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    水泥常识
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    水泥基浸透结晶型防水材料的构成与感化

     1.多孔性的混凝土结构
      混凝土是由灰砂石构成的非匀质构造体,在浇筑混凝土时,水灰比掌握在0.23~0.25就可满意水泥水化反响的需求,但云云小的水灰比使混凝土的流动性极差,浇筑好不容易以至不可能完成,为满意施工要求,人们常把水灰比掌握在0.4~0.8。混凝土凝固历程中,过剩的水份蒸发掉,在混凝土中构成无数毛细管通道和纤细的裂纹,凝固前后混凝土体积相差约8%。另外,在利用历程中,混凝土也会发生新的裂纹。以是,混凝土是一种多孔性的构造。
      多孔性给混凝土带来的风险许多,次要风险有:(1)招致钢筋混凝土结构渗漏水;(2)招致钢筋混凝土蒙受冻害1;(3)水载有害物资Cl-、SO42-等对混凝土发生化学毁坏;(4)氛围中的CO2对混凝土发生碳化感化。
      上述风险严峻影响了混凝土的利用功用和使用寿命,以是人们老是期望混凝土是高度密实的完美无缺构造体,但适得其反,我国出名混凝土裂痕掌握专家王铁梦颠末几十年的研讨,得出结论:“完美无缺只不过是人们的幻想和遥不成及的寻求,理想世界是天衣有缝的。我们永远不可能打败裂痕,不可能覆灭裂痕,不可能根绝裂痕,只能掌握裂痕,许可有害裂痕存在,要求不呈现和少呈现有害裂痕。从另外一个视角,裂痕不仅是缺点,它仍是混凝土的物理力学性子。”2
      多大的裂纹是有害裂纹呢?蒋正武博士引见了国内外学者的研讨成果3:美国学者 Mehta以为影响混凝土强度和渗透性的孔隙巨细为不小于100nm;我国吴中伟院士按照孔对混凝土机能的影响巨细把混凝土内孔分为:2.5~20 nm,有害孔级;20~50 nm,少害孔级;50~200nm,有害孔级;200 nm~11μm,多害孔级。需求指出的是,我国《地下防水工程技术规范》GB50108-2001第4.1.6条规定,防水混凝土“裂痕宽度不得大于0.2mm,其实不得贯串”,该条其实不意味着大于0.2mm的裂纹才渗水,而是大于0.2mm的裂纹会严峻影响构造强度,该条在划定许可最大裂纹宽度的同时,夸大了裂纹不得贯串,不贯串的裂纹固然不会渗漏。
      综上所述,混凝土是一种非匀质构造,发生裂纹、孔隙是混凝土的性子,我们不可能消弭裂纹、孔隙,只能把裂纹、孔隙的巨细掌握在有害级别,有害级别的孔隙巨细为小于20nm。
      掌握混凝土孔隙、裂纹巨细的法子许多,接纳水泥基浸透结晶型防水材料是行之有效的办法之一。多年来,因为水泥基浸透结晶型防水材料供应商对该质料的构成和感化机理形貌得不敷明晰,使我们不能从理论上指点该质料的使用,因而,有必要讨论该质料的构成和各组分的感化。
      2构成与感化
      2.1质料构成
      水泥基浸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,掺入活性化学物质构成。
      水泥和石英砂是我们比力熟习的物资,活性化学物质是水泥基浸透结晶型防水材料的奥秘面纱,海内学者4经由过程对水泥基浸透结晶型防水材料的机能阐发以为,活性化学物质由多种身分组成。在多种身分中,可分为两大类:(1)复合型混凝土外加剂;(2)活性阴离子催化剂。此中复合型混凝土外加剂包罗防水剂、引气剂、早强剂、减水剂、收缩剂、火山灰、表面活性剂等外加剂。
