| 讨论水泥基渗透结晶型防水涂料的应用 |
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（时间:2008-3-31 21:06:06 共有
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水泥基渗透结晶型防水涂料20世纪80年代开始进入我国，尽管对它的某些作用机理、渗透深度、可修复裂缝的宽度[2]等方面还存在不同的看法，但因其独特的优点及价格的逐步下降，已广泛使用于工业与民用建筑的地下结构、地下铁道、桥梁路面、饮用水厂、污水处理厂、水电站、核电站、水利工程[3]（包括三峡工程[4]）等方面，取得了较显著的经济效益及社会效益。
一、应用中的常见问题
由于水泥基渗透结晶型防水涂料可大幅缩短工期，在地下结构应用该材料时，为了赶工，常常在混凝土刚拆模就涂刷了。并且，涂刷完就马上回填土方。但是，涂刷该材料时基层砼的不同龄期对抗渗效果有影响吗？何时回填才是合适的呢？此外，在不同抗渗等级要求的地下砼结构的情况下，应用该涂料的效果如何呢?这直接决定了它在具体情况下能否成为一种可行的选择。另外，该涂料究竟用在迎水面好还是背水面好呢？在腐蚀性的环境中，该材料到底实践效果如何，它能抵抗哪些腐蚀呢？它的使用限制是什么？“预铺法”（将CCCW涂料粉末直接将撒覆于混凝土浇筑前的基面，以期混凝土固化后提高抗渗性能的一种施工方法）的作用效果理想吗？
上述都是实践中经常困扰技术人员的实际问题，而当今的文献中，探讨渗透机理和工程实录的居多，关于这类问题的解答很少。为此，我们对上述问题，通过试验与工程实践经验进行分析探讨，希望能取到抛砖引玉的作用，供同行参考。
二、试验与分析探讨
采用进口某品牌的水泥基渗透结晶型防水涂料，根据GB18445-2001《水泥基渗透结晶型防水材料》与GBJ82-85《混凝土抗渗实验方法》进行试验。
1、不同龄期涂刷及涂刷后养护不同龄期对抗渗性能的影响试验
对于空白基准试件组，养护一定龄期后直接装模进行抗渗试验；对于涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料试件组，在空白试件不同龄期涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料3遍，养护一定龄期后装模进行抗渗试验；二次抗渗试验均在一次抗渗实验进行完成，继续养护28d后进行。抗渗压力比较结果见表1。
表1 在混凝土成型后不同龄期涂刷CCCW涂料对抗渗性能的影响试验
实验组别 涂刷时
砼龄期(d) 基准试验 涂刷试件 涂刷试件
一次抗渗压力（Mpa）
养护龄期（d） 一次抗渗压力（Mpa） 养护龄期（d） 二次抗渗压力（Mpa） 养护龄期（d）
1 1 0.3 28 1.0 28 1.0 56
2 7 0.3 28 1.0 28 1.0 56
3 14 0.3 28 1.1 28 1.4 56
4 21 0.3 28 1.1 28 1.3 56
5 14 0.3 21 0.9 21 1.3 49
6 12 0.3 14 1.1 14 1.1 42
7 9 0.3 10 0.9 10 0.8 38
由表1可以看出，试件的一次抗渗性能与涂刷时砼的龄期、涂刷后的养护龄期的相关性并不明显；但随着涂刷时混凝土龄期的增长，剔除砼不匀质性造成的差误变异后，我们可以看到试件二次抗渗性能提高的趋势较显著。同样地，试件涂刷后的养护龄期加长，试件二次抗渗压力加大。
由于第二次抗渗压力反映了水泥基渗透结晶型防水涂料的自愈能力[3]，这对混凝土的抗渗性能和耐久性是很有帮助的。所以，在地下结构应用该材料时，在混凝土刚拆模时就涂刷或涂刷完就马上回填土方是不妥当的，这将降低砼的二次抗渗压力，不利于长期的抗渗性能和耐久性的充分发挥。涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料宜等基层砼达到14d龄期，涂刷完后宜按工艺要求养护14d，有利于充分发挥该材料的自愈性能。
