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略述水性渗透结晶型无机防水材料(美国CTI科密斯COMASEAL永凝液DPS)的应用现状及前景

2020-07-09 08:51:19来源:建材网点击数:104

略述水性渗透结晶型无机防水材料(美国CTI科密斯COMASEAL永凝液DPS)的应用现状及前景

Simply describe the application and prospect of waterbased inorganic waterproof agent ­

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摘要:­

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建筑防水领域这些年来有很多国内的公司引进了国外的水性渗透型防水材料,同时国内也有一些公司自主研制开发,生产了同类型产品,形成了一种化学防水理念。这类的防水材料,一经喷涂到混凝土基面,都能与混凝土产生反应,形成混凝土不可分离的一部分。它与传统的防水施工也有显著不同,因为它可以单一涂层使用,无须找平层和保护层,节省了工程造价和时间,也提高了经济效益。­

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关键词:混凝土、无机渗透防水剂、结晶­

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Abstract: In waterproof field, recently there are some co. introduce a kind of waterbased inorganic waterproof agent from outside wirld and some enterprises also research the same kind of material in our domestic. It is a chemical waterproofing concept that will react with concrete after sprayed and become one part of the concrete. It is different from the traditional waterproof materials, because it is one coat used without screed and protect layers, moreover it will save not only price but also time and economic effect.

Key word: Concrete, inorganic waterproof agent, crystal­

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一、 水性渗透型无机防水剂的定义­

《水性渗透结晶型无机防水剂》JC/T1018-2006行业标准下的定义:以碱金属硅酸盐溶液及惰性材料为基料,加入催化剂、助剂,经混合反应而成,具有渗透性、可封闭水泥砂浆与混凝土毛细孔通道和裂纹功能的防水剂。­

水性渗透结晶型无机防水剂,属于刚性防水材料,它具有与混凝土结构的相融性。以水为载体,随着水对混凝土结构孔隙进行渗透,被流渗到砼结构内部的孔缝中,催化硅酸钙与水泥水化反应过程中析出的Ca(OH)2与硅酸钙交互反应,形成了不溶于水的枝蔓状纤维结晶物,在混凝土结构内部吸水膨胀,使结构中的毛细孔缝得到充盈密实,从而有效提高了混凝土结构的抗渗水能力,并提高混凝土结构的致密性。­

在防水涂层中起到密实抗渗的作用,随着时间(一般为1~7d)的发展,结晶量递增,在防水涂层和渗透结晶相结合,增强结构整体的抗渗能力。由于活性化学物质多年后还能被水激活,继续起到催化作用,因此混凝土结构即使局部受损渗漏(裂缝小于0.3mm)在结晶作用下,会自行修补愈合,并具有多次抗渗能力。从而在本质上改变了普通混凝土结构体积不稳定而再次带来的裂渗。所以,水性渗透结晶型防水涂料具有独特性能,持久的效果。­

近年,国内防水业使用水性渗透结晶型无机防水涂料逐渐升温,在大型项目上使用多为纯进口产品,品牌数量不多,在同类产品中性价比方面,主要以美国COMASEAL牌永凝液DPS为代表。

二、美国永凝液DPS的作用机理及性能­­

美国永凝液DPS防水材料是一种水基性含专有催化剂和活性化学物质的防水材料,能迅速有效地与混凝土结构层中的氢氧化钙、铝化钙、硅酸钙等反应,形成惰性晶体嵌入混凝土的毛细孔,密闭微细裂缝,从而极大地增强混凝土表层的密实度和抗压强度。这种反应分成两个阶段:­

开始个阶段,会在孔隙及毛细孔隙里产生一种硅石凝胶膜,当硅石凝胶膜中的水分蒸发后,会固化成一种晶体状的结构。­

第二阶段,透过这种化学反应,固化形成的晶体将嵌入到混凝土的毛细孔中和微小缝隙,达到长久有效的密封混凝土,提高致密性,但同时也为混凝土提供良好的透气性能。­

美国永凝液DPS是当今新型的绿色环保材料,不含甲醛,不含重金属,具有无毒、无味、不可燃、不挥发的特点,是一种透明的水溶液化合物。永凝液DPS表现出的明显优势在于它是水溶性无机化合物,与空气中二氧化碳反应后形成的硅酸溶液能自动渗入混凝土表层约30-40mm,使填料与混凝土基质在固化剂作用下发生硅化作用而牢固结成一体。其形成的硅氧键的网链结构类似天然晶体,即使在超过1000℃的热力下,依然抗热且不会龟裂,并且其涂膜具有像人体皮肤一样既不渗水又能排汗的透气功能,使基质保持干爽。同时无机矿物涂层的这种特殊结构,使其在大自然“热胀冷缩”往复循环运动中,能像岩石一样,长期保持涂膜表面的清洁,以阻止霉斑和苔藓的生长。

