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水泥基滲透結晶型防水塗料作用原理
- 2021-11-30
第二次防水什麼時候做
1
。
1
一次滲透結晶防水作用機理
一次滲透結晶可以分為
3
個過程：溶解、滲透和結晶。
1
。
1
。
1
溶解
當水泥基滲透結晶型按要求與水混合後，其中的水泥、表面活性劑、絡合催化劑、活性成分等迅速溶解於水。水泥中的
C3AF
、
C4A
、
C3S
等首先開始水化，釋放出
Ca 2+
等離子，液相呈強鹼性；表面活性劑溶解於水後將塗料的表面張力降得足夠低：絡合催化劑開始絡合
Ca 2+
成真溶液，即所謂的鈣錯體；活性成分在塗料體系中呈無粘性的類似膠體形態。
1
。
1
。
2
滲透
活性物質向基層混凝土滲透的前提是基層混凝土要充分潤溼。當防水塗料塗覆在充分潤溼的混凝土表面後，塗層中的表面活性劑迅速滲入混凝土表面毛細孔，降低了毛細孔中水的表面張力。隨著塗層中水向基層滲透，塗層中的絡合催化劑、膠體形態的活性成分也向基層毛細孔中滲透。絡合催化劑在滲透過程中，結合了部分毛細孔中的
Ca 2+
，從而避免了
Ca 2+
與毛細孔中殘餘的微量
SiO 3 2-
過早反應，堵塞毛細孔。
1
。
1
。
3
結晶
滲入毛細孔中的活性成分在強鹼性環境中發生水化反應，結合了
Ca 2+
的絡合催化劑利用其配位空間中心，電子效應，降低水化活性成分與
Ca 2+
反應的活化能，促使不溶性結晶體的生成。其次，水化活性成分能夠發生自身的縮聚反應，產生憎水性的白色結晶物質。另外，絡合催化劑激發毛細孔壁未水化的
C2 S
等水泥熟料繼續水化，產生水化
CaSiO 3
等不溶性結晶體。不溶性結晶體的生成 ，密實了基層混凝土，阻塞了滲水的通道，從而基層混凝土表現出優異的抗滲效能。
1。2
二次滲透結晶防水作用機理
二次滲透結晶是出現在一次滲透結晶防水失效後發生的物理和化學過程。也可分為
3
個過程：擴散、富集和結晶。
1
。
2
。
1
擴散
實際上滲入混凝土毛細孔中的活性物質，經過
-
段時間的反應後，反應物和生成物間達到一個動態平衡狀態，反應趨向平衡。但是一旦混凝土由於水壓過高被擊穿或別的原因出現細小裂縫，水將由此透過，而水透過的地方活性物質被水沖洗，濃度接近於零，混凝土中活性物質以前分佈均勻的狀況被打破，分佈不均使得活性物質再次由濃度的區域向濃度接近於零的區域
（
被擊穿的細小裂縫
）
擴散。這種擴散包括混凝土內部的擴散和表層活性物向混凝土內部的擴散。
1
。
2
。
2
富集
富集是擴散的結果，是微觀物質由高濃度區域向低濃度區域遷移在宏觀上的表現。當混凝土被擊穿或出現細小裂縫後，基層中的活性物質
（
包括活性成分、絡合催化劑、表面活性劑等
）
富集在此區域。由於富集作用，捉供了活性物質繼續反應的化學動力作用，為再次生成不溶性結晶提供了條件。
1
。
2
。
3
結晶
結晶又是富集作用的結果，由於富集作用提供了化學動力作用，在絡合催化劑等活性劑的作用下，在被擊穿或出現細小裂縫的地方生成不溶性結晶體。同時未水化水泥熟料也被激發水化
，
產生水化
CaSiO 3
，等不溶性結晶體。這些晶體再次修復產生的漏水通道，即所謂的自動修復功能。
