摘  要：分析水泥基滲透結晶型防水材料的組成，複合型混凝土外加劑
、活性陰離子催化劑

、水泥、石英砂及水等各組分的作用

，活性化學物質在混凝土中滲透的動力、條件、深度和方向。

關鍵詞：防水材料；水泥基；滲透結晶；組分；作用


1 多孔性的混凝土結構

混凝土是非勻質結構體，在澆築混凝土時，水灰比控製在0．23～0．25jiukemanzushuinishuihuafanyingdexuyao，danrucixiaodeshuihuibishihunningtudeliudongxingjicha，jiaozhushifenkunnanshenzhibukenengwancheng
，weimanzushigongyaoqiu，renmenchangbashuihuibikongzhizai0．4～0．8。混凝土凝固過程中，多餘的水分蒸發，在混凝土中形成無數毛細管通道和細微的裂紋，凝固前後混凝土體積相差約8％。此外，在使用過程中，混凝土也會產生新的裂紋。所以，混凝土是一種多孔性的結構。

多孔性給混凝土帶來的危害很多，主要有：（1）導致鋼筋混凝土結構滲漏水；（2）導致鋼筋混凝土遭受凍害；（3）水載有害物質Clˉ、SO42ˉ等對混凝土產生化學破壞；⑷空氣中的C02對混凝土產生碳化作用。

上shang述shu危wei害hai嚴yan重zhong影ying響xiang了le混hun凝ning土tu的de使shi用yong功gong能neng和he使shi用yong壽shou命ming

，所suo以yi人ren們men總zong是shi希xi望wang混hun凝ning土tu是shi高gao度du密mi實shi的de天tian衣yi無wu縫feng結jie構gou體ti，但dan事shi與yu願yuan違wei，我wo國guo著zhu名ming混hun凝ning土tu裂lie縫feng控kong製zhi專zhuan家jia王wang鐵tie夢meng經jing過guo幾ji十shi年nian的de研yan究jiu，得de出chu結jie論lun：“tianyiwufengzhibuguoshirenmendelixiangheyaobukejidezhuiqiu，xianshishijieshitianyiyoufengde。womenyongyuanbukenengzhanshengliefeng，bukenengxiaomieliefeng，bukenengdujueliefeng，zhinengkongzhiliefeng
，yunxuwuhailiefengcunzai
，yaoqiubuchuxianheshaochuxianyouhailiefeng。conglingwaiyigeshijiao，liefengbujinshiquexian

，tahaishihunningtudewulilixuexingzhi。”

多大的裂紋是有害裂紋呢？美國學者Mehta認為影響混凝土強度和滲透性的孔隙大小為不小於100 nm；我國吳中偉院士根據孔對混凝土性能影響的大小把混凝土內孔分為：2．5～20.nm
，無害孔級

；20～50 nm
，少害孔級；50～20.0 nm，有害孔級；200 nm～11µm，多害孔級。需要指出的是，我國GB50108－2001《地下防水工程技術規範》第4．l．6條規定，防水混凝土“裂縫寬度不得大於0．2 mm，並不得貫穿”，該條並不意味著大於0，2 mm的裂紋才滲水
，而是大於0．2 mm的裂紋會嚴重影響結構強度，該條在規定允許最大裂紋寬度的同時，強調了裂紋不得貫穿，不貫穿的裂紋當然不會滲漏。


綜上所述，混凝土是一種非勻質結構
，產生裂紋、孔隙是混凝土的性質，我們不可能消除裂紋
、孔隙，隻能把裂紋、孔隙的大小控製在無害級別(孔隙小於20 nm）。

控製混凝土孔隙、裂紋大小的辦法很多，采用水泥基滲透結晶型防水材料是行之有效的方法之一。多年來，由於水泥基滲透結晶型防水材料供gong應ying商shang對dui該gai材cai料liao的de組zu成cheng和he作zuo用yong機ji理li描miao述shu得de不bu夠gou清qing晰xi
，使shi我wo們men不bu能neng從cong理li論lun上shang指zhi導dao該gai材cai料liao的de應ying用yong，因yin此ci，有you必bi要yao探tan討tao該gai材cai料liao的de組zu成cheng和he各ge組zu分fen的de作zuo用yong。

