水泥基渗透结晶型防水涂料的应用

　　水泥基渗透结晶型防水涂料（Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Coatings）是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基料，掺入活性化学物质制成的一种新型刚性防水涂料。水泥基渗透结晶型防水涂料与传统的防水涂料不同，并不仅仅依赖于其表面涂层，更重要的是其渗透到底材内部形成结晶体，封闭水的通道，同时它又不是传统意义上的刚性防水涂料，它具有一定的柔韧性，能覆盖发丝般的裂逢（<0.4mm），抵御轻微的震动。

　　1 水泥基渗透结晶型防水涂料的作用机理

　　不同类型水泥基渗透结晶型防水涂料的活性物质组成不一样，其作用机理也不同，但都包括溶解、渗透及结晶3个过程。

　　1.1溶解过程

　　这类活性物质在溶于水后先形成小分子，然后再在一定的条件下聚合增长，最后生成不溶于水的结晶体而堵塞裂缝和毛细孔。在粉状及干燥状态下，其亲水性大于疏水性，可溶于水，在干燥环境中不发生缩聚结晶现象，而在潮湿环境中发生缩聚结晶，形成不溶于水的结晶体。

　　1.2渗透过程

　　当渗透结晶型防水涂料涂覆于混凝土表面时，活性物质就在混凝土的表面形成了一个相对高浓度区域，而在混凝土内部由于缺乏这些活性物质，因而是低浓度区域，而此时混凝土处于水饱和状态，即介质水是充分存在的，只要由浓度差引起的化学势驱动力大于水压力，就可以发生扩散、渗透。利用浓度渗透压力差，活性离子逐渐向混凝土中渗透。这也是为什么这类涂料在施工时要求混凝土基层用水充分润湿的原因。

　　1.3 结晶过程

　　主要包括沉淀反应结晶及络合-沉淀反应结晶。

　　1.3.1 沉淀反应结晶机理

　　混凝土、水泥石中存在着大量的Ca(OH)₂和游离Ca²⁺等碱性物质。活性物质会通过混凝土孔隙中存在的水渗透到混凝土内部，与毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应，生成不溶于水的结晶体，封闭混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝，起阻水、防水作用。一旦混凝土的毛细孔隙、微裂缝等被结晶封闭，混凝土则处于不漏水状态。

　　1.3.2 络合-沉淀反应结晶机理

　　进入混凝土内部的活性物质在Ca(OH)₂的高浓度区时，与混凝土中电离出的钙离子络合，形成易溶于水、不稳定的钙络合物。

　　钙络合物随水在混凝土孔隙中扩散，遇到活性较高的未水化水泥、水泥凝胶体等，活性物质就会被更稳定的硅酸根、铝酸根等取代，发生结晶、沉淀反应，从而将Ca(OH)₂转化为具有一定强度的晶体合成物，填充混凝土中的裂缝和毛细孔隙。

　　2 渗透结晶型防水涂料的应用

　　近年来，对混凝土的耐久性要求越来越高，混凝土的耐久性与其本身的渗透性之间存在着密切的关系，甚至可以说渗透性对耐久性起着决定性的作用。

　　2.1 作用机理

　　渗透结晶型防水涂料的作用机理就是其通过混凝土表面渗入后，与混凝土组分发生化学作用生成渗透结晶物并封闭孔隙，从而在混凝土表面至内部的一定范围内形成一个特殊的防护层，使混凝土的耐久性得到提高。

　　2.2 防水原理

　　主要是利用混凝土结构的多孔性，在水的作用下，防水涂料中含有的活性物质以水为载体，被带入混凝土结构内部孔隙中，随着水对混凝土结构毛细孔的渗透与混凝土中的游离子交互反应生成不溶于水的结晶物，结晶物在混凝土结构孔隙中吸水膨胀，由疏至密，使混凝土结构表层向纵深处逐渐形成一个致密的抗渗区域，大大提高了结构的整体抗渗能力。

