水泥基渗透结晶型防水材料及其标准

   日期:2022-04-26     浏览:149    
核心提示:1 水泥基渗透结晶型防水材料 水泥基渗透结晶型防水材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质制成
1 水泥基渗透结晶型防水材料
    水泥基渗透结晶型防水材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质制成的一种新型刚性防水材料.它的作用机理是其与水作用后,材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透,在混凝土中形成不溶于水的结晶体,填塞毛细孔道,从而使混凝土致密、防水。
    水泥基渗透结晶型防水材料是德国化学家路易斯·杰逊在1942年发明的,主要用于地下混凝土结构的外表面防水。20世纪60年代中期,从欧洲引入北美,1966年就在加拿大广泛应用.多伦多国贸大厦、卡尔加里(Calgary)市加拿大石油总部、加拿大污水处理厂、生活用水贮水池等均采用了这种防水材料.由于其抗渗性能与自愈性能好,粘结力强,防钢筋锈蚀,以及对人体无害,易于施工等特点,在欧洲、美国、日本、新加坡等国家与地区得到推广使用,主要用于地下工程、水利工程、水池、污水处理等结构防水中,获得了良好的防水效果。
我国20世纪8()年代引进水泥基渗透结晶型防水材料,开始应用于上海地铁工程。90年代中期开始从国外引进活性化学物质(母料)国内生产,年设计生产能力估计在1.3万t左右,并有一部分代理商经销加拿大、美国、澳大利亚、法国等国的产品。这些产品己大量应用于地下工程、地铁工程、饮据国外资料介绍,水泥基渗透结晶型防水涂料的涂层厚度一般在0.5-1.5 mm,我国规范规定应不小于0.8 mm。只要基层水泥混凝土中存在水介质与氢氧化钙,涂层中的活性化学物质就可能不断与之发生物理化学作用,生成结晶体,并可膨胀到0.3mm,即高于混凝土毛细管径的大尺寸(通常为0.01mm),堵塞毛细孔道与微细裂纹,与基层混凝土一起形成一个整体防水。水泥基渗透结晶型防水涂料中的化学活性物质与混凝土基层中的水与氢氧化钙的反应可持续1个月,达到高的效果。在16 mPa压力下,普通混凝土可渗透到150mm:在40MPa压力下,9星期硅粉混凝土渗透深度可能小于25mm。水泥基渗透结晶型防水材料的活性与渗透深度取决于材料中活性化学物质的含量、基层混凝土的密实程度、水分、氢氧化钙浓度和周围环境的温湿度等条件。水泥基渗透结晶型防水涂料与其它有机或无机防水涂料不同之处,是其渗透结晶后涂层与基层混凝土成为一体,形成整体防水与永久防水,而不是仅形成“外套”。
    水泥基渗透结晶型防水材料国外无产品标准,产品说明书和生产厂商的一些试验资料,主要性能指标是材料的抗渗压力、抗压强度、凝结时间等。国内生产企业为保证产品质量,满足工程需要制定了企业标准。但企业标准中,技术指标较少,试验方法不一致,受地域性局限,影响了这种新型防水材料在我国的推广使用.因此,制定全国统一的产品标准,对企业组织生产,有效地检验与控制产品质量,从而保证防水工程质量,促进这种新产品在我国更大范围内的推广使用是十分必要并具有重大意义的。