2 組成與作用

2．l 材料組成

水泥基滲透結晶型防水材料是以矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥
、石英砂等為基材，摻入活性化學物質組成。國內學者通過對水泥基滲透結晶型防水材料的性能分析認為

，活性化學物質由多種成分構成。在多種成分中，可分為兩大類：（l）複合型混凝土外加劑；（2）活性陰離子催化劑。其中複合型混凝土外加劑包含防水劑、引氣劑、早強劑、減水劑、膨脹劑
、火山灰
、表麵活性劑等。

2．2 各組分的作用

各組分所起的作用，眾多文獻描述不一。有的認為水泥是載體
，有的認為水是載體，有些文獻對什麼是載體未作說明；jiejingtichanshengdeguochengzhongfashengleshenmeyangdehuaxuefanying


，henduochanpinshuomingdemiaoshuhanhubuqing，zhishirenmenbunengzhengquelijiegezufendezuoyong
，yinci
，youbiyaoshuominggezufensuoqidezuoyong。shuinijishentoujiejingxing防水材料中的各組分與未水化水泥的反應，是在水溶液中進行的，即各組分首先溶解在水中，然後發生化學反應。

2．2．1 複合型混凝土外加劑的作用

複合型混凝土外加劑在水泥基滲透結晶型防水材料水化初期，就參與化學反應
，生成致密的水泥基滲透結晶型防水材料塗層（外塗型和幹撒型），或提高混凝土本身的致密性（內摻型）
，其作用機理隨複合型外加劑的組成不同而異，並在水泥水化初期
，被大量消耗掉。

2．2．2 活性陰離子催化劑的作用

水泥水化產生Ca(OH)2
，在水中電離產生Ca2+；水泥中未水化的水泥顆粒及水泥基滲透結晶型防水材料中含有活性SiO32－
；活性陰離子是一種正催化劑，它發揮如下作用：（l）加速Ca2+和SiO32－反應生成CaSiO3・nH2O的反應速度
；（2）它能使水泥中的Ca2+和SiO32－在極低的濃度下（l×10－8）發生化學反應
，生成水合矽酸鈣CaSiO3・nH2O的反應更加徹底

、更加完善，生成的晶體也更多，使防水塗層或防水混凝土更加致密；（3）它在水中具有較高的溶解度和滲透性，能滲透到混凝土的細微孔隙中，從而在混凝土深層產生結晶體。

suizheshuiheguisuangaidebuduanshengcheng，jiejingtizhubuchangda
，congerdusaihunningtuzhongdemaoxikongheweixiliewen
，fanyingqianhou，huoxingyinlizizuoweicuihuaji，zhiliangbufashengbianhua
，shizhongcunzaiyuhunningtuzhong。


活性陰離子的這種特性
，賦予混凝土具有二次自我修複能力
，也就是具有二次滲透能力。水泥基滲透結晶型防水材料凝固後，隨著拌合水的減少，活性陰離子催化劑、Ca2+和SiO32－從溶液中析出形成固體，Ca2+和SiO32－的反應停止。當混凝土開裂
，水分再次滲入混凝土時，活性陰離子、，Ca2+和SiO32－再zai次ci溶rong解jie到dao水shui中zhong，形xing成cheng水shui溶rong液ye
，開kai始shi新xin一yi輪lun的de反fan應ying，再zai次ci生sheng成cheng結jie晶jing，堵du塞sai混hun凝ning土tu裂lie紋wen。由you於yu活huo性xing陰yin離li子zi始shi終zhong存cun在zai於yu混hun凝ning土tu中zhong，且qie混hun凝ning土tu中zhongCa2+和SiO32－含量豐富，因此，從理論上講
，二次自愈合能力具有永久性。

