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浅谈水泥基渗透结晶型防水材料对裂缝的修复作用
摘要:水泥基渗透结晶型防水材料的防水作用主要是对结构中水泥基材料裂缝和孔隙的修复作用,这种修复作用是在有水的前提下通过毛细孔的渗透结晶和裂缝自愈合作用达到的。本文作者结合多年来的工程实践经验,主要介绍水泥基渗透结晶型防水材料对裂缝的修复作用机理、优点及应用。
关键词:水泥基渗透结晶型防水材料;自修复机理;优点;应用
引言
工程质量直接关系到广大人民群众切身利益,提高工程质量,消除各类质量通病,保障建筑工程的使用功能,是建设社会主义和谐社会的基本要求。目前,我国建筑工程质量的形势仍不容乐观,结构裂缝引起的渗漏是长期困扰建筑业的一个难题,也是居民住宅质量投诉的常见问题;而水泥基渗透结晶型防水材料的运用,很大程度上弥补了这一缺陷。它赋予混凝土自身修复能力和可靠的永久防水抗渗性,适用性强,施工简单,是建设部推荐的四种绿色环保型防水材料之一。
水泥基渗透结晶型防水材料(Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Materials,CW)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。CW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,形成不溶于水的结晶体,填塞裂缝孔道,从而使混凝土致密、防水,提高了混凝土的耐久性。

W 防水的作用机理,W对混凝土结构裂缝再修复和永久性防水。
(1)渗透结晶愈合机理
渗透结晶机理认为,利用在水泥基材料内部掺入活性外加剂或在外部涂挂一层含有活性外加剂涂层,在一定的养护条件下,以水为载体,通过渗透作用,这些特殊的多种活性化学物质在水泥基材料的微孔及毛细孔中传输,填充并催化水泥基材料中未完全水化的水泥颗粒继续发生水化作用,形成不溶性的晶体。其主要化学反应方程可表述为:
C3S + H2O→C - S - H + Ca(OH)2(1)
R - SiO2 + Ca(OH)2 + H2O→C - S - H(2)
当水泥基材料环境干燥时,该活性化学物质处于休眠状态;当水泥基材料开裂,有水渗入时,该物质继续水化生成新的结晶,对裂缝进行自动填实,实现自愈合作用,从而使混凝土致密、防水。
(2)自愈合机理
有研究认为,CaCO3晶体在裂缝中化学结晶沉淀是主要的自愈合机理。水泥水化产物中,Ca(OH)2晶体约占 25 %左右,但它与周围空气和水分中的 CO2发生反应。通过对晶体生长机理进行深入研究认为,在 CaCO3- CO2- H2O 组成的物质体系中,根据以下方程:
Ca2 + + CO32 - CaCO3( < pH < 8)(3)
Ca2 + + HCO3 - CaCO3 + H +( < pH < 8)(4)
不溶于水的 CaCO3的形成依赖于混凝土中的 Ca2+和水中的 HCO3- 或 CO32-CaCO3晶体和 Ca(OH)2晶体在裂缝中不断聚集、生长而填满裂缝,它们产生机械粘合作用,即用以补充晶体与晶体之间,以及晶体与集料包裹的浆体表面之间的化学粘聚力,致使裂缝逐渐修复。混凝土裂缝中是否形成 CaCO3以及如何促进晶体生长主要取决于温度