李子安、陳靜、李晟、馬慶園

（天津市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站第四十二站 天津 300384）

無(wú)機(jī)防水堵漏材料

李子安、陳靜、李晟、馬慶園

（天津市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站第四十二站 天津 300384）

無(wú)機(jī)防水堵漏材料以優(yōu)質(zhì)水泥、砂、石為原料，摻入多種高分子添加劑，改善水泥孔結(jié)構(gòu)，目的在于提高水泥基材料的密實(shí)性和抗裂防滲能力。制成的多功能改性水泥基復(fù)合材料具有耐水、耐高溫、耐腐蝕、抗?jié)B性高、抗裂性強(qiáng)、粘結(jié)性高的特性，從根本解決了滲漏問(wèn)題。

堵漏材料；抗?jié)B；凝結(jié)時(shí)間。

一、研究目的

我國(guó)的建筑防水材料已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)條件，多功能無(wú)機(jī)防水堵漏材料是近幾年來(lái)發(fā)展的一種新型防水材料，它可以解決墻體和地下工程滲漏水的問(wèn)題，具有防潮、抗?jié)B、堵漏、粘結(jié)的特點(diǎn)。

隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，要求防水一次成功，使用年限在40年以上。但目前一些防水材料不能滿足要求，因?yàn)樗嗷炷猎谟不^(guò)程中產(chǎn)生干縮和溫差冷縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂并降低使用壽命，特別是建筑物的滲漏。為此研制的無(wú)機(jī)防水堵漏材料是一種具有較高的抗壓、抗?jié)B及粘接性，并且使用方便，無(wú)毒、無(wú)害、不污染環(huán)境的單組份材料。

無(wú)機(jī)防水堵漏材料以優(yōu)質(zhì)水泥、砂、石為原料，摻入多種高分子添加劑，通過(guò)調(diào)整配合比，改善水泥孔結(jié)構(gòu)，增加各種原材料的密實(shí)性，或通過(guò)補(bǔ)償收縮提高混凝土的抗裂防滲能力。制成的多功能改性水泥基復(fù)合材料具有耐水、耐高溫、耐腐蝕、抗?jié)B性高、抗裂性強(qiáng)、粘結(jié)性高的特性，從根本解決了滲漏問(wèn)題。該產(chǎn)品的研制成功，為本市防水材料增加新品種，產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)達(dá)到JC 900-2002標(biāo)準(zhǔn)要求，并廣泛應(yīng)用在地鐵工程、地下工程、市政工程、建筑工程中。

二、國(guó)內(nèi)外建筑防水材料發(fā)展概況

國(guó)內(nèi)外建筑防水技術(shù)取得了重大發(fā)展，發(fā)生了急劇的變化，新材料、新工藝、新的施工技術(shù)的不斷出現(xiàn)，防水層由多層向單層、施工方法由熱向冷、材料由單一材料向復(fù)合高分子材料發(fā)展，大大地改善了建筑物的防水功能，延長(zhǎng)了防水層的使用壽命。近20年代，世界各國(guó)都已意識(shí)到生存的環(huán)境的重要，因此開發(fā)和推廣應(yīng)用環(huán)保型建筑防水材料受到人們的歡迎。

美國(guó)的亨瑞公司及創(chuàng)高公司已開發(fā)可在雨中施工的厚質(zhì)涂料，而加拿大XYPEX公司已生產(chǎn)出無(wú)機(jī)滲透結(jié)晶型防水涂料，它們屬于環(huán)保型防水材料。近年來(lái)，我國(guó)引進(jìn)一種美國(guó)“確保時(shí)”（COPVOX）防水劑，最大特點(diǎn)可滲到水泥內(nèi)部，與堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，主要采用硅酸水泥添加部分化學(xué)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)特殊工藝處理而制成。施工時(shí)將它與適量的水配合攪拌成灰漿狀，可涂刷在潮濕的基面上。該產(chǎn)品經(jīng)加拿大國(guó)內(nèi)檢測(cè)被定為“實(shí)際無(wú)毒級(jí)”的環(huán)保型防水材料。法國(guó)DIPBATTLEY公司生產(chǎn)有機(jī)防水劑也是高分子有機(jī)物，為解決滲漏水問(wèn)題，開發(fā)一種稱為“滴塞?配套料”的雙組分聚合物水泥基防水涂料，其特點(diǎn)是具有一定彈性、變形能力好，可形成防水抗?jié)B性能良好、無(wú)毒、無(wú)味的防水層。