2．2．3 水的作用

在水泥基滲透結晶型防水材料的應用過程中
，水發揮了3種作用：（l）溶劑

，所有的反應都是在水溶液中進行的，水是反應的介質

；（2）固化劑
，水不僅是水泥的固化劑，也是Ca2+和SiO32－反應生成CaSiO3・nH2O結晶體的固化劑，在結晶體中，含有n個水分子；（3）活性化學物質滲透的載體

，活性化學物質溶解在水中，擴散到水能到達的區域。

2．2．4 水泥的作用

在水泥基滲透結晶型防水材料中
，水泥也發揮了3種作用：（1）反應物，水泥為結晶體CaSiO3・nH2O的生成提供了Ca2+和SiO32－；（2）成膜物質
，水泥是水泥基滲透結晶型防水塗膜的主要成膜物質之一，在塗膜中發揮粘結和防水作用；（3）載體，在製造水泥基滲透結晶型防水材料時，活性化學物質均勻分散在水泥中
，使活性化學物質能被均勻地塗刷（或幹撒）在混凝土表麵或被均勻地拌合在混凝土中。

2．2．5 石英砂的作用

在水泥基滲透結晶型防水材料中，石英砂發揮了2種作用：（l）成膜物質，石英砂是水泥基滲透結晶型防水塗膜的主要成膜物質之一
，在塗膜中發揮骨料作用；（2）載體，發揮和水泥一樣的載體作用。

3滲 透

水泥基滲透結晶型防水材料通過活性化學物質在混凝土孔隙中的滲透而產生結晶體，因此

，有必要研究滲透有關的因素。

3．l 滲透的動力

滲透是水泥基滲透結晶型防水材料中的活性化學物質在混凝土孔隙中擴散的過程，既然有擴散，必然有動力
，滲透的動力有以下4種：（l）機械力：在內摻型產品（水泥基滲透結晶型防水劑）中，通過機械攪拌
，使活性化學物質均勻地分散在混凝土中；在幹撒型產品中


，通過抹壓使活性化學物質均勻地分散在混凝土表層；（2）水載流動：活性化學物質的水溶液在較大的裂紋中，向混凝土內部流動，從而把活性化學物質帶入到混凝土內部；（3）擴散理論：活性化學物質在水溶液中
，自動從高濃度區向低濃度區擴散；（4）毛細管作用：活性化學物質的水溶液，通過毛細管作用，在混凝土微細孔中擴散。


3．2 滲透的條件

滲透必須具備2個條件：（l）滲透主要發生在混凝土的毛細孔和微細裂紋中
，因此，毛細管道必須敞口。為此，必須清除混凝土表麵的有機薄膜成分，如脫模劑、油漆、塗料等
，有利於含有活性化學物質的水溶液對混凝土潤濕及毛細管現象的產生：（2）活性化學物質以水為載體滲透，因此

，水是滲透產生的必要條件，在水泥基滲透結晶型防水材料的養護過程中，必須始終保持濕潤狀態。

3．3 滲透的深度

滲透的深度並不代表產品的性能，這是因為：（l）滲透與混凝土表麵毛細孔
、微細裂紋的分布、形狀有關，滲入深度與混凝土表麵的孔隙率成正比，孔隙率越高，滲入深度越深：（2）滲入深度與活性化學物質的黏度成反比，黏度越低
，滲入深度越深；（3）滲入深度與活性化學物質的活性成反比。這是因為，在滲透過程中，即伴隨有結晶體的產生，堵塞毛細管
，阻止滲透。活性越高、產生結晶的速度越快
、對毛細孔的堵塞也越快，滲透越淺。

