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自动修复型防水涂料 ----渗透结晶
http://www.31zscl.com 2015-09-01 10:41:04

  结晶体的形成过程渗透结晶防水涂料是一种分子结构为(Ca(O-R-OH)2)的活性物质,分子量小,同时含有疏水基团(-R-)和亲水基团(-OH),其亲水性大于疏水性,可溶于水,在干燥环境中不发生缩聚结晶现象,而在潮湿环境中发生缩聚结晶现象,形成不溶于水的结晶体[(-O-R-)(-2n]反应式如下:   nCa(O-R-OH)2+nCa(O-R-OH)2—―→2(-O-R-)2n+2nCa(OH)2   Ca(OH)2+CO2—―→CaCO3+H2O   由此可见,随着n的增大,结晶体[(-O-R-)¬¬2n]分子量增大,亲水基团减少,疏水性大于亲水性,不溶于水,在基层缺陷处(裂纹或空隙)优先形成。试验表明,活性质粉末刺鼻,其PH值≥12,活性质粉末在干燥的碱性(PH值>7)环境中,稳定性好,不发生缩聚反应。2)结晶体的形成条件   活性质水溶液浓度增大而发生缩聚结晶,结晶活性母料在水泥水化过程中或在未干的水泥制品湿面上施工时活性质溶解于水中,并随水散布于水泥制品中,但随着时间增长,水分参与了水泥的水化反应,并有一部分水被挥发散失,致使活性质水溶液浓度增大而发生缩聚结晶。   碱性降低(即PH值降低)而发生缩聚结晶,在涂料施工过程中,活性质微溶液吸收空气中的CO2及周围环境中的酸性或弱碱性物质,使活性质微溶液的PH值降低,当溶液PH值低于12时,活性小分子就会逐渐自动聚合。   硅酸盐水泥中的(SiO32+)是活性质聚合反应的催化剂,水泥的水化过程不仅夺去活性质溶液的部分水分,还为活性质聚合提供良好条件,从而起到催化聚合的作用。

  3)结晶体的形成速度   渗透结晶型防水材料的结晶过程是一个复杂的化学过程,那么就有一个反应速度快慢的问题,结晶快类型的材料需养护的时间短,能在短时间内起一定的堵水效果,和结膜型相类似自动弥补裂缝和渗透功能较差,但结晶活性物质很快被封闭在膜层内,能保存大量的活性质。而结晶慢类型的材料则需长时间的养护,刚开始涂膜是堵水功能较差,随着结晶体的聚合度增大才逐渐显示出疏水效果,此类型自动弥补功能和渗透功能都较强,表面施工效果好,但工期长。4)结晶体的稳定性   结晶体的稳定性由聚合度n的大小决定。当活性质溶液环境的碱性降低,酸性增强(即PH值下降)的幅度大时,则晶体生长速度快,聚合度n很大,亲水基团少,疏水性远远大于亲水性,结晶体呈稳定状态,不溶于水;当活性质溶液环境的碱性降低,酸性增强(即PH值下降)的幅度小时,则晶体生长速度较慢,聚合度n不大,疏水基团不多,疏水性略大于亲水性,结晶体呈不稳定状态,且微溶于水,微溶于水的结晶体在弱碱性或酸性(PH值小于10)条件下继续聚合形成稳定的结晶体。渗透结晶型防水材料属于刚性防水材料,它具有其它材料难以比拟的二次抗渗性以及结构的相融性。众所周知,混凝土结构最大缺点就是开裂,结构开裂就会带来渗漏,特别是地下工程,由于长期处于地下水侵蚀和包围中,一旦开裂,渗漏特别严重。现在混凝土结构施工通过添加外加剂虽然能有效地控制结构前期的开裂,但是,结构在振动荷载、失水和降温引起的沉降、干缩和老化作用下产生的开裂渗漏是不能预期的,而防水目的应该是针对结构后期开裂带来的渗漏,是一种预防性的措施,也就是说,怎样预防混凝土结构因不确定因素造成的开裂渗漏才是防水施工具有的实际意义。而因施工等原因造成的蜂窝状结构、钢筋孔产生的渗漏水现象,在结构形成的初期渗漏就开始了,这时的治理被习惯性称为堵漏施工。无论是防水还是堵漏施工都要对结构起到补强的作用,只有结构得到了补强,才能延缓渗漏的再次发生。不妨举个实例,在北京某会展中心的地下外墙防水施工中,因混凝土结构本身出现一些问题,基面蜂窝状情况比较严重,要返工事实上不太可能。施工单位在征得甲方、设计、监理等各方面认可后,果断采用“建海中建”牌“水泥基渗透结晶型防水材料”做地下外墙防水施工,设计每平方米用料2公斤,需要处理的基面,先采用堵漏的方式进行修复,再在基面表层做防水涂层,这样做既加强了混凝土结构的强度,也大大提高了结构表层的抗裂抗渗作用,使该项目顺利通过了土建结构的质量验收。