國(guó)內(nèi)的防水材料近20年取得了很大進(jìn)步，其中建筑防水材料已從過(guò)去品種單一的低胎油氈發(fā)展成形態(tài)不一、性能各異、適用范圍不同、多品種的格局以滿足不同等級(jí)及設(shè)防的需要。無(wú)機(jī)防水堵漏材料吸收了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)而開發(fā)的高效、防潮、抗?jié)B、堵漏材料，也是極好的粘接材料。

三、無(wú)機(jī)防水堵漏材料主要特點(diǎn)及新穎性

1.帶水施工、防潮、抗?jié)B、快速堵漏，帶水堵漏初凝時(shí)間為2.5分鐘，止水效果快。

2.迎、背水面均可使用，簡(jiǎn)捷方便。

3.無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染、可用于飲水工程中。

4.抗?jié)B壓高、粘接力強(qiáng)，防水粘貼一次完成。

5.該材料分為速凝型（主要用于抗?jié)B堵漏）和緩凝型（主要用于防潮、防滲）兩種。

6.與基體結(jié)合成整體不老化，耐水耐久性好。

7.根據(jù)不同的工程結(jié)構(gòu)，采取不同的方法，施工簡(jiǎn)單、方便、造價(jià)較低、易于維修，因此在土木建筑中、剛性防水占有相當(dāng)大的比例。

四、無(wú)機(jī)防水堵漏材料的制備

1.抗?jié)B、防裂機(jī)理及研制的必要性

無(wú)機(jī)防水材料主要基材是水泥，如硅酸鹽水泥，這些水硬性膠凝材料，它的抗?jié)B透和防水耐久性較好，但是，由于水泥的抗拉強(qiáng)度低，變形小，易于收縮開裂，會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體防水，而水泥配制成混凝土后，內(nèi)部會(huì)形成許多毛細(xì)孔縫，而成為滲水通道，為此，研制人員在提高水泥砂漿的密實(shí)性及抗裂性基礎(chǔ)上反復(fù)試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整配合比，并摻入高分子改性劑而改善孔結(jié)構(gòu)，提高水泥砂漿的密實(shí)性，或改善砂漿的抗裂性，使混凝土構(gòu)筑物達(dá)到防水抗?jié)B的要求。

由于在水泥中加入多種活潑的化學(xué)物質(zhì)，它們摻入水泥中水化成膨脹性結(jié)晶體，這種針狀和柱狀結(jié)晶填充于混凝土的毛細(xì)孔縫中，改善了孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土抗?jié)B性。由于它的膨脹作用，可在鋼筋和臨位的作用下，在結(jié)構(gòu)中建立0.3MPa預(yù)應(yīng)力，可抵消混凝土硬化產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力。這種活潑物質(zhì)與混凝土中的堿性矩陣結(jié)構(gòu)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶性物質(zhì)而堵塞混凝土內(nèi)部的微細(xì)裂縫和毛細(xì)孔通道，達(dá)到抗?jié)B抗裂防水功能。

2.利用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定添加劑配比

無(wú)機(jī)防水堵漏材料由于添加劑的加入，形成一種不溶性膠體或絡(luò)合物用來(lái)堵塞、填充毛細(xì)孔縫，提高混凝土密實(shí)。配方設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到各因素的交互作用，為此安排了正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，并使用L16（45）按表1因素與水平進(jìn)行。

表1 正交試驗(yàn)的因素與水平

正交試驗(yàn)結(jié)果表明，從上述配方的綜合性能分析，當(dāng)試樣條件合理，所制備的無(wú)機(jī)防水堵漏材料不但具有較好的工藝加工性能，同時(shí)還具有較好的物理性能，其最佳配方性能如下（見(jiàn)表2）：

