一、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的發(fā)展及應(yīng)用情況
水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是以硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、石英砂等為基材,摻入活性化學(xué)物質(zhì)制成的一種產(chǎn)品,是一種新型剛性防水材料。它的作用機(jī)理是其與水作用后,材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過載體向混凝土內(nèi)部滲透,在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體,填塞毛細(xì)孔道,從而使混凝土致密、防水。
水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是德國化學(xué)家路易斯·杰遜(lauritz jensen)1942年發(fā)明的,主要用于地下混凝土結(jié)構(gòu)的外表面防水。60年代中期,從歐洲引進(jìn)到北美,1966年就傳遍加拿大。多倫多國貿(mào)大廈、卡爾加里(calgary)市加拿大石油總部“內(nèi)防水”、加拿大污水處理廠、生活用水貯水池等均采用了這種防水材料。由于其抗?jié)B性能與自愈性能好,粘結(jié)力強(qiáng),防鋼筋銹蝕且對(duì)人體無害,易于施工等,在歐洲、美國、日本、新加坡等國家與地區(qū)得到推廣使用,主要用于地下工程、水利工程、水池、污水處理等結(jié)構(gòu)防水中,獲得了良好的防水效果。
我國80年代引進(jìn)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料,開始應(yīng)用于上海地鐵工程。90年代中期開始從國外引進(jìn)活性化學(xué)物質(zhì)(母料)國內(nèi)生產(chǎn)。目前年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力估計(jì)在13000噸左右,已大量應(yīng)用于地下工程、地鐵工程、飲用水廠、污水處理池、橋面、隧道、水利工程、核電站等方面,防水效果顯著,受到工程界的好評(píng)。
二、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能及作用機(jī)理
根據(jù)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的使用可分為:
1)水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料:它是一種粉狀材料,經(jīng)與水拌合可調(diào)配成刷涂或噴涂在水泥混凝土表面的漿料;亦可將其以干粉撒覆并壓入未完全凝固的水泥混凝土表面。
2)水泥基滲透結(jié)晶型防水劑:它是一種摻入混凝土內(nèi)部的粉狀材料。
水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的涂層厚度國外資料一般在0.5~1.5毫米范圍內(nèi),我國規(guī)范規(guī)定是應(yīng)不小于0.8毫米。只要基層水泥混凝土中存在著水介質(zhì)與氫氧化鈣,涂層中的活性化學(xué)物質(zhì)就可能不斷與之發(fā)生物理化學(xué)作用,生成結(jié)晶體,并可膨脹到0.3毫米,即高于混凝土毛細(xì)管徑的最大尺寸(通常為0.01毫米),堵塞毛細(xì)孔道與微細(xì)裂紋,與基層混凝土一起形成一個(gè)整體防水。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料中的化學(xué)活性物質(zhì)與混凝土基層中的水與氫氧化鈣的反應(yīng)可持續(xù)一個(gè)月,達(dá)到最高的效果。在16兆帕壓力下,普通混凝土可滲透到150毫米;在40兆帕壓力下,9星期硅粉混凝土滲透深度可能小于25毫米。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的活性與滲透深度取決于材料中活性化學(xué)物質(zhì)的含量、基層混凝土的密實(shí)程度、水分、氫氧化鈣濃度與周圍環(huán)境的溫濕度等條件。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料與其它有機(jī)或無機(jī)防水涂料不同之處,是其滲透結(jié)晶后涂層與基層混凝土成為一體,形成整體防水與永久防水,而不是僅形成“外套”,涂層與基層混凝土雖粘合一起,但還是“兩張皮”,日久天長,在外界環(huán)境作用下,還是會(huì)分離的。
三、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求簡(jiǎn)介
水泥基滲透結(jié)晶型防水材料國外無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),僅有產(chǎn)品說明書和生產(chǎn)廠商的一些試驗(yàn)資料,主要是材料的抗?jié)B壓力、抗壓強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等。
國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)為保證產(chǎn)品質(zhì)量,滿足工程需要制定了本公司產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,技術(shù)指標(biāo)較少,試驗(yàn)方法不一致,受地域性局限,影響了這種新型防水材料在我國的推廣使用。因此,制定全國統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),對(duì)企業(yè)組織生產(chǎn),有效地檢驗(yàn)與控制產(chǎn)品質(zhì)量,從而保證防水工程質(zhì)量,促進(jìn)這種新產(chǎn)品在我國更大范圍內(nèi)的推廣使用是十分必要并具有重大意義的。