2應用研究
由於水泥基滲透結晶型防水塗料需要有水才能滲透並結晶，在乾燥的環境中，活性物質處於休眠狀態。因此，這類防水塗料最適合長期潮溼的環境，如：工業與民用建築的地下結構、
地下鐵道、飲用水廠、水電站、核電站、水利工程等。為更好地服務於建築防水工程，對這類防水塗料作應用性試驗是必要的。
2
。
1
水灰比及後期養護對防水塗層的影響
這裡所說的
“
灰
”
指水泥基滲透結晶型防水塗料。水灰比對防水塗層的影響是顯而易見的。施工中應嚴格按照產品說明書規定的水灰比進行配料，批刮與輥塗的用水量通常不
-
樣。水灰比過小時，施工困難，活性物質不能充分溶解，影響滲透及抗滲效果；水灰比過大時，雖然有利於活性物質的溶解、滲透，但易造成塗層強度小，脫殼等不良現象，給後續施工帶來困難。
後期養護對塗層強度及抗滲效能十分關鍵。由於塗層薄，水分容易散失，造成塗層強度發展緩慢，易起灰，其次水分的散失導致活性物質不能充分滲透。因此，實際施工中，要注重後期的塗層養護。後期養護宜以噴灑塗層潮溼為準，過分的撒水會造成塗層粘結力下降。
2
。
2
基層溼度對抗滲壓力的影響
基層的溼度對抗滲壓力有重大影響，這是由水泥基滲透結晶型防水作用機理決定的。我們作了對比試驗：選取
6
個基準混凝土試件，其中
2
個為乾燥，
2
個在其表面充分潤溼，
2
個在水中浸泡
3d
後拿出擦乾表面的水。按照產品說明書規定的水灰比配製塗料並在每個試件表面以
1。2kg /m 2
塗刷，然後將
6
個試件放在
90
%溼度的養護室養護
28d
後進行測試，結果見表
1
。
表1基層溼度對抗滲壓力的影響MPa
試件
試件
1
試件
2
平均值
抗滲壓力比
/%
乾燥試件
0。7
0。6
0。65
130
溼潤試件
0。9
1。0
0。95
190
浸泡試件
1。3
1。2
1。25
290
由表
1
可見，基層溼度直接影響試件的抗滲效能。若扣除塗層的抗滲作用，乾燥試件幾乎沒有活性物質的滲透結晶，導致試件抗滲壓力小：潤溼試件由於在塗刷防水塗料時表層充分潤溼；表層毛細孔中充滿水，有利於塗層中活性物一定深度的滲入，但隨著表層水向下繼續潤溼，毛細孔變得乾燥，影響了活性物的進一步滲透，所以塗層防水作用沒有得到充分發揮：浸泡試件由於經過
3d
的浸泡，試件內毛細孔充滿水，又因試件是放在
90
%溼度的養護室養護，水分難以散發，這樣有利於塗層活性物質最大程度地滲透結晶，在宏觀上表現為試件抗滲壓力較高
。
。
2
。
3
防水塗料用量對抗滲壓力的影響
（
見表
2）
表2防水塗料用量對抗滲壓力的影響
用量（㎏
/
㎡）
0
0。6
0。9
1。2
1。5
1。8
2。1
一次抗滲（
28d
）
/Mpa
0。5
0。9
1。2
1。5
1。7
1。7
1。8
二次抗滲（
56d
）
/Mpa
0。4
0。7
1。0
1。3
1。6
1。6
1。6
滲透壓力比（
28d
）
/%
-
180
240
300
320
320
360
由表
2
可見，隨著防水塗料用量的增加，抗滲壓力呈增長之勢。說明隨著用量的增加，有更多的活性物質滲入基層併產生結晶。不過當用料量超過
1。 8
㎏
/m