三、 美国永凝液DPS的功能及应用­­

1.具有长久的防水作用­

  施工后的防水涂层中固化物与混凝土结构材质相同,实践证明,在正常气温下,28天后活性化学物质能使渗透结晶深入砼结构内部一般为15~40CM(砼结构密度疏,渗透深度大),因有特效成份已深入渗透到结构内部,其防水作用长久。­

2. 具有极强的耐水压能力­

  能长期承受强水压,砼层厚度为50mm,抗压强度为13.8Mpa,喷涂一遍水性渗透结晶型防水材料,至少可以承受6公斤的水头压力。­

3. 具有独特的自我修复能力­

  水性渗透结晶型防水材料是无机防水材料,所形成的结晶体不会老化。渗透结晶多年以后遇水仍能激活水泥,产生新的晶体将继续密实、密封小于0.3mm的裂缝,完成自我修复的过程。­

4. 具有防腐耐老化,保护钢筋的作用­

  水性渗透结晶型防水材料中的渗透结晶的自我修复0.3mm以下的裂缝,使混凝土结构更加密实,增加结构强度,从而尽可能大程度降低混凝土中的化学成份对钢筋的锈蚀程度,使钢筋免受侵蚀,具有防腐耐老化的性能,延长使用寿命。­

5.具有对混凝土结构的补强作用­

水性渗透结晶型防水材料施工后的结构,由于是未水化水泥被激活,增强了密度,对砼结构起到加强作用,一般能增强混凝土表层强度为20%~30%。

6. 是绿色、无味、无毒、无公害产品­

  水性渗透结晶型防水材料中含有的活性化合物是水性化合物,对人体皮肤无刺激性,能用于饮用、食品加工、游泳池、水库等建筑项目使用。­

7.施工方法简单、省时省工­

  一次性喷涂就可以完成施工任务,无需多次喷涂,省时省工省成本,人均1000㎡/天­

8. 应用范围广­

可广泛用于隧道、大坝、水库、发电站、核电站、冷却塔、地下铁道、立交桥、桥梁、地下连续墙、机场跑道,桩头桩基、废水处理池、蓄水池、工业与民用建筑地下室、屋面、厕浴间的防水施工,以及混凝土建筑设施等所有砼结构弊病的维修堵漏。

四、 DPS与水泥基渗透结晶防水材料的异同­­

DPS与水泥基渗透结晶防水材料都同属渗透结晶,激活混凝土游离碱生成反应晶体,屏蔽混凝土的毛细孔与微细裂缝,提高混凝土的密闭性及表层强度.DPS是以水做为载体,结合混凝土的亲水性和水性的渗透功能,完成基化学机理;而水泥基渗透结晶型材料是以水泥、石英砂为主混配而成的淡灰色无机粉末状材料,以水为介质的水化反应生成物与混凝土成分相似。水泥基渗透结晶型防水材料中含有活性化学物质在水的作用下,通过表层水对结构内部的侵蚀,被带入了结构表层内部孔缝中,与混凝土中的游离氧化钙互反应生成不溶于水的硫铝酸钙(3CaO·Al 2 ·CaSO 4·32H 2O)渗透结晶物。结晶物在结构孔缝中吸水膨大,由疏致密,使混凝土结构表层向纵深逐渐形成一个至密的抗渗区域,大大提高了结构整体的抗渗能力。当然,水泥基渗透结晶型防水材料与水泥矿物的反应只有在溶液中才能进行,因此,水的存在是渗透结晶的必要条件,而且,一经涂膜后,还需保持多天多次洒水养护,确保水泥基的活性化学物质能在浸湿的状态下渗透到结构基面,在养护期间,如遇暴雨,该涂层会受到损坏。­

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五、 “水性”渗透结晶­­

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,但会要有延缓结构开裂、防挡因开裂带来渗漏水的作用。­

根据中外多家测试机构的研究和分析,水性渗透结晶型防水材料能产生大量结晶,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,渗透结晶是根据水来决定的。水在流动过程中把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体,结晶体在毛细孔和开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。­

水性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7天才起抗水作用,而“水性渗透结晶型防水材料”在结构内部结晶的致密度1--7天之内就能起到抗水作用,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“水性渗透结晶型防水材料”在地下工程中的防水抗渗性能优于其他防水材料,已是一个不争的事实。

六、 美国永凝液DPS施工工艺­­

(1) 基层处理:­

基层应清除干净,去除污迹、油渍、灰皮、浮渣等。凝凝土基层应坚实、平整。若有蜂窝、麻面、开裂、酥松等缺陷,则应事先修补好。修补前剔凿清洗干净后,先局部喷涂美国永凝液DPS(应当注意的是在喷涂使用美国永凝液DPS前,要先将永凝液储存桶摇动几分钟再把桶内溶液倒入喷雾器内备用),然后用高强度的水泥砂浆修补抹平后再涂一遍混凝土永凝液DPS。梁柱上的螺栓,就按防水混凝土细部构造要求处理。手提喷雾器在每次使用时,均要用力摇匀至起泡沫,然后再喷涂于混凝土表面上。­

