内掺渗透结晶型水泥基防渗材料性能研究及展望

内掺渗透结晶型水泥基防渗材料性能研究及展望

李仕国、王舒翎

江苏大学 江苏镇江 21200

摘要：混凝土内部孔隙、裂缝不能得到有效处理，容易发生渗漏现象，对建筑物的质量和性能造成一定的影响，而渗透结晶型防水材料(CCCW)能对其进行改善。本文从近年来业界学者对其性能研究入手，对内掺与外涂CCCW进行对比分析，重点比较内掺与未掺CCCW的两类混凝土在抗渗、抗冻、抗腐蚀、强度提升等方面的性能，阐述其诸多优点，并对其今后的发展趋势和研究重点进行展望。

关键词：渗透结晶型防渗材料；混凝土；内掺；性能；影响因素

0引言：

渗透结晶型水泥基防渗材料，呈粉末状，主要成分为硅酸盐水泥、石英砂，同时掺有一定的活性化学物质^[1]。作为核心材料的活性物质发生水化反应，结晶沉淀后的不溶物形成一道紧密的防水层，使混凝土结构强度和抗渗性得到提高。

常规的防水材料“治标”而不“治本”，在初始阶段有显著效果，但随时间延长，混凝土再一次出现裂缝后，防渗效果显著降低。与之相比，内掺CCCW与混凝土具有较好的兼容性，可多次抗渗，达到“治本”的目的。且随着对渗透结晶型防水材料的深入研究，其应用领域日益广泛，产品种类也趋于多样化，所以研究CCCW具有更长远的意义。

1、性能研究：

1.1抗渗性

CCCW可提高基体的自愈合能力，使其抗渗性能显著提高。在抗渗性试验中分析微观形貌可知，加入防渗材料的试件与未加的相比，产生了更多棒状和针状的碳酸钙、硅铝酸钙等结晶和胶凝材料，且防渗材料中的活性物质能促进水泥再次发生水化反应，产生固体结晶，堵塞连通缝隙，愈合细小裂缝，形成更加致密的砂浆结构^[2]，抗渗性能得到提高。

1.2抗冻性

适当内掺CCCW在一定范围内提高了混凝土的抗冻性^[3]。研究CCCW对混凝土抗冻性影响的实验中发现，当CCCW掺量为8%时，受冻混凝土的抗压强度及质量损失降到最低。如果掺量过大(实验值取12%时)，混凝土的抗冻性能的提升会受到影响。

1.3抗腐蚀

CCCW通过降低氯离子等化学成分对混凝土的侵蚀作用，使得混凝土构件表层更加密实，达到抗腐蚀、抗渗以及保护钢筋的效果。若以Cl^-1在混凝土试件中的含量为判断依据进行相关实验，发现在含不同浓度Cl^-1的溶液浸泡下，表面涂刷CCCW的混凝土试块表层Cl^-1含量均明显低于未涂刷的试块，且一定范围内，抗腐蚀效果与Cl^-1浓度成正比^[4]。由此可知，CCCW可以延长在海洋气候、污染严重等环境下的混凝土结构的安全使用寿命。

1.4强度提升

内掺CCCW能显著加强混凝土结构的抗压、抗拉强度和抗渗能力，进而使强度得以提升。对内掺CCCW的混凝土进行抗压、抗拉强度及抗渗压力测定实验^[5]发现：内掺赛柏斯掺和剂的混凝土在掺量为1%时，抗压强度、抗拉强度以及抗渗能力的修复率均达到最高，且显著高于未掺CCCW的基准混凝土。

2、影响因素：

李冰^[6]等人在研究CCCW对混凝土自愈合性能的影响条件中，指出了水胶比、养护时间和养护条件对CCCW性能发挥的影响：在水胶比为0.5时，CCCW对混凝土抗压强度的修复率达到峰值。混凝土的二次抗压强度随着养护时间延长而增大，56天后趋于稳定且在标准养护条件恢复能力最强，恢复时间最短。

除此之外，活性物质种类及其配合比^[2]、CCCW掺量^[5]、水泥粒径^[7]等因素都会影响CCCW相关性能的发挥。

3、结语：

（1）通过相关试验研究和理论分析，发现加入CCCW的混凝土结构与未加的相比在抗渗、抗冻、抗腐蚀以及强度提升等方面的性能均得到了显著改善。

（2）CCCW性能发挥受多种因素影响，了解相关关系能在工程应用中大大节省施工时间和材料消耗，更大程度发挥材料性能。一般情况下内掺相比外涂能达到更好效果，但不可盲目添加，应按照工程需要，选择相应活性物质构成较优的渗透结晶型自防水材料，不断优化材料配合比，同时选择适合的掺入方法（内掺或外涂）、各组分的含量、混凝土的水胶比、养护时间和养护条件等才能更大程度地发挥CCCW的各项性能。

（3）CCCW具有绿色环保、低消耗、高性能等强大优势，合理使用会缩短工程工期，节省施工材料，有利于优化工程资源配置。且符合当代绿色建筑和可持续发展主题，具有极高的研究价值和应用前景。

本文在相关论文的基础之上进行综合性概述，希望通过对渗透结晶型水泥基防渗材料相关实验内容及结论进行凝练提取，验证未来实用价值及发展空间，激发更多学者研究该材料，为建筑行业工程材料的发展与创新提供推力。

4、参考文献

[1]蒋正武．正确认识水泥基渗透结晶型防水材料[J]．中国建筑防水,2005,(10)．

[2]谢俞超.渗透结晶型水泥基防渗材料的制备及防渗机理研究[D].中北大学,2017.

[3]周睿彤.渗透结晶防水剂对混凝土抗冻性能影响的研究[D].沈阳建筑大学,2016.

[4]刘蔚.水泥基渗透结晶材料对混凝土耐久性影响的试验研究[J].交通世界(建养.机械),2013(06):200-201.

[5]李冰,郭荣鑫,万夫雄,林志伟,马倩敏,颜峰,郭宁林.内掺渗透结晶型防水材料混凝土自愈性能研究[J].非金属矿,2019,42(01):37-39.

[6]李冰,郭荣鑫,万夫雄,林志伟,马倩敏,颜峰,郭宁林.不同条件下内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土自愈合性能研究[J].硅酸盐通报,2019,38(07):2208-2212.

[7]么伟.水泥粒径对水泥基渗透结晶型防水材料性能的影响[J].水泥工程,2019(03):90-92.

作者简介：

李仕国，出生于2000年8月，男，汉族，湖南平江人，江苏大学本科在读，土木工程方向

王舒翎，出生于2000年5月，女，汉族，山西朔州人，江苏大学本科在读，土木工程方向

【基金项目】本文系江苏大学第十八批大学生科研课题立项资助项目，项目编号：18A416