　　2.3 渗透结晶型防水涂料的特点

　　（1）抵御高的静水压。由于结晶体深入到底材毛细孔内，因此在高的静水压之下仍保持坚固的防水结构。

　　（2）需在潮湿区域施工。由于涂料必须通过水的作用渗透到底材内部，因此需在潮湿区域施工。如果混凝土干燥，施工前必须用水淋湿。

　　（3）具有复水面的防水功能。防水涂料形成的结晶与底材形成一体，能阻止各个方向的水通过，对迎水面和背水面的防水均有效。

　　（4）防水层耐磨性好。防水层完全干固之后，人行区域、地下室、原土回填、防水层上扎钢筋、浇灌混凝土等，一般不会损坏防水层，因而不需特别保护。

　　（5）富有柔韧性。可以覆盖小于0.4mm的裂缝，以及抵御轻微的震动。

　　（6）基于是水泥基产品，防水层之上可直接铺贴瓷砖、抹灰或涂料。

　　（7）此类防水涂料一般无毒、无害，可直接用于饮水池和鱼池，同时涂层具有抑制霉菌生长的作用，可防止潮气、盐分对饰面的污染。

　　（8）混凝土仍可保持透气性。防水涂料在混凝土毛细孔内形成的结晶体仍然保留透气性，水无法从该孔隙通过，而空气和水蒸气仍可畅通，因此，使用后混凝土仍可以进行正常的养护复原变干，并防止水蒸气积聚。

　　（9）具有不同颜色的外观，可分别用于不同层面，通过不同颜色的叠盖，便于施工和检查涂层是否完整无缺，同时亦可以作为外墙涂料或外墙瓷砖的勾缝料，其外观色泽不会产生透光、反光等现象。[Page]

　　3 渗透结晶型防水涂料的施工

　　3.1 基层要求及处理

　　（1）底材必须坚固、平整；表面必须洁净，无灰尘、油腻、脱落物、脱模剂以及其它碎屑物质。

　　（2）所有小孔隙、砂眼可用防水粉料加入少许清水或水泥胶浆拌成湿团状，将其抹平。

　　（3）应除去尖锐的外角边缘，内、外角均可用水泥胶浆抹成120°圆弧角。

　　（4）浆料以涂于混凝土表面为佳，亦可以涂于水泥抹底之上，但水泥抹底必须有10mm以上的厚度，并且与混凝土能永久黏合。

　　（5）涂料施工之前，需充分润湿底材，但不能有积水。底材保持湿润有助于涂料渗入底材，又可使施工较为轻松快捷。

　　3.2 施工方法

　　（1）使用毛刷或喷浆机将基底充分润湿，但须确保施工部位无明水。

　　（2）按比例调合浓缩涂料与净水，调制成稠糊状。混合时，必须先将液体倒入容器，然后再将粉料倒入液体之中，充分搅拌至无沉淀的乳胶状。在使用过程中，浆料和粉料应保持间断性的搅拌，以防止沉淀。

　　（3）将混合浆料刷涂于水泥基底，刷涂的方向保持一致。仔细检查水泥基底上有无瑕疵、漏洞，要让浆料填满水泥上的毛细孔和微小孔隙，确保刷涂部位均匀密实。刷涂第1道涂料不可太厚，以利于养护固化。

　　（4）第1道涂料刷涂后未完全干透，但手触不会脱落时，开始刷涂第2道涂料，这样2层之间将会有最好的黏合。若第1层涂膜表面已经干燥，应喷洒少量清水湿润后再施工。一般在第1道涂料刷涂后养护硬化24h。

　　（5）当进行第2道涂料刷涂时，其毛刷的走向应与第1道涂料成垂直方向，以达到最好的覆盖。施工完毕后，24h之内禁止踩踏，全部防水层完全干固后才可进行下一道工序。

　　（6）热天施工时应避免高温，以防涂膜过早干燥，产生表层开裂的现象而影响渗透效果，并且不得在雨中施工。

　　4 结语

　　（1）渗透结晶型防水涂料一方面是靠本身生长的结晶或与混凝土孔隙中的离子反应生成的结晶物来封闭毛细孔，另一方面会促进混凝土中水泥水化，生成水化硅酸钙C-S-H凝胶或结晶体，增加混凝土的密实性，起到防水抗渗作用。

　　（2）混凝土渗透有外部原因和内部原因：外部原因包括水压和离子扩散等；内部原因主要是混凝土自身构造的缺陷造成的。渗透结晶型防水涂层能提高混凝土的抗渗性，从而改善混凝土的耐久性。