2水泥基渗透结晶型防水材料国标简介
    经国家质量监督检验检疫总局批准发布,于2002年3月1日正式实施的GB 18445-2001《水泥基渗透结晶型防水材料》强制性国家标准制定时遵循下述原则:
    (1)标准“要求”中规定的项目参考了JC 474-1999《砂浆、混凝土防水剂》,GB 8076-1997(混凝土外加剂).JTJ270-1998《水运工程混凝土试验规程》等标准,其指标值在满足防水工程要求的前提下,根据各生产企业试样试验验证结果确定。
 (2)参考各生产企业的企业标准。
    (3)试验方法采用现行的国家标准与行业标准,以保证标准中技术指标的准确性、科学性与可比性。
    现对标准内容作如下说明:
2.1标准名称
    水泥基渗透结晶型防水材料国内外市场上商品名称很多。如加拿大的XYPEX(赛帕斯),KRYSTOL,PERMAQUIK,德国的FORMDEX(防挡水系列),KOESCER(固斯特),瑞士的VANI)EX(稳挡水系列),法国的DIPSEC,美国的PENETRON(膨内传),澳大利亚的DRIROND等。根据国家标准规定:标准名称不能采用商品名称,而应准确、科学,经我国有关方面专家讨论研究认为标准名称采用“水泥基渗透结晶型防水材料”为宜.
2.2范围
    该标准适用于以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质组成的水泥基渗透结晶型防水材料。 其它类型如速凝、堵漏用的水泥渗透结晶型防水材料因工程应用时对其性能要求不同,不能执行此标准,应另订标准。
2.3分类
    (1)按照使用方法分为:水泥基渗透结晶型防水涂料(C)和水泥基渗透结晶型防水剂(A)
    (2)水泥基渗透结晶型防水涂料按物理力学性能分为I型、II型2种类型。
(3)标记,按照产品名称、类型、型号、标准号顺序排列。标记示例:I型水泥基渗透结晶型防水涂料标记为:
    CCCW C I  GB 18445
2.4要求
2.4.1匀质性指标
    表1匀质性指标是反映生产企业质量管理水平与产品质量稳定性的一个重要指标。各生产企业应根据防水工程的要求,本企业的原材料状况,生产与管理水平,在企业标准中规定本厂的生产控制值,并将生产控制值的波动控制在本标准规定的指标范围内。

注:生产厂控制值应在产品说明书中告知用户。
   
水泥基渗透结晶型防水材料一般以粉状材料供应用户,因此,含水量的高低会影响产品的贮存与使用性能,所以,本标准规定各生产企业应控制在本厂控制值的5%以内。
    碱集料反应导致混凝土的破坏,混凝土中的碱主要由水泥、集料、外加剂等带入,因此,严格规定产品的总碱量(Na2O+0.658k2O,降低混凝土中总碱量,可以提高建筑物与构筑物的耐久性。
    考虑到氯离子对钢筋的锈蚀作用,本标准规定了氯离子含量应控制在生产厂控制值相对量的5%以内。
    细度,由于各生产企业掺合料细度差别较大,但作为防水材料,细度的影响不象对水泥那样大,所以标准不规定值,而由各厂规定本厂的生产控制值。标准要求产品出厂时,其细度实测值控制在本厂生产控制值的10%以内。标准中氯离子含量、总碱量匀质性指标与(:13 8076,JC474相同。
    出厂检验报告应将匀质性指标的各项实测值报告用户,超过标准规定的产品不能出厂。
2.4.2水泥基渗透结晶型防水涂料的物理力学性能
    作为水泥基渗透结晶型防水涂料,其基本物理力学性能:净浆安定性、凝结时间、抗压强度、抗折强度等必须符合标准规定(见表2).凝结时间主要影响施工操作,该材料一般小批量搅拌,以20min,使用量为宜。根据各厂送样试验验证结果,初凝时间规定不小于20 min,终凝时间以不大于24h为宜.初凝时间太短,不易涂覆:终凝时间太长,影响施工周期。

