膠凝材料粒度分布集中在8~32μm區(qū)間(圖1),賦予了膠凝材料良好的水化性能,使得凈漿的早期強度適中,后期強度增進率大,水化后生成大量的凝膠體,整體結(jié)構(gòu)致密(圖2)。
2.2抗裂性能
筆者依據(jù)JC/T951-2005水泥砂漿抗裂性能試驗方法,對水泥基無機防水材料開展了抗裂試驗,防滲凈漿成型后無裂紋,抗裂性能優(yōu)良(圖3)。
2.3凈漿膠凝材料與基礎(chǔ)的粘接性能分析
通過試驗得知,3組試件28d粘接強度均大于6MPa,滿足規(guī)范要求(表1)。
圖2 凈漿水化硬化后微觀形貌(放大12 000倍)
圖3 防滲凈漿抗裂性能優(yōu)良
齡期/d試件粘接強度 /MPa試件1試件2試件3146.046.35.44286.16.367.1
2.4抗?jié)B性能
3組試件7d抗?jié)B性能試驗結(jié)果表明:在1.5MPa滲透壓力下均不滲水(表2)。
表2 抗?jié)B性能試驗結(jié)果表
2.5裂縫自愈合能力
放大6 000倍電子掃描顯像圖(SEM)顯示,使用防滲凈漿處理后,混凝土表層2cm處空隙充填密實(圖4);混凝土表層裂縫自愈合情況良好(圖5)。
3使用方法
3.1外露防滲部位的施工
(1)除去浮灰、水泥浮漿、油垢和油脂等物并用水沖洗干凈。將空鼓、疙瘩以及起皮等疏松部位鏟除并用水沖洗。若其表面較光滑,可用鋼絲刷、砂磨機等工具將表面打磨粗糙后再用水沖洗。施工前,基層面應(yīng)保持基本干燥,無大面積潮濕。
圖4 混凝土表層處理前、后2 cm處空隙分布比對圖
(2)根據(jù)待涂面積確定防水涂料用量并稱量。按重量水泥基防水涂料∶水=1∶0.26~0.29確定用水量(以便于涂刷為準)。先將防水材料加入桶中,再加入水,盡量采用砂漿攪拌機或手提電鉆配以攪拌齒攪拌,攪拌時間應(yīng)在5min以上。攪拌應(yīng)均勻充分,無結(jié)團、干粉等。攪拌開始時感覺較稠,不可加水,加強攪拌后漿料會產(chǎn)生漸漸變稀的現(xiàn)象。
(3)噴涂1~1.5mm厚的防水材料作結(jié)合層,以提高防水凈漿與基層的粘合力。
圖5 混凝土表層處理前后裂縫自愈合示意圖
(4)鋪設(shè)聚合物纖維網(wǎng)格。
(5)待底層防水材料干燥后(料層不粘手)涂刷防滲層??煞謱油克ⅲ繉雍?mm左右,待上層干燥后涂刷下層,涂刷2~3層即可。
3.2隱蔽部位的施工
(1)對構(gòu)筑物表面清理、防水材料制備同上。
(2)分2~3層,噴涂1~2mm厚的防水材料。
3.3注意事項
防水材料終凝后應(yīng)及時養(yǎng)護。根據(jù)氣候條件每天均勻噴霧1~3次,在保持潮濕的條件下養(yǎng)護7d,2d內(nèi)謹防雨水沖刷。
4結(jié)語
現(xiàn)場試驗和實際工程應(yīng)用結(jié)果表明:水泥基無機防水材料性能可靠、易于施工,具有良好的抗裂、粘接、抗?jié)B、裂縫自愈合性能,具有較好的市場推廣與使用價值。
夏銘(1979-),女,重慶涪陵人,工程師,碩士,從事新材料開發(fā)、試驗與研究工作.
(責任編輯:李燕輝)
“十三五”每年新增裝機規(guī)模將達1億千瓦
根據(jù)國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》,到2020年,我國非化石能源占一次能源消費比重將達到15%。其中到2020年,核電裝機容量5 800萬千瓦,常規(guī)水電裝機3.5億千瓦左右,風電裝機2億千瓦,光伏裝機1億千瓦左右。如果近幾年不加快新項目的核準并及早開工建設(shè),2020年水電規(guī)??赡芙橛?.3~3.4億千瓦之間,核電投產(chǎn)裝機規(guī)模在5 000萬千瓦左右,均低于規(guī)劃目標。換言之,實現(xiàn)2020年15%的非化石能源占比目標難度將增加。較為可行的方案是,適當增加風電、太陽能發(fā)電的開發(fā)規(guī)模。從實際項目儲備、建設(shè)周期、設(shè)備供應(yīng)能力等條件看,2020年風電、太陽能發(fā)電裝機容量有可能分別提高到2.5億千瓦、1.5億千瓦。在今后相當長的時期內(nèi),我國電力需求將持續(xù)保持較高增長速度,并且快于總體能源消費增速。由于風電、太陽能等電源單位裝機發(fā)電量較低,為滿足日益增長的電能需求,我國發(fā)電裝機規(guī)模將持續(xù)擴大。預(yù)計“十三五”期間,我國每年新增裝機規(guī)模仍將維持在1億千瓦左右,至2020年,總裝機規(guī)模達到20.7億千瓦。在清潔能源發(fā)電裝機比重逐漸上升的同時,煤電在未來10到15年還有一定的新增空間,預(yù)計2030年煤電將為13億千瓦左右。屆時,存量煤電的角色將發(fā)生改變,其年利用小時數(shù)會逐步降低、并承擔更多的調(diào)峰及其他輔助服務(wù)功能;隨著經(jīng)濟壽命期的到來,部分燃煤火電將會逐步進入退役階段。由于清潔能源發(fā)電的單位千瓦投資成本普遍高于火電等常規(guī)電源,因此未來電源投資將大幅度增加。同時,隨著風電、光伏發(fā)電的發(fā)展,特高壓電網(wǎng)、超高壓電網(wǎng)、配電網(wǎng)都將長期較快發(fā)展,電網(wǎng)的投資規(guī)模也將大幅度增加。以特高壓為例,2020年需要承載大約3億千瓦的跨區(qū)電力流;2020—2030年10年間,跨區(qū)電力流大約需要翻一番才能承載持續(xù)增加的水電、風電、太陽能發(fā)電,以及煤電的跨區(qū)輸送需求。
收稿日期:2015-10-25
文章編號:1001-2184(2015)06-0138-03
文獻標識碼:B
中圖分類號:TV4;TV41;TV44;TV22
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