3．4 滲透的方向

在使用水泥基滲透結晶型防水材料時shi
，我wo們men必bi須xu控kong製zhi滲shen透tou的de方fang向xiang
，使shi活huo性xing化hua學xue物wu質zhi向xiang混hun凝ning土tu內nei部bu滲shen透tou，在zai混hun凝ning土tu深shen層ceng產chan生sheng結jie晶jing，堵du塞sai混hun凝ning土tu中zhong的de毛mao細xi孔kong。為wei此ci
，我wo們men必bi須xu做zuo到dao：（l）使混凝土表麵滿足3．2所述的滲透條件
；（2）水泥基滲透結晶型防水塗料成cheng膜mo後hou

，禁jin止zhi覆fu蓋gai塑su料liao薄bo膜mo養yang護hu，因yin為wei覆fu蓋gai塑su料liao薄bo膜mo後hou
，毛mao細xi孔kong孔kong口kou被bei封feng閉bi，活huo性xing化hua學xue物wu質zhi的de水shui溶rong液ye在zai毛mao細xi孔kong中zhong上shang升sheng時shi，在zai毛mao細xi孔kong中zhong形xing成cheng負fu壓ya，不bu利li於yu活huo性xing化hua學xue物wu質zhi的de水shui溶rong液ye在zai毛mao細xi管guan現xian象xiang作zuo用yong下xia向xiang混hun凝ning土tu深shen層ceng滲shen透tou
，應ying覆fu蓋gai草cao墊dian灑sa水shui養yang護hu，使shi毛mao細xi孔kong具ju有you透tou氣qi性xing。

所有的操作
，應防止活性化學物質從混凝土中析出，預防發生反向滲透
，為此應該做到：（l）yanghushuinijishentoujiejingxingfangshuitumohehanyoushuinijishentoujiejingxingfangshuijidehunningtuqijian
，biaomianyingwumingshui，ruguoyoumingshuicunzai，huizaihunningtubiaomianxingchenghuoxinghuaxuewuzhidedinongduqu（濃度為0），混凝土中的活性化學物質會向低濃度區滲透，從混凝土中析出；對於使用水泥基滲透結晶型防水材料的蓄水池
，應充分養護後，使混凝土表麵形成一道致密的防水層後才能注水使用
，這時


，水不能浸入混凝土內部，活性化學物質也就不能從混凝土中向水中擴散；（2）在地下工程中使用水泥基滲透結晶型防水材料時，應充分養護後才能回填，回填土應保持濕潤。如果回填土幹燥，活性化學物質在毛細管現象的作用下
，易向回填土中滲透：如果回填土過分濕潤，如地下建築物浸泡在水中，在建築物周圍形成活性化學物質的低濃度區（濃度為0），huoxinghuaxuewuzhiyiconghunningtuzhonggaonongduquxiangdinongduqushentou，zaochenghuoxinghuaxuewuzhidesunshi。suoyi，shuinijishentoujiejingxingfangshuitumohuohanyoushuinijishentoujiejingxingfangshuijidehunningtubixuchongfenyanghu，zaihunningtubiaomianxingchengzhimide防水層，堵塞造成滲透的毛細孔，使反向滲透終止。

4  結語

目(mu)前(qian)，國(guo)內(nei)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)材(cai)料(liao)供(gong)應(ying)商(shang)對(dui)活(huo)性(xing)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)的(de)組(zu)成(cheng)仍(reng)然(ran)保(bao)密(mi)，希(xi)望(wang)材(cai)料(liao)供(gong)應(ying)商(shang)公(gong)布(bu)活(huo)性(xing)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)的(de)組(zu)成(cheng)，以(yi)便(bian)於(yu)我(wo)們(men)更(geng)加(jia)詳(xiang)細(xi)地(di)了(le)解(jie)水(shui)泥(ni)基(ji)滲(shen)透(tou)結(jie)晶(jing)型(xing)防水材料的組成
、各組分的作用、產生滲透與結晶的機理
，從理論上指導水泥基滲透結晶型防水材料的應用。