      由上述组分能够看出,水泥基浸透结晶型防水材料与我们常用的混凝土外加剂比拟,其次要区分在于:(1)前者构成庞大,复合型外加剂由多种外加剂构成,综合了多种外加剂的机能,对混凝土阐扬了综合的改进结果,而我们常用的混凝土外加剂构成单一,对混凝土机能的改进不及前者。(2)前者中含有活性阴离子催化剂,后者中不含活性阴离子催化剂。在上述两个区分点中,以水泥基浸透结晶型防水材料含有催化剂为次要区分点,假如没有催化剂,该质料也就变成了复合型混凝土外加剂,与一般混凝土外加剂的区分不大。
      2.2各组分的感化
      各组分所起的感化,浩瀚文献形貌纷歧。好比有说水泥是载体,有说水是载体,有些文献痛快不说什么是载体;结晶体发生的历程中,发作了什么样的化学反应?许多产物阐明的形貌模糊不清,以致人们不能正确理解各组分的感化,因而,有必要阐明各组分所起的感化。在理解各组分的感化之前,我们该当起首大白,水泥基浸透结晶型防水材料中的各组分与未水化水泥的反响,是在水溶液中停止的,即各组分起首消融在水中,然后发作化学反应。
      2.2.1复合型混凝土外加剂的感化
      复合型混凝土外加剂在水泥基浸透结晶型防水材料水化早期,就到场化学反应,天生致密的水泥基浸透结晶型防水材料涂层(外涂型和干撒型),或提高混凝土自己的致密性(内掺型),其感化机理随复合型外加剂的构成差别而异,并在水泥水化早期,被大量耗损掉。
      2.2.2 活性阴离子催化剂的感化5
      水泥水化发生Ca(OH)2,在水中电离发生Ca2+;水泥中未水化的水泥颗粒及水泥基浸透结晶型防水材料中含有活性SiO32-;活性阴离子是一种正催化剂,它阐扬以下感化:(1)加快Ca2+和SiO32-反响天生CaSiO3.nH2O的反应速度。(2)它能使水泥中的Ca2+和SiO32-在极低的浓度下(质量分数1×10-8)发作化学反应,天生水合硅酸钙Ca SiO3.nH2O的反响愈加完全、愈加完美,天生的晶体也更多,使防水涂层或防水混凝土愈加致密。(3)它在水中具有较高的溶解度和渗透性,能浸透到混凝土的纤细孔隙中,从而在混凝土深层发生结晶体。
      跟着水合硅酸钙的不竭天生,结晶体逐渐长大,从而梗塞混凝土中的毛细孔和微细裂纹,反响前后,活性阴离子作为催化剂,质量不发作变革,始终存在于混凝土中。
      活性阴离子的这类特性,付与混凝土具有二次自我修复才能,也就是具有二次浸透才能。水泥基浸透结晶型防水材料凝固后,跟着拌合水的削减,活性阴离子催化剂、Ca2+和SiO32-从溶液中析出构成固体,Ca2+和SiO32-的反响截至。当混凝土开裂,水份再次渗透混凝土时,活性阴离子、Ca2+和SiO32-再次消融到水中,构成水溶液,开端新一轮的反响,再次天生结晶,梗塞混凝土裂纹。因为活性阴离子始终存在于混凝土中,且混凝土中Ca2+和SiO32-含量丰硕,因而,从理论上讲,二次自愈合才能具有永久性。
      2.2.3水的感化
      在水泥基浸透结晶型防水材料的使用历程中,水发挥了3种感化:(1)水是溶剂,所有的反响都是在水溶液中停止的,它是反响的介质;(2)水是固化剂,它不仅是水泥的固化剂,也是Ca2+和SiO32-反响天生CaSiO3.nH2O结晶体固化剂,在结晶体中,含有n个水分子;(3)水是活性化学物质浸透的载体,活性化学物质消融在水中,分散到水能抵达的地区。
      2.2.4水泥的感化
      在水泥基浸透结晶型防水材料中,水泥也阐扬了3种感化:(1)水泥是反应物,它为结晶体CaSiO3.nH2O的天生供给了Ca2+和SiO32-;(2)水泥是成膜物资,它是水泥基浸透结晶型防水涂膜的次要成膜物资之一,在涂膜中阐扬粘结和防水感化;(3)它是载体,在制造水泥基浸透结晶型防水材料时,活性化学物质平均分离在水泥中,使活性化学物质能被平均的涂刷(或干撒)在混凝土外表或被平均地拌合在混凝土中。
      3.2.5石英砂的感化