表2 無(wú)機(jī)防水堵漏材料的技術(shù)指標(biāo)及實(shí)測(cè)值

上述試驗(yàn)表明：只要采用合理的配方及工藝條件，即可制備優(yōu)異的防水層。

五、影響工程滲透的因素及無(wú)機(jī)防水堵漏材料主要添加劑

無(wú)機(jī)防水堵漏材料以水泥、砂及其它防水組分復(fù)合，并經(jīng)一定加工而成的水硬性無(wú)機(jī)材料，具有防潮堵漏效果。

1.防水工程滲漏的形式

防水工程滲漏主要為點(diǎn)、縫和面3種形式，按滲漏量又分為慢、快、漏和涌水。同時(shí)混凝土滲漏水與裂縫出現(xiàn)密切相關(guān)，裂縫的產(chǎn)生原因大致分為以下幾類：伸縮縫、沉降縫、防震縫、施工縫。這些縫為工程需要而設(shè)置的。另外由于干燥、溫度變化而產(chǎn)生的裂縫也是存在的。以上及構(gòu)造性裂縫往往會(huì)引起滲漏，實(shí)驗(yàn)證明，每100g水泥漿體的化學(xué)減縮值為7～9ml，如果混凝土水泥用量300kg/m2，其縮減量為21～27L/m3，外觀體積收縮不多，主要在內(nèi)部形成許多毛細(xì)孔成為滲水渠道，在干燥條件下，毛細(xì)孔水逸出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使混凝土發(fā)生毛細(xì)收縮，產(chǎn)生干縮開裂，因此防滲堵漏是建筑工程重要環(huán)節(jié)。

2. 添加劑主要類型

無(wú)機(jī)防水堵漏材料以水泥、砂及其它防水助劑復(fù)合，并經(jīng)一定加工而成的水硬性無(wú)機(jī)材料，具有防潮堵漏效果。

⑴ 無(wú)機(jī)化合物

摻加無(wú)機(jī)化合物，我們認(rèn)為抗?jié)B的前提是抗裂，通過(guò)形成不溶性膠體化合物提供抗?jié)B性。

⑵ 高分子聚合物

摻加高分子聚合物，聚合物的粒子均勻地分散于水泥漿體中，并吸附在水泥粒子表面，生成水泥水化產(chǎn)品，而提高抗?jié)B性。

六、無(wú)機(jī)防水堵漏材料施工工藝對(duì)防水效果的影響

1.凝固硬化時(shí)間

當(dāng)粉：水=1∶0.35，環(huán)境溫度為20℃的條件下，防潮型硬化時(shí)間約90分鐘，而堵漏型為2.5分鐘。當(dāng)加水多或環(huán)境溫度低，硬化時(shí)間要長(zhǎng)，反之則短。

2.速凝型施工工藝

⑴ 滲水面施工

按料：水=1∶0.35攪拌1分鐘成為膩?zhàn)訝睿ㄅ淞喜灰走^(guò)多）迅速用抹子上第一層料，待硬化后，擦干表面上第二層料，直至不漏，封堵飲水孔。上料要稍用勁來(lái)回多抹，一層1.1kg/m2，兩層總厚度1.5mm，用料2.2 kg/m2，必要時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)。

⑵ 漏水口堵漏

將漏水口打成具有一定深度的口子，按料：水=1∶0.25揉成料團(tuán)封堵，再按料：水=1∶0.35調(diào)成膩?zhàn)訝罟瓮俊?/p>

3.緩凝型施工工藝

按粉：水=1∶0.3～0.35攪拌1分鐘成膩?zhàn)訝钣霉伟迳狭?，待第一層硬化后再上第二層料，上料時(shí)要用勁來(lái)回多刮幾次。要噴水養(yǎng)護(hù)。

七、無(wú)機(jī)防水堵漏材料生產(chǎn)工藝

無(wú)機(jī)防水堵漏材料因材而異，該材料生產(chǎn)工藝如圖所示：

結(jié)束語(yǔ)：

無(wú)機(jī)防水堵漏材料實(shí)質(zhì)上是一種剛性混凝土板塊防水或剛?cè)岵牧系膹?fù)合防水，它主要依靠混凝土的密實(shí)性并結(jié)合一定工法來(lái)達(dá)到防水目的。防水工程是個(gè)系統(tǒng)工程，無(wú)機(jī)防水堵漏材料最大優(yōu)點(diǎn)是能補(bǔ)償收縮，抗?jié)B性能高于普通防水混凝土，較好地解決了長(zhǎng)期困擾工程界的結(jié)構(gòu)收縮開裂難題。

李子安（1963-）男，高級(jí)工程師，天津市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站第四十二站（石油和化學(xué)工業(yè)橡膠及再生產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心）站長(zhǎng)，長(zhǎng)期從事廢舊橡膠、橡塑制品的研發(fā)及檢測(cè)工作。