後，增加趨勢變弱，可能是塗層中有效成分不能全部滲入的原因。但是，隨著用料量的增加，二次抗滲與一次抗滲的壓力差值變小，說明試件
-
次抗滲被擊穿後，養護過程中，一方面塗層中未滲入的活性成分繼續滲入，另一方面一次抗滲前滲入較多的活性物給試件的自癒合提供了足夠的條件，
迎水面防水和背水面防水對抗滲壓力的影響
在工程防水中，常常遇到水泥基滲透結晶型防水塗料到底是用在迎水面防水效果好，還是用在背水面防水效果好的問題。許多資料宣傳水泥基滲透結晶型防水塗料用在背水面防水的好處，例如：滿足抗滲要求，降低地下結構施工的工期、造價、風險，施工方便等。誠然，這種宣傳是建立在這款防水塗料的作用機理上，並突出其優勢，即一般防水塗料、防水卷材等在背水面難以起到防水作用，而水泥基滲透結晶型防水塗料則可以。
不過，試驗表明，水泥基滲透結晶型迎水面防水和背水面防水單從抗滲效能角度看是有區別的。我們做了
6
個基準混凝上試件，其中
3
個試件迎水面充分潤溼，另外
3
個試件背水面充分潤溼。然後按照
1。 2
㎏
/m 2
用料量塗刷，移
90
%溼度的養護室養護
28d
，測試的抗滲壓力如表
3
。
表3迎水面防水和背水面防水對抗滲壓力的影響MPa
試件
試件
1
試件
2
試件
3
平均值
迎水面防水
1。2
1。0
1。2
1。1
背水面防水
0。9
1。0
0。8
0。9
由表
3
可見，迎水面防水和背水面防水對抗滲壓力有差異。實際施工中，在混凝土迎水面塗刷水泥基滲透結晶型防水塗料後，會在混凝土外表面形成
-
道緻密的、抗腐蝕和耐高水壓屏障，有效改善外表層混凝土的抗滲性和耐久性，保護混凝土結構免遭浸蝕破壞。所以只要條件具備，儘量在迎水面施工。
2
。
5
塗刷施工與幹撒施工對抗滲壓力的影響
塗刷施工指基層混凝土幹固後再在其表面塗刷防水材料的施工方式。幹撒施工指現澆混凝土未完全乾固前
（
初凝
）
直接在其表面均勻拋灑防水材料的施工方式。幹撒施工簡單，進度快，與基層粘結牢固，小起鼓、脫殼，不過要求掌握好混凝土的幹固程度，要求拋撒均勻並壓實；塗刷施工工期相對較長，且配料時要求嚴格，注意養護。我們模仿實際施工，採用塗刷法和幹撒法，對混凝土的
28d
抗滲效能作了對比測試，結果見表
4
。
表4塗刷施工與幹撒施工對抗滲壓力的影響MPa
項 目
試件
1
試件
2
試件
3
平均值
塗刷施工
1。3
1。2
1。2
1。2
於撒施工
1。4
1。4
1。5
1。4
表
4
表明，塗刷施工與幹撒施工對基層混凝土抗滲壓力有區別。幹撒施工較塗刷施工對混凝土抗滲壓力貢獻大。這可能是幹撒施工時，基層混凝土內部水分充足，有利於塗層中活性物質的滲透。
3結語
（1）
透過對水泥基滲透結晶型防水塗料的一次及二次防水作用機理分析，一次防水作用機理分為溶解、滲透、結晶
3
個過程，二次防水作用機理分為擴散、富集、結晶
3
個過程。
（2）
在配製水泥基滲透結晶型防水塗料時要嚴格控制水灰比，水灰比過大或過小均對塗料的整體防水效能不利。
（3）
施工前須對基層作充分潤溼，以利於活性物質的滲入。
（4）
用量對基層的抗滲效能有影響，抗滲壓力隨用量的增加而增大。
（5）
在條件允許的情況下，儘可能選用迎水面防水。迎水面防水既能提高基層的抗滲壓力，又能改善基層混凝土耐久性。