摘要：在房屋結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期服役狀態(tài)下，主體結(jié)構(gòu)的使用特征保持不變，而其功能性作用——防水性能卻逐漸退化，顯著影響房屋結(jié)構(gòu)防水效果。以水泥基滲透結(jié)晶型材料為對(duì)象，從反應(yīng)作用原理出發(fā)，提出參與結(jié)構(gòu)防水的主要活性成分的作用效果。在此基礎(chǔ)上，研究幾類(lèi)重要活性成分對(duì)老舊房屋防水性質(zhì)的影響程度；同時(shí)研究不同水膠比對(duì)防水結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：提高水膠比能有效提升結(jié)晶型防水材料的防水性能。此外，提出滲透效能評(píng)價(jià)方法，得出選用3%濃度的水泥基滲透結(jié)晶對(duì)提升房屋建構(gòu)的防水性能有顯著影響。

關(guān)鍵詞：水泥基滲透結(jié)晶；材料防水性能；老舊房屋；效能分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ172.77+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）04-0111-04

Analysis of the effect of cement-based permeable crystallinematerial on improving the waterproof performanceof old houses

DENG Long

（China Railway Urban Construction Group No.2 Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 511480，China）

Abstract：In the long-term service state of the building structure，the usage characteristics of the main structure re?main unchanged，while its functional role-waterproof performance is gradually degraded，which significantly affects the waterproof effect of the building structure.Taking cement-based permeable crystalline materials as the object，the effect of the main active components involved in structural waterproofing is proposed based on the principle of reaction.On this basis，the influence of several important active ingredients on the waterproof properties of old hous?es was studied.At the sametime，the influence of different water-binder ratios on the waterproof structure was stud?ied.The results show that increasing the water-binder ratio can effectively improve the waterproof performance of crystalline waterproof materials.In addition，the evaluation method of permeability efficiency is proposed，and it is concluded that the selection of 3%concentration of cement-based permeable crystallization has a significant impact on improving the waterproof performance of building construction.

Key words：cement-based osmotic crystallization；materials waterproof performance；old houses；efficiency analysis

老舊房屋的防水處理是建筑工程中的一項(xiàng)重要工程問(wèn)題也是一項(xiàng)工程難題[1]。眾多防水材料的設(shè)置，通常不能顯著改善滲漏問(wèn)題，并且其耐久性和使用壽命總是不能夠滿(mǎn)足老舊房屋的設(shè)計(jì)使用年限要求[2]。防水功能與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限之間不能有機(jī)結(jié)合。為此，本文結(jié)合防水行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從反應(yīng)作用原理出發(fā)[3-5]，對(duì)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行研究，分析其在老舊房屋中的應(yīng)用特性以及防水效能，以期能夠?qū)ΜF(xiàn)行防水質(zhì)量和防水效果的提升方面提供針對(duì)性指導(dǎo)和技術(shù)突破。

1水泥基滲透結(jié)晶型防水材料分析

1.1材料成分

水泥基滲透結(jié)晶型材料具有良好防水性能。老舊房屋建筑中由于年久失修，存在多處結(jié)構(gòu)滲漏質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)引入水泥基滲透結(jié)晶型材料進(jìn)行滲漏修補(bǔ)，能夠起到防水的最佳效果。該材料由特種水泥、石英砂等作為基料，參入多種活性化學(xué)物質(zhì)制成，顏色為灰色粉末狀。由于其成分為無(wú)機(jī)材料，該屬性使其在工程應(yīng)用中被稱(chēng)為永不失效的防水系統(tǒng)；其與水融合后，材料成分中所含有的活性化學(xué)物質(zhì)會(huì)通過(guò)載體水向混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞混凝土微裂縫的毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密、防水。此外，該材料具有一定的自愈合性能，可自愈合0.4 mm混凝土裂縫。

1.2材料作用及其性能

水泥基滲透結(jié)晶型材料具有無(wú)毒、環(huán)保、防腐、耐酸堿、并能提高混凝土強(qiáng)度等作用。將其應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中，可以有效提升整體結(jié)構(gòu)的致密性和連續(xù)性，在結(jié)構(gòu)施工中，無(wú)需找平和設(shè)置保護(hù)層，可起到節(jié)省工期，加快工程進(jìn)度并且降低施工成本的作用。