  由于防水涂层的坚固,能有效封住结构基面微小开裂带来的渗漏。因此防水涂层的加强,不仅能增加水泥基渗透结晶型防水材料的水化反应空间,同时,也能确保防水涂层中有充足的活性水化反应物质来增加对混凝土结构的渗透结晶,对混凝土结构能直接起到补强的作用,这是聚氨脂涂料或其它防水材料所无法达到的良好效果。

  任何事物都有它的两面性,水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理其实不复杂,但如果缺少防水涂层的作用,渗透结晶物就吃不住高水压穿透,更抗不住结构开裂。反之,没有在混凝土结构内部的渗透结晶物,防水涂层再坚固,但缺少了抗水的密实度,照样要漏水。同样道理,在堵漏施工中,对渗漏结构的补强也就是做好堵漏施工的关键。对防水和堵漏的概念是:防水是前期的措施后期的堵漏,堵漏是前期的手段后期的防水,只有把防和堵有机的结合起来,才能提高整体建筑工程的质量。

   只有提高防水涂层的质量,才能达到真正的防水目的

  水泥基渗漏结晶型防水材料的抗渗防水作用是显著的,但如何真正有效地发挥渗透结晶的作用,却有待重新认识。根据国家标准,试块在涂刷防水材料后的抗渗压力为1.2MPa,经过28天的养护,二次抗渗压力要求达到0.8MPa,以此类推,再过28天的三次抗渗压力是否更小,那么若干次后的抗渗能力呢?这和抗折抗压强度正好相反,这是否说明渗透结晶型防水材料每次抗渗能力的递减,随着时间的加长其防水能力也在衰退呢?其实不然。试验室里的测试数据,和实际工程运用情况往往是有一定差异的。“水泥基渗透结晶型防水材料”因其活性化学物质渗透结晶的特性,随着时间的推移,它的防水效果反而会越来越好,这一点,已经被大量工程实例所证实。当然,如果混凝土结构施工质量好,在正常没有渗水的混凝土结构基面上,用任何防水材料作防水施工表面效果都会是不错的。但一旦结构开裂带来渗漏,那么防水施工所带来的实际意义到底有多大?因此,只有把防水材料的施工确定在提高涂层的防水质量上,结合结构补强,才能达到真正的防水目的。

  要提高涂层的防水质量,确定每平方米多少材料用量其实也是做好防水施工的关键,特别是水泥基渗透结晶型防水材料,存在着一个水化反应空间问题,也就是说,防水材料用量越多,防水涂层越厚,水化反应空间也就越大。反之则越小,有限的水化反应空间,要催化更多的活性化学物质产生更多的渗透结晶也是有限的。所以我们必须强调,涂层厚度按国标要大于0.8㎜,一般不超过2㎜,其间关键是和成本控制形成一个最恰当的比例。

  无论是何种原因产生的渗漏,都是因为这个部位就是该结构的缺陷处,常规的用聚氨酯压浆的堵漏施工,它的施工方法不可能增强结构的补强,只是维持了结构原来的破坏状态,再说聚氨酯的聚化物长期浸泡在水中会逐渐变成糊状物而失去抗水性,一旦表层封堵结构裂开就丧失了堵漏的作用。因此,提高防水涂层的质量就显得更为重要了。

