水泥基渗透结晶型防水涂料是1942年德国化学家Lauritz Jensen(劳伦斯·杰逊)在解决水泥船渗漏水的实践中,产生与发明的。欧美称为:Capillary/Crystalline Waterproofing Materials,简称CCCW。CCCW1965年从欧洲引进到日本、韩国等地,由于其综合性能及性价比优于其他类型的防水材料,该材料迅速成为全世界最主流的防水材料之一,占据巨大的市场份额。日本防水涂料协议会会长小新井治美对其的评价是:“对环境保护,对人类生存均显其优的防水材料”。
水泥基渗透结晶型防水涂料是以特种水泥、石英砂等为基料,渗入多种活性化学物质制成的粉状刚性防水材料。与水作用后,材料中含有的活性化学物质通过载体水向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,堵塞毛细孔道,从而使混凝土致密、防水。
一、防水机理
1、一次渗透结晶防水作用机理
一次渗透结晶可以分为 3 个过程:溶解、渗透和结晶。
1) 溶解
当水泥基渗透结晶型防水涂料按要求与水混合后,其中的水泥、表面活性剂、络合催化剂、活性成分等迅速溶解于水。水泥中的 C3AF 、C4A、C3S 等首先开始水化,释放出 Ca 2+ 等离子,液相呈强碱性;表面活性剂溶解于水后将涂料的表面张力降得足够低:络合催化剂开始络合 Ca 2+ 成真溶液,即所谓的钙错体;活性成分在涂料体系中呈无粘性的类似胶体形态。
2) 渗透
活性物质向基层混凝土渗透的前提是基层混凝土要充分润湿。当防水涂料涂覆在充分润湿的混凝土表面后,涂层中的表面活性剂迅速渗入混凝土表面毛细孔,降低了毛细孔中水的表面张力。随着涂层中水向基层渗透,涂层中的络合催化剂、胶体形态的活性成分也向基层毛细孔中渗透。络合催化剂在渗透过程中,结合了部分毛细孔中的 Ca 2+ ,从而避免了 Ca 2+ 与毛细孔中残余的微量 SiO 3 2- 过早反应,堵塞毛细孔。
3) 结晶
渗入毛细孔中的活性成分在强碱性环境中发生水化反应,结合了 Ca 2+ 的络合催化剂利用其配位空间中心,电子效应,降低水化活性成分与 Ca 2+ 反应的活化能,促使不溶性结晶体的生成。其次,水化活性成分能够发生自身的缩聚反应,产生憎水性的白色结晶物质。另外,络合催化剂激发毛细孔壁未水化的 C 2 S 等水泥熟料继续水化,产生水化 CaSiO 3 等不溶性结晶体。不溶性结晶体的生成 ,密实了基层混凝土,阻塞了渗水的通道,从而基层混凝土表现出优异的抗渗性能。
2、二次渗透结晶防水作用机理
二次渗透结晶是出现在一次渗透结晶防水失效后发生的物理和化学过程。也可分为 3 个过程:扩散、富集和结晶。
1) 扩散
实际上渗入混凝土毛细孔中的活性物质,经过—段时间的反应后,反应物和生成物间达到一个动态平衡状态,反应趋向平衡。但是一旦混凝土由于水压过高被击穿或别的原因出现细小裂缝,水将由此通过,而水通过的地方活性物质被水冲洗,浓度接近于零,混凝土中活性物质以前分布均匀的状况被打破,分布不均使得活性物质再次由浓度的区域向浓度接近于零的区域 ( 被击穿的细小裂缝 ) 扩散。这种扩散包括混凝土内部的扩散和表层活性物向混凝土内部的扩散。
2)富集
富集是扩散的结果,是微观物质由高浓度区域向低浓度区域迁移在宏观上的表现。当混凝土被击穿或出现细小裂缝后,基层中的活性物质 ( 包括活性成分、络合催化剂、表面活性剂等 ) 富集在此区域。由于富集作用,捉供了活性物质继续反应的化学动力作用,为再次生成不溶性结晶提供了条件。
3) 结晶
结晶又是富集作用的结果,由于富集作用提供了化学动力作用,在络合催化剂等活性剂的作用下,在被击穿或出现细小裂缝的地方生成不溶性结晶体。同时未水化水泥熟料也被激发水化 , 产生水化 CaSiO 3 ,等不溶性结晶体。这些晶体再次修复产生的漏水通道,即所谓的自动修复功能。
二、水泥基渗透结晶型防水涂料应用范围
用于隧洞、地下连续墙、电缆隧道、地下涵洞、工业与民用建筑地下室地下车库、浴厕间、水库、水池、游泳池、电梯井等新建工程的防水施工。结构开裂(微裂)、渗水点、孔洞的堵漏施工,混凝土设施的弊病维修。混凝土结构及水泥砂浆等防腐。
三、水泥基渗透结晶型防水涂料施工工艺
1、基面处理:
1)、混凝土基面处理:
⑴检查混凝土结构,找出结构中需要加强的部位,如:振捣不到位产生的蜂窝麻面,因二次浇筑产生的施工缝部位,管根部位以及穿墙螺栓眼等一系列需要加强的部位,并用粉笔做出记号。
⑵对需要加强的部位进行清理:蜂窝麻面部位需要清理到坚实出露出新鲜石子并用水冲洗干净。施工缝中的薄弱部位开2cm×2cm方槽;管根处开2cm×2cm槽;穿墙螺栓需先剔凿一个保护层厚度,然后割掉螺栓杆。
⑶ 除去水池底板、池壁上附着的污渍、尘土、脱模剂、松浮物及其他附着物质。
⑷用钢丝刷将池底、池壁刷一遍,如遇特别光滑部位,需要进行毛化处理。
⑸对于新发现的需要加强的部位。
⑹用高于原结构混凝土一个标号混凝土将己处理完的蜂窝麻面处补平,保证新、旧混凝土结合牢固或用界面外地进行补强。
⑺清洗基面,使之干净即可。
2、涂料施工:
1)、水泥基渗透结晶防水涂料,粉剂与水按3:1(体积比)的比例倒入容器中调配成水泥砂浆状进行涂刷施工,一般分为两次涂刷,在第一次完工后未干前涂刷第二次,两次厚度为1.0mm,在特殊情况下根据设计要求,涂料搅拌应充分均匀,不能有小灰球,搅拌好的料应在1小时内用完,在高温条件下,时间相应短些。
2)、涂料常用施工方法:可以用毛刷、滚筒、滚刷、刮板泥、泥夹抹、喷涂喷等方法。也可采用干粉撒法。
3)、涂刷与滚筒方法施工要分两次完工,间隔时间为表干即可做第二遍,应正反方向来回涂刷,实施施工可一次做完
3、养护:
本产品自身有保湿作用,一般要求在施工后的6-8小时进行喷水保湿养护,隔天在用细水养护一次即可
4、注意事项
⑴水泥基渗透结晶型防水涂料必须在温度不低于5摄氏度的情况下进行施工和养护。
⑵在温暖的天气,如发生直接日晒的情况,应采取养护措施防止刚刚涂刷的水泥基渗透结晶型防水涂料干的太快。
⑶如果在涂刷前混凝土表面干燥,一定要预先湿润表面。下雨时不能施工