美国永凝液DPS施用于混凝土表面,对于正常使用情况下的混凝土表面或新筑的混凝土,应先用水冲刷或湿润;对于脏的混凝土表面或在炎热、干燥气候条件下,使用美国永凝液DPS前必须要用水冲刷湿润,但表面不应有明水。­­

(2)美国永凝液DPS用量­

美国永凝液DPS可以广泛应用于混凝土表面或水泥涂抹层。一般情况只需处理一次,对存在特殊问题的地方,可以根据情况加喷一遍。其用量视混凝土或水泥砂浆表面的粗糙程度和微孔数量调整,平均用量约为4㎡/kg(两道)。­­

(3)美国永凝液DPS溶液喷涂施工­

新筑混凝土强度达到1.2Mpa(8~12小时后)可上人时即可进行DPS喷涂。在垂直的混凝土表面,应在外模拆除并经表面清洁后即可行喷涂。­

喷涂墙面时应由下而上,左右均匀喷涂。平面喷涂时,应先消除表面上的小水坑。对于平面与立面或立面之间的交接处,加喷涂150㎜的搭接层。在水平面上,每次喷涂应覆盖前一喷雾圈的一半。如果溶液往下流淌,应加快喷嘴的运动速度,使整个区域饱满,再以同样的工艺重复一次。

为使喷涂面完全饱和,要在喷涂后15至20分钟后检查该区域。如发现某些区域干得较快,则待检查完毕后,在该区域再从背后加以喷涂。若表面残留有未能渗入的多余粘状物,则可用水冲掉或刮掉。­

DPS的渗入会使混凝土内的杂质如油脂、酸、过多的碱、盐等浮至表面,可用水冲刷直至杂质被洗掉为止。­

喷涂过DPS的新浇混凝土一般情况下不需清水养护,涂刷后正常的渗透时间为1-2小时。但若天气干燥或当温度超过35度时,在喷涂DPS之前,应在基面洒水,以降低表面温度,避免DPS在喷涂后由于高温蒸发多损耗材料,确保DPS溶液更好地渗入。30分钟后,便可允许轻度触碰。3小时后或表面干燥时,多数情况下地面便可行走。12小时后,斜坡下面的基础部分可以用土回填。24小时后,清洗干净表面的浮出物后便可进行其它装饰作业(必要时,可使用鼓风机或风扇吹施工面,以加速其晶体化过程)。­

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七、 绿色环保型防水材料的未来发展前景预测­­

与防水卷材相比,防水涂料施工简单方便,适用于任何形状的基面,并可形成致密无缝的涂层,因此,防水涂料已广泛应用于各种防水工程中,并取得了迅速的发展。目前美、英、日、法、德等工业发达国家的防水涂料在建筑防水材料中都占有相当的份额。发达国家正积极发展水性和无机防水涂料等品种,向着水性“环保型”防水涂料的方向发展,如水性渗透结晶型无机防水材料。­

有机防水涂料一般均存在易老化、使用寿命短,不易分解,对环境污染大的缺点,近些年来国外许多公司都致力于开发以水基型为主体,掺入活性的化学催化物质等进行改性处理而制成高性能的防水材料,因为这些产品突出的特点是在生产、施工和应用的全过程中,均无污染环境的物质排放,符合环保要求,属无毒、无刺激性异味、无污染的新型防水材料。因此,水性高性能防水涂料是21世纪环保型材料发展的重点之一,也应是我国防水涂料的发展方向。

工业发达国家已经开始向多功能防水涂料的方向发展,如美国的水性渗透结晶型防水材料,本身既具有防水功能,又能对原有的防水层起到保护作用,并能反射紫外线和太阳光,且可以延长防水层的使用年限,但可惜的是,我国目前生产的绝大多数防水涂料仅起到防水作用。­

建筑防水涂料总的发展趋势应该是:由溶剂型向水乳型,由深色向浅色,由低档涂料向高耐久性、功能性、水性涂料方面发展。“九五”期间,我国重点发展了聚氨酯和橡胶改性沥青防水材料,积极开发了高质量和高固含量橡胶改性沥青防水涂料。“十五”及今后一些年,我国的防水涂料应朝着高耐久性、功能性、环保性、水性涂料方面发展。­

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结束语­­

不难否认,我们对一种新的化学机理的防水材料还需不断加以消化和吸收,对其化学性能和化学反应机理,还须进一步分析与探讨。在具体的应用和实践当中,还有待加以完善与改进。为确保其防水保护、延伸其防水寿命,对该类产品的标准制定,验收规范还应补充和提高其相关的理化指标和要求。­

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参考文献­

1.《预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定(试行)》 1999.9­

2.《水泥基复合材料科学与技术》 阎培渝 姚燕 中国建材工业出版社 1999.10­

3.《混凝土材料科学概论》 徐定华 徐敏 中国标准出版社 2002.7

4.《水泥基渗透结晶型防水材料》 沈春林 化学工业出版社 2005.8­

5.《永凝液对混凝土耐久性的防护效果》孙建平 中国建材报 2006.4.3­

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