表3列出本标准与各生产厂企业标准规定的凝结时间。由表3 可见,除个别企业的初凝时间外,各厂企业标准规定的凝结时间均符合本标准的要求。

根据试验验证结果,规定了涂料7d.28d的抗压与抗折强度,以便设计与施工部门了解材料的力学性能,准确施工与养护。
    水泥基渗透结晶型防水涂料是刷涂或喷涂在水泥混凝土表面,依靠活性化学物质渗透入混凝土内部,形成不溶于水的结晶体,堵塞毛细孔道,使混凝土致密,该涂层与基层形成一个整体达到抗渗、防水的目的。因此,涂层与基层混凝土的粘结十分重要,是形成整体防水的必要前提,标准规定了涂层与湿基面的粘结强度必须大于1MPa.
    抗渗压力:抗渗压力可分为迎水面与背水面抗渗压力,一般防水材料用作外防水,只作迎水面抗渗压力;对内防水材料则作背水面抗渗压力.水泥基渗透结晶型防水涂料可用作内防水,亦可作外防水.根据试验验证结果,迎水面与背水面的抗渗压力有一定的相关性,为了反映该种材料的特性,并减少试验工作量,标准规定抗渗性能采用背水面进行测定.抗渗压力:I型0.8 MPa,II型1.2 MPa.
    第2次抗渗压力:水泥基渗透结晶型防水材料由于其作用机理是“渗透结晶”、“堵塞毛细孔道”,达到抗渗防水,而这种物理化学反应在整个使用过程中是持续进行的。混凝土表面与内部出现的微细裂纹与裂缝,由于这种材料中的活性化学物质“渗透结晶",可以自动愈合。为了直观表征这种材料的自愈能力,标准试验验证过程中进行2项试验,一是试件在28 d抗渗试验破坏后,继续在水中养护28d,然后进行第2次抗渗试验,观察其有无抗渗能力:二是试件在养护28d后,凿去表面涂层,进行抗渗试验,观察其是否“渗透结晶”,检测抗渗压力高低(见表4).

基准混凝土28 d的抗渗压力为0.3-0.4 MPa.由表4可见,涂层后抗渗压力提高至0.6-2.5 M Pa:相当于未涂层基准混凝土的2-6倍。凿去涂层后,抗渗压力有所下降,变化在28%-100%,但仍有一定抗渗能力,为基准混凝土抗渗力的2倍。第1次抗渗试验破坏后,在水中继续养护28d,由于其“渗透结晶”,使第1次抗渗试验产生的裂缝自动愈合,所以,第2次抗渗试验,仍能承受一定的抗渗压力。其抗渗压力在0.6-0.9MPa。变化,相当于28 d抗渗压力的36%-100%,大约为基准混凝土抗渗压力的2倍.标准中以“第2次抗渗压力”表示水泥基渗透结晶型防水材料的自愈能力,以此来区别其它类型的普通防水剂。标准规定:I型为0.6 MPa;“型为0.8 MPa.
    渗透压力比:其定义同JC 474。本标准规定I型不小于200%,II型不小于300% .
2.4.3水泥基渗透结晶型防水剂的物理力学性能
    水泥基渗透结晶型防水剂掺入混凝土内,可以减少用水量,并有微膨胀作用,能改善、提高抗压强度,防止钢筋锈蚀。它综合改善混凝土性能是其它防水剂所不具有的。因此,上近年来,对水泥渗透结晶型材料掺入混凝土作防水剂做了较多的研究开发工作,并推广使用于建设工程中。本标准根据这种材料的特性,参照JC 474规定的技术要求见表5。

减水率不小于10%,相当于高效减水剂与缓凝高效减水剂合格品的指标。
    泌水率不大于70%,相当于JC 474合格品的指标.  
  抗压强度比不小于120%,指标高于JC 474要求(JC474要求一等品不小于100%,合格品不小于90%).
    含气量不大于4%,相当于(GB 8076中普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂等合格品的指标.JC 474未规定此指标。一定的引气作用能增强防水效果,但引气太大会导致其它性能下降.
    凝结时间差,参照(CB 8076缓凝剂的指标定为大于一90min.
    28d收缩率比规定不大于125%,相当于JC 474中一等品的指标。
    测定混凝土抗渗性能的方法较多,但因影响因素较多,数据波动,不易准确测定,因此标准采用了常用的抗渗性能试验方法,测定抗渗压力,计算渗透压力比,比较准确直观.标准规定渗透压力比不小于200%.第2次抗渗压力规定为不小于0.6 MPae
    对钢筋的锈蚀作用,对于钢筋与预应力钢筋混凝土,掺入这种防水剂,必须保证对钢筋无锈蚀作用.
 









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