經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn),gb18445-2001《水泥基滲透結(jié)晶型防水材料》強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)于2002年3月1日正式實(shí)施。
下面僅就標(biāo)準(zhǔn)中“要求”的情況作簡(jiǎn)單說明。
1、勻質(zhì)性指標(biāo)
該指標(biāo)是反映生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量管理水平與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的一個(gè)重要指標(biāo)。各生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)防水工程的要求,本企業(yè)的原材料狀況,生產(chǎn)與管理水平,在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定本廠的生產(chǎn)控制值,并將生產(chǎn)控制值的波動(dòng)控制在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)。
企業(yè)的產(chǎn)品說明書中應(yīng)將本廠的生產(chǎn)控制值告知用戶。出廠檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)將勻質(zhì)性指標(biāo)的各項(xiàng)實(shí)測(cè)值報(bào)告用戶,超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品不能出廠。
含水量:水泥基滲透結(jié)晶型防水材料一般以粉狀材料供應(yīng)用戶,因此,含水量的高低會(huì)影響產(chǎn)品的貯存與使用性能,所以,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)控制在本廠控制值的5%以內(nèi)。
總堿量:堿集料反應(yīng)導(dǎo)致混凝土的破壞,混凝土中的堿主要由水泥、集料、外加劑等帶入,因此,嚴(yán)格規(guī)定產(chǎn)品的總堿量(na2o+0.658k2o)在控制值的5%以內(nèi),可以提高建筑物與構(gòu)筑物的耐久性。
氯離子含量:考慮到氯離子對(duì)鋼筋的銹蝕作用,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定此項(xiàng)目應(yīng)控制在生產(chǎn)廠控制值相對(duì)量的5%以內(nèi)。
細(xì)度:由于各生產(chǎn)企業(yè)摻合料細(xì)度差別較大,但作為防水材料,細(xì)度的影響不象對(duì)水泥那樣大,所以標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定絕對(duì)值,而由各廠規(guī)定本廠的生產(chǎn)控制值。標(biāo)準(zhǔn)要求產(chǎn)品出廠時(shí),其細(xì)度(0.315毫米篩)實(shí)測(cè)值控制在本廠生產(chǎn)控制值的10%以內(nèi)。
標(biāo)準(zhǔn)中氯離子含量、總堿量勻質(zhì)性指標(biāo)與gb8076、jc474相同。
2、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的物理力學(xué)性能
凝結(jié)時(shí)間:該材料一般小批量攪拌,以20分鐘使用量為宜。根據(jù)各廠送樣試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果,初凝時(shí)間規(guī)定不小于20分鐘,終凝時(shí)間不大于24小時(shí)為宜。初凝時(shí)間太短,不易涂覆;終凝時(shí)間太長,則影響施工周期。
根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果,規(guī)定了涂料7天、28天的抗壓強(qiáng)度分別是12.0兆帕和18.0兆帕;7天、28天的抗折強(qiáng)度分別是2.8兆帕和3.5兆帕。以便設(shè)計(jì)與施工部門了解材料的力學(xué)性能,準(zhǔn)確施工與養(yǎng)護(hù)。
濕基面粘結(jié)強(qiáng)度:水泥基滲透結(jié)晶防水涂料是刷涂或噴涂在水泥混凝土表面,依*活性化學(xué)物質(zhì)滲透入混凝土內(nèi)部,形成不溶于水的結(jié)晶體,堵塞毛細(xì)孔道,使混凝土致密,該涂層與基層形成一個(gè)整體,達(dá)到抗?jié)B、防水目的的。因此,涂層與基層混凝土的粘結(jié)十分重要,是形成整體防水的必要前提,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了涂層與濕基面的粘結(jié)力必須大于1兆帕。
抗?jié)B壓力:可分為迎水面與背水面抗?jié)B壓力,一般防水材料用作外防水,只作迎水面抗?jié)B壓力;對(duì)內(nèi)防水材料則作背水面抗?jié)B壓力。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料可用作內(nèi)防水,亦可作外防水。根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果,迎水面與背水面的抗?jié)B壓力有一定的相關(guān)性,為了反映該種材料的特性,并減少試驗(yàn)工作量,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定抗?jié)B性能采用背水面進(jìn)行測(cè)定??jié)B壓力:i型0.8兆帕,ⅱ型1.2兆帕。