  还是举个实例,在南京地铁三山街站站台层底板裂缝的堵漏施工中,施工单位只用渗透结晶型防水材料进行实堵,该站站台层底板开裂缝宽有1毫米左右,属严重的贯穿渗水缝,施工中先开凿堵漏槽,规格为10×12厘米的“U”形状,在槽内用速凝型材料干粉来进行吸水初堵,止水后用比槽相应宽的钢丝网片紧贴堵漏材料,再用缓凝型材料进行精堵至接近槽口剩2~3毫米,然后再用比槽口两边各宽3厘米的钢丝网片罩住槽面,用“水泥基渗透结晶型防水材料”做防水涂层抹平覆盖住钢丝网片。这样的施工其特点在于:首先,渗透结晶型防水材料的自膨胀率一般在0.24~0.79之间,10厘米宽的堵漏结构其膨胀值大约1毫米左右,能有效地补偿底板开裂缝微小的再张开,下层的“U”型钢丝网片在裂缝再张开的过程中起缓冲作用,上层的网片是防止今后地铁在运行中的震动把堵漏结构震裂,其实都是为加强堵漏结构的拉应力来确保堵漏结构的完整,以封堵住底板的漏水,再加上表层的防水涂层的抗渗作用,可以说是万无一失了。这虽然是个特例,至少可以说明,无论是混凝土结构防水还是堵漏,都是在混凝土结构表层起到一个防挡水的作用。要想真正达到防水目的,就必须提高防水涂层的质量,“水泥基渗透结晶型防水材料”由于施工简单而往往容易使施工人员忽视这个问题,这在施工过程中应该引起我们的重视。水是决定渗透结晶深度的主要因素。

  混凝土结构的裂渗是个世界性的问题,许多发达国家虽然解决了结构前期的毛孔渗水问题,但终究解决不了结构的开裂带来的渗漏。结构的开裂就象人患了癌症,现在的医学水平虽不能根治,但能延长人的寿命。现在的防水技术也一样,防水材料虽不能根治混凝土结构的开裂,但最起码要有延缓结构开裂、防挡因开裂带来渗漏水的作用。

  渗透结晶对防水到底有多大作用,在防水界尚有争论,通过几万倍的电子显微镜看到在混凝土结构中存在的晶体有多大的抗水作用,也许还不好评价,至于说通过长期的养护,结晶体能渗透到混凝土结构内部十几毫米或几十毫米甚至更多,其实普通水泥通过水化反应本身就有结晶体生成,特别是现在应用较多的外加剂,都能通过水的作用催化水泥产生更多结晶体。

  水泥基渗透结晶型防水材料确实能产生大量结晶,但渗透的深度还受条件限制,受到地下水酸碱度的影响,更受混凝土结构毛孔分布结构的影响,因为混凝土结构中的毛孔是由水泥浆包裹砂粒,水泥沙浆包裹石子的网格状错迭结构。根据我们的研究和分析,只要水通过混凝土结构防水表层对结构的侵淫有多深,那么结晶体的渗透就可能有多深。

  好比蜂窝结构、开裂缝造成的渗水,渗透结晶是根据水的回流来决定的,水在流动过程中碰上防水涂层产生回流,把防水涂层中的有效活性化学物质带到了内部与结构内部的游离子反应生成结晶物。因此,水的回流有多深那么结晶体的形成也应该有多深,多棱柱状的结晶体在毛孔和开|来源|考试|大|裂缝内形成团状结晶体,吸附在孔缝壁间吸水膨胀,起到止水的作用。在无水状态下,防水涂层中的结晶体就不太可能会被激化渗透(碳激化的类似产品除外)。这也是为什么渗透结晶型防水材料,在施工过程中必须先把混凝土基面湿润的主要原因。所以说防水涂层所产生的结晶,部分通过水对结构表层的侵淫式回流渗透到了结构表层内部毛孔中,充实了毛孔中的结晶含量使结构表层更加密实,而大量结晶体则停留在涂层毛孔中吸水膨胀密实防水涂层。这种防水效果,绝对不是混凝土自防水所能达到的。渗透结晶型防水材料,其防水理念针对的是混凝土结构一贯的病害特征,具有综合性的治理作用,既适合防水同时也适合堵漏,它的推广应用把防水和堵漏提升到了同一个概念。由于大量结晶很快就能产生,因此活性化学物对结构内部的侵淫也在很短的时间内就产生了。一般的防水材料在结构表层结晶的致密度要过28天才起抗水作用,而“渗透结晶型防水材料”在结构内部结晶的致密度15天后就起到抗水作用,它的早强能够适应低温寒流气候的施工而不影响施工效果,亦无需太多养护。

  实践证明“渗透结晶型防水材料”在地下工程中的防水抗渗性能虽不至于神乎其神,但却优于普通防水材料,已是一个不争的事实。据2002年6月4日《房地产时报》报道:“渗透结晶型防水材料,过去一直被大量应用在地铁、隧道、桥梁和各类地下建筑防水工程。最近,该材料应用到住宅小区的防渗堵漏,收到良好效果。”可见它的应用范围已变得越来越广泛。

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