２、不同抗渗等级砼涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的抗渗性能试验
对于未涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的空白试件，养护28d后进行抗渗试验直至渗水，测定其抗渗压力；另一组则在标准试件龄期为1d时，在试件迎水面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料3遍，养护28d后进行抗渗试验，测定其抗渗压力。测试结果及抗渗压力的对比百分率见表2。
表2 不同抗渗等级的混凝土涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的抗渗性能试验
实验组别 基准试件抗渗等级（设计值） 涂刷时砼龄期（d） 基准试件 涂刷试件 抗渗压力增幅（%）
抗渗压力（Mpa） 养护龄期（d） 抗渗压力（Mpa） 养护龄期（d）
1 S4 1 0.3 28 1.0 28 233
2 S6 1 0.7 28 1.3 28 86
3 S8 1 0.8 28 1.3 28 63
4 S9 1 0.9 28 1.4 28 56
5 S11 1 1.1 28 1.8 28 64
6 S12 1 1.2 28 1.6 28 33
由表2试验结果可以看出，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后，各试件的抗渗能力提高幅度与原空白试件抗渗等级有关，见下图一。显然，原抗渗等级越低的，抗渗能力提高的幅度就越大。编号1的基准试件，提高幅度高达233%，而标号6的基准试件提高幅度仅为33%。
试验结果说明，在基层混凝土抗渗等级较低时使用水泥基渗透结晶型防水涂料的效果更好。在工程的实际应用中，若基层砼的抗渗等级较高，如达到S11、S12或以上，则要慎重考虑应用该材料的成本与所获得的抗渗能力的提高相比是否经济。
３、水泥基渗透结晶型防水涂料的抗腐蚀性能
试验将水泥基渗透结晶型防水涂料直接做成试件并与普通水泥砂浆试件一同放入试验溶液中浸泡3个月，取出后发现水泥基渗透结晶型防水涂料试件表片出现了一些结晶体，而普通水泥砂浆试件的体积略有缩小。进行力学测试，结果见表3。
表3 水泥基渗透结晶型防水涂料与普通水泥砂浆抗腐蚀性能对比试验
实验组别 浸泡介质 溶液浓度 龄期（d） 水泥基渗透结晶型防水涂料 普通水泥砂浆
抗折强度变化率（%） 抗压强度变化率（%） 抗折强度变化率（%） 抗压强度变化率（%）
1 无处理 —— 90 0 0 0 0
2 MgSO4溶液 Mg2+：700（mg/L）
SO4２－：2800（mg/L） 90 -0.3 2.9 -1.6 -16.1
3 MgCl2溶液 Mg2+：12700（mg/L）
Cl－：37200（mg/L） 90 7.8 -9.1 -1.1 -11.68
4 HCl溶液 5% 90 5.9 -34.5 -37.0 -44.2
试验结果表明，普通水泥砂浆试件在含有Cl－及SO4２－的溶液中浸泡后，抗折强度下降，特别是在同时含有H＋的溶液中下降幅度更高达37%，而水泥基渗透结晶型防水涂料试件在Cl－及H＋溶液浸泡后，抗折强度反而增加；在SO4２－溶液浸泡后，抗折强度几乎不变，而抗压强度还稍有增强。在Cl－、H＋及Mg2+溶液浸泡后抗压强度方面，两组试件都有所下降，但水泥基渗透结晶型防水涂料试件的下降幅度要低于普通水泥砂浆试件。
由此可见，在抗酸、Cl－及SO4２－腐蚀方面，水泥基渗透结晶型防水涂料效果明显，能在抗海水及生活污水腐蚀方面发挥较好作用。海水的主要腐蚀成分为Cl－及SO4２－，Cl－的含量高达19g/Kg，占海水总盐量58%，SO4２－为2.5g/Kg[5]。因此在易受海水腐蚀的临海地下建筑应用该涂料，将会对地下钢筋砼结构起到保护作用。中集集团研发中心，位于深圳市蛇口码头对面，位置临海，地下室防水采用水泥基渗透结晶型防水涂料，底板采用内防作法，外墙采用外防，在地下水盐份含量高且腐蚀性强的条件下，隐蔽三年多以来未见有渗漏发生，效果良好，长期的耐久性将跟踪观察。