1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及作用原理

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是國(guó)內(nèi)外在建設(shè)工程防水施工中的重要材料，其具有良好的防水性能、持久的耐久性和施工便利、綠色環(huán)保等突出工程優(yōu)點(diǎn)[6]。作為一種重要建筑防水功能材料，其活性物質(zhì)及其迅速而強(qiáng)列的結(jié)晶過(guò)程是卷材、其他防水涂料類(lèi)所不具備的特殊優(yōu)勢(shì)，利用這種物質(zhì)反應(yīng)用于建設(shè)工程領(lǐng)域，最早是二戰(zhàn)期間德國(guó)化學(xué)家勞倫斯·杰遜[7-10]，此后各國(guó)開(kāi)始逐步應(yīng)用在工程建設(shè)中。為充分研究老舊房屋下的水泥基滲透結(jié)晶的具體防水性能提升效果，首先從其反應(yīng)作用原理入手，在建立基本前提假設(shè)和物質(zhì)作用后，進(jìn)一步討論防水特性及特定工況（老舊房屋結(jié)構(gòu)）下，防水效能狀況。

水泥基滲透結(jié)晶型防水的反應(yīng)核心是“沉淀結(jié)晶-絡(luò)合沉淀結(jié)晶”理論[11]，理論認(rèn)為通過(guò)材料內(nèi)部的活性組分的陰離子與結(jié)構(gòu)物（混凝土）中Ca2+交合發(fā)生反應(yīng)，從而生成易溶于水的鈣化物質(zhì)，反復(fù)發(fā)生反應(yīng)，會(huì)逐漸形成新的自由基團(tuán)，該基團(tuán)能夠持續(xù)且穩(wěn)定的保持材料整體的貼合，以達(dá)到連續(xù)的無(wú)縫隙效果，從而可用來(lái)作為防水功用。

1.4材料活性成分作用及防水影響

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料（CCCW[12]）中能產(chǎn)生反應(yīng)的主要活性成分有：可溶性碳酸鹽、氟化物、氟硅酸鹽等，他們與結(jié)構(gòu)物中的Ca2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成鈍化物質(zhì)，起到防水和凝聚作用。

此外，滲透結(jié)晶中的一個(gè)重要活性成分為可溶性氟硅酸鹽與水泥水化物也能產(chǎn)生某種化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)所生成的氟化鈣和氟化鎂兩種物質(zhì)均極難溶于水，是天然的防水利器；進(jìn)一步，生成的二氧化硅能夠與水泥水化物中的氫氧化鈣發(fā)生水化反應(yīng)，生成一種不溶于水的水化硅酸鈣凝膠。這種膠體同樣也能通過(guò)填充進(jìn)結(jié)構(gòu)物中的細(xì)觀微小毛細(xì)孔以及裂紋，從而提高整個(gè)結(jié)構(gòu)物的防水性能。

2不同因子對(duì)水泥基滲透結(jié)晶防水性質(zhì)影響分析

2.1涂料對(duì)防水性質(zhì)的影響分析

CCCW的若干影響因子會(huì)在不同工況下對(duì)防水性質(zhì)產(chǎn)生影響。以各類(lèi)摻Si元素的CCCW的防水性質(zhì)的差異進(jìn)行分析研究。設(shè)計(jì)1組CCCW的材料成分配比，具體配比如表1所示。

結(jié)合表1，由防水材料的有關(guān)技術(shù)規(guī)范以及防水影響因素的若干指標(biāo)標(biāo)定公式進(jìn)行計(jì)算分析，將1#、2#、3#組合為同類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行分析，因其均屬硅質(zhì)類(lèi)活性物質(zhì)。其對(duì)結(jié)構(gòu)物吸水性能的影響如圖1所示。

由圖1可知，整體未經(jīng)任何涂層的結(jié)構(gòu)物吸水狀態(tài)處于較高值。而相比之下，摻加納米二氧化硅、硅酸乙酯以及甲基硅酸鈉的結(jié)構(gòu)物表現(xiàn)良好，均處于無(wú)涂層的吸水情況以下。圖1（a）中，反映的是隨著浸水時(shí)間的增加，整體滲透結(jié)晶表現(xiàn)出的吸水率系數(shù)變化情況，可以看出甲基硅酸鈉整體表現(xiàn)為最好（吸水率系數(shù)達(dá)到最低），并且浸水越長(zhǎng)，其吸水率系數(shù)會(huì)越低，整體可以在1左右；同時(shí)考察吸水量方面，可以發(fā)現(xiàn)甲基硅酸鈉的吸水量也是同比最小的，在浸水達(dá)到50 h時(shí)，其吸水量占比為60%左右，仍小于其他幾類(lèi)活性成分對(duì)滲透結(jié)晶整體防水性質(zhì)的影響。

2.2水膠比對(duì)防水結(jié)構(gòu)的影響分析

水膠比將會(huì)對(duì)防水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，工程中往往忽視這一影響[13-16]。本文將分析該因素可能產(chǎn)生的某種影響效果。設(shè)置2組水膠比0.3及0.45，進(jìn)行對(duì)照分析。分析對(duì)象為二者情況下的結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度數(shù)值是否穩(wěn)定，并結(jié)合其工程防水性能是否失效進(jìn)行對(duì)比。選擇該2組水膠比下的水泥基滲透結(jié)晶結(jié)構(gòu)物試塊。對(duì)2件試塊進(jìn)行不同時(shí)間的跟蹤分析，得出如表2所示的防水結(jié)構(gòu)參數(shù)（抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度）對(duì)比表。

由表2可知：常規(guī)0.3的水膠比不能夠給結(jié)構(gòu)物帶來(lái)有利影響。其3 d、7 d以及28 d防水結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度指標(biāo)不能夠達(dá)到工程實(shí)際服役的水平，在實(shí)際使用中將導(dǎo)致滲漏問(wèn)題；而提高水膠比至0.45時(shí)，整體防水結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度指標(biāo)均能顯著增長(zhǎng)至滿(mǎn)足實(shí)際使用階段的數(shù)值要求（在28 d的抗壓強(qiáng)度超越45 MPa，抗折強(qiáng)度超越5 MPa），其防水性能不會(huì)失效，能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)物的防水帶來(lái)正向顯著性效果，防水有效。

考慮在防水結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失效時(shí)，其滲透結(jié)構(gòu)情況。為此需要分析在以上對(duì)照組的工況下，不同齡期的抗?jié)B強(qiáng)度值，如表3所示。

由表3可知：水膠比為0.3的情況下，整個(gè)防水結(jié)構(gòu)試塊表現(xiàn)出極易發(fā)生結(jié)構(gòu)滲透的質(zhì)量問(wèn)題。因?yàn)檎w在0.3水膠比條件下，水泥基滲透結(jié)晶不能夠達(dá)到其抵抗水漬滲透進(jìn)入結(jié)構(gòu)的能力，其抗?jié)B能力均無(wú)有效性（不能夠穩(wěn)定在0.3 MPa以上）。而在水膠比提高至0.45后，整體防水結(jié)構(gòu)的滲透性大為減弱。由于7 d齡期時(shí)已達(dá)到0.4 MPa的抗?jié)B強(qiáng)度，已經(jīng)初步滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)整體的致密性，能夠抵抗水漬進(jìn)入結(jié)構(gòu)物；而齡期繼續(xù)發(fā)展到28 d時(shí)，二次抗?jié)B指標(biāo)達(dá)到0.6 MPa，完全可以抵抗水漬對(duì)結(jié)構(gòu)物的滲透作用。

綜上所述，提高水膠比對(duì)于提升水泥基滲透結(jié)晶的整體防水結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透性有較大正向提高作用，應(yīng)當(dāng)在工程實(shí)際應(yīng)用中重點(diǎn)考慮其成分。

3水泥基滲透結(jié)晶在老舊混凝土結(jié)構(gòu)的防水性能提升分析

3.1滲透效能評(píng)價(jià)