此外，随着城市中高层建筑物越来越多，地下室的建造也越来越广泛，而敷设在回填土上的污水管道极易因回填土不均匀沉降而破损；同时日益狭小的场地又使污水管道离地下室外墙的距离在不断缩小。因此，腐蚀性的生活污水对地下结构的侵蚀风险也就越来越大。生活污水主要的腐蚀性物质为来自人类排泄物的硫酸盐及氯化物，且含有碳水化合物、蛋白质与尿素及脂肪[6]。而不少高分子防水材料在有机介质中的耐蚀性会下降[5]，此时使用水泥基渗透结晶型防水涂料对保护地下室外墙就很有帮助。曾有麒麟4#地商住楼由于修路而造成原有污水管渗漏，被生活污水浸泡长达五周的地下室外墙，在水泥基渗透结晶型防水涂料的保护下，经检验未出现问题。
４、选择内防外防的探讨
水泥基渗透结晶型防水涂料既可用作内防，也可用作外防。而有些材料商宣传，用作内防可以大大降低地下结构施工的工期、造价和风险，并且在背水面施工方便，应用也比较多，往往导致水泥基渗透结晶型防水涂料应优先或只考虑内防的误解。
我们认为，因为大部分地下工程的钢筋混凝土破坏均始于外表层混凝土，如地下水、硫酸盐、氯离子及冻融破坏等等都是自表面侵入混凝土造成损害，假如表面存在裂缝，外界的物理、化学因素就会更容易进入侵蚀混凝土。所以，外表层混凝土的质量显得特别重要。而在迎水面应用水泥基渗透结晶型防水涂料后，会在混凝土外表面形成一道致密的、抗腐蚀和耐高水压的屏障，有效改善外表层混凝土的抗渗性和耐久性，保护混凝土结构免遭侵蚀破坏。所以，只要具备条件的，都应在迎水面施工[1]。
我们在工程实践中，迎水面应用水泥基渗透结晶型防水涂料都比较成功：麒麟花园，位于深圳市麒麟路西侧；前海华庭，位于深圳市南山大道东侧；广州城建大厦（地下室二层），位于广州市天河体育馆侧；上述多个地下室防水全部用水泥基渗透结晶型防水涂料，底板采用内防作法，外墙采用外防，外墙内侧根部自底板面向上刷高1米，自隐蔽以来经多个冬夏考验，证明效果良好，完全满足设计要求。
５、适用场合的探讨
除修补工程外，由于该涂料的特点，决定了它非常适合用于覆土的地下建筑及长期蓄水，或被水浸泡、与水接触的混凝土建筑防水。在这些环境中基层混凝土变形比较小，并且一般为防水混凝土，根据《地下工程防水技术规范》GB50108-2001的要求，裂缝宽度不得大于0.2mm；由于该涂料具有一定的微裂缝修补功能（0.2mm及以下宽度的裂缝可以修复）[7]，以及渗入式的防水——与混凝土结合为一体形成一面不透水的屏障，不会老化，抗腐蚀，对防水混凝土结构长期的抗渗性能和耐久性很有帮助。
但水泥基渗透结晶型防水涂料的延伸性和适应基层变形的能力较差，因此，在荷载、温度及湿度经常
变化而引起基层混凝土变形较大的场合，并不适合该材料的应用。如屋面，它只能作为Ⅰ、Ⅱ级屋面多道防水中的一道刚性防水[8]，而此时若采用该材料则难以发挥它的优势，显得很不经济。并且水泥基渗透结晶型防水涂料在低温条件下施工限制大，5度以下不能施工，所以在北方地区寒冷的天气下不能采用。
６、预铺法施工的实际作用探讨
在水泥基渗透结晶型防水涂料的工程实践中，有承包商采用“预铺法”施工，将水泥基渗透结晶型防水涂料粉末直接撒覆于混凝土浇筑前的垫层基面，以期混凝土固化后提高抗渗性能。这样做效果如何呢？
我们为此作了多次试验，在砼抗渗试件（高150mm）底部先成型50mm高基准砼（抗渗压力0.3-0.4MPa）作为垫层，标准养护7d后，在其上表面铺洒水泥基渗透结晶型防水涂料干粉，用量为１ｋg/m2 ，再浇筑砼至成型抗渗试件。但是，每次试验都出现了两部分砼脱落分离的现象。因此，我们认为在实际情况下垫层与底板砼难以结合为紧密的整体，此时铺洒的水泥基渗透结晶型防水涂料粉末将主要地向较疏松、抗渗能力低的垫层渗透结晶，而向新浇砼（一般抗渗等级远高于垫层）渗透的部分很有限。所以，该施工方法的实际作用并不理想。
随着水泥基渗透结晶型防水涂料研究的不断深入和工程经验的不断总结，我们对它的认识将更加科学
和深刻，就可以根据工程的客观条件，扬长避短，合理取舍，消除“万能化”与盲目性，在应用中充分发挥它的优势，取得良好的工程效果和经济效益。
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