針對(duì)老舊房屋而言，其建筑結(jié)構(gòu)由于年久失修，若干功能性存在一定程度下降，需要從效能的角度對(duì)其防水進(jìn)行綜合評(píng)估[17-19]。給出最適宜調(diào)整并結(jié)合滲透結(jié)晶的防水性質(zhì)來(lái)進(jìn)行綜合處理。滲透效能本文定義為高壓射流和進(jìn)行軸壓試驗(yàn)來(lái)評(píng)定。

運(yùn)用高壓水槍對(duì)不同成分的水泥基滲透型結(jié)晶防水結(jié)構(gòu)物進(jìn)行射流沖擊，通過(guò)調(diào)節(jié)高壓閥來(lái)進(jìn)行水流流速控制；按照放大10倍的高壓測(cè)試條件，將沖擊流速設(shè)置在3 MPa，對(duì)防水結(jié)構(gòu)試塊在進(jìn)行沖擊1 h后進(jìn)行質(zhì)量稱(chēng)重。

3.2射流響應(yīng)分析

對(duì)出不同濃度水泥基滲透結(jié)晶的防水結(jié)構(gòu)試塊的高壓射流沖刷結(jié)果，如圖2所示。

由圖2可知：不同濃度下的滲透結(jié)晶防水結(jié)構(gòu)物質(zhì)量損失差異較大，并且整體上隨著濃度的提升，防水結(jié)構(gòu)的沖刷質(zhì)量損失率逐次降低；此外，濃度在0～3%的防水結(jié)構(gòu)試塊的質(zhì)量損失呈大幅度降低，在3%以上的濃度，質(zhì)量損失雖然繼續(xù)減小，但整體幅度趨于平緩。這表明，滲透結(jié)晶濃度的大小會(huì)直接影響防水結(jié)構(gòu)的射流響應(yīng)。當(dāng)濃度逐漸加大，其射流損失率會(huì)不斷減小，但持續(xù)的單方面增加水泥基滲透結(jié)晶濃度值，并不能顯著改變其質(zhì)量損失，在4%濃度及以上，效果微乎其微，不能夠有效抑制射流響應(yīng)。因此，妥善選擇水泥基滲透結(jié)晶的濃度，優(yōu)先采用3%濃度的成分進(jìn)行老舊房屋的防水處理，將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的防水性能有較大提升和質(zhì)量保證；而進(jìn)一步僅單一提升水泥基滲透結(jié)晶濃度，不能有效提高建筑物的防水效果。

3.3防水結(jié)構(gòu)軸壓試驗(yàn)分析

繼續(xù)研究以上涂布有不同濃度值的水泥基滲透結(jié)晶型防水結(jié)構(gòu)試塊的軸壓性能。依據(jù)GB/T 50107—2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)防水結(jié)構(gòu)試塊進(jìn)行軸心壓縮標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由表4可知：防水結(jié)構(gòu)物在涂布有水泥基滲透結(jié)晶防水涂料后，其壓縮強(qiáng)度幾乎沒(méi)有較大改變，隨著滲透結(jié)晶的濃度值提升，防水結(jié)構(gòu)僅有微弱的強(qiáng)度提升；增加水泥基滲透結(jié)晶的濃度值，主要在防水結(jié)構(gòu)形成的早期階段起到較大效果；而當(dāng)結(jié)構(gòu)齡期不斷增長(zhǎng)，其效果幾乎不再提升。這一結(jié)果對(duì)老舊房屋的防水啟示是：應(yīng)當(dāng)注重在結(jié)構(gòu)的初期防水涂布的高效施工，選用濃度在3%左右的滲透結(jié)晶產(chǎn)品進(jìn)行厚涂防水；而當(dāng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)固化成型的基面上再進(jìn)行結(jié)晶防水，效果將非常有限。

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)水泥基滲透結(jié)晶型防水特性進(jìn)行了分析，研究了其防水效能。通過(guò)闡述其反應(yīng)作用原理，找出了滲透結(jié)晶的活性成分應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)的防水實(shí)質(zhì)；得出了甲基硝酸鈉是其中重要的防水活性成分，其作為防水防滲漏的主要因子具有重要材料特性。此外，研究發(fā)現(xiàn)了，提高水膠比能有效發(fā)揮水泥基滲透結(jié)晶涂料在老舊房屋中的防水效能。

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（責(zé)任編輯：張玉平）