      在水泥基浸透结晶型防水材料中,石英砂阐扬了2种感化:(1)它是成膜物资,是水泥基浸透结晶型防水涂膜的次要成膜物资之一,在涂膜中阐扬骨料感化;(2)它是载体,阐扬和水泥一样的载体感化。
      3浸透
      水泥基浸透结晶型防水材料经由过程活性化学物质在混凝土孔隙中的浸透而发生结晶体,因而有必要研讨浸透有关的身分。
      3.1浸透的动力
      浸透是水泥基浸透结晶型防水材料中的活性化学物质在混凝土孔隙中分散的历程,既然有分散,一定有动力,浸透的动力有如下4种:(1)机器力:在内掺型产物(水泥基浸透结晶型防水剂)中,经由过程机器搅拌,使活性化学物质平均地分离在混凝土中;在干撒型产物中,经由过程抹压使活性化学物质平均地分离在混凝土表层;(2)水载流动:活性化学物质的水溶液在较大的裂纹中,向混凝土内部流动,从而把活性化学物质带入到混凝土内部;(3)分散实际:活性化学物质在水溶液中,主动从高浓度区向低浓度区分散;(4)毛细管感化:活性化学物质的水溶液,经由过程毛细管感化,在混凝土微细孔中分散。
      3.2浸透的条件
      浸透必需具有以下条件:(1)浸透次要发作在混凝土的毛细孔和微细裂纹中,因而,毛细管道必需敞口。为此,必需肃清混凝土外表的有机薄膜身分,如脱模剂、油漆、涂料等,便利含有活性化学物质的水溶液对混凝土润湿及毛细管征象的发生;(2)活性化学物质以水为载体浸透,因而,水是浸透发生的必要条件,在水泥基浸透结晶型防水材料的养护历程中,必需始终保持潮湿形态。
      3.3浸透的深度
      浸透的深度其实不代表产物的机能,这是由于:(1)浸透与混凝土外表毛细孔、微细裂纹的散布、外形有关,渗透深度与混凝土外表的孔隙率成反比,孔隙率越高,渗透深度越深;(2)渗透深度与活性化学物质的粘度成反比,粘度越低,渗透深度越深;(3)渗透深度与活性化学物质的活性成反比。这是由于,在浸透历程中,即陪伴有结晶体的发生,梗塞毛细管,阻遏浸透。活性越高、发生结晶的速度越快、对毛细孔的梗塞也越快,浸透越浅。那些全面吹捧渗透深度的报导,恰好反应了该产物化学反应活性低、天生结晶体的速度慢、天生的结晶体少,产品质量差。
      3.4浸透的标的目的
      在利用水泥基浸透结晶型防水材料时,我们必需掌握浸透的标的目的,使活性化学物质向混凝土内部浸透,在混凝土深层发生结晶,梗塞混凝土中的毛细孔。为此,我们必需做到:(1)使混凝土外表满意3.2所述的浸透条件;(2)水泥基浸透结晶型防水涂料成膜后,制止笼盖塑料薄膜养护,由于笼盖塑料薄膜后,毛细孔孔口被封锁,活性化学物质的水溶液在毛细孔中上升时,在毛细孔中构成负压,不利于活性化学物质的水溶液在毛细管征象感化下向混凝土深层浸透,应笼盖草洒水养护,使毛细孔具有透气性。
      我们所有的操纵,应避免活性化学物质从混凝土中析出,防备发作反向浸透,为此我们该当做到:(1)养护水泥基浸透结晶型防水涂膜和含有水泥基浸透结晶型防水剂的混凝土时期,外表应无明水,明水来自养护水和雨水,假如有明水存在,在混凝土外表构成活性化学物质的低浓度区(浓度为0),混凝土中的活性化学物质会向低浓度区浸透,从混凝土中析出;关于利用水泥基浸透结晶型防水材料的蓄水池,应充实养护后,使混凝土外表构成一道致密的防水层后才气灌水利用,这时候,水不能浸入混凝土内部,活性化学物质也就不能从混凝土中向水中分散;(2)在地下工程中利用水泥基浸透结晶型防水材料时,应充实养护后才气回填,回填土应连结潮湿。假如回填土枯燥,活性化学物质在毛细管征象的感化下,易向回填土中浸透;假如回填土过火潮湿,如地下建筑物浸泡在水中,在建筑物四周构成活性化学物质的低浓度区(浓度为0),活性化学物质易从混凝土中(高浓度区)向低浓度区浸透,形成活性化学物质的丧失。以是,水泥基浸透结晶型防水涂膜或含有水泥基浸透结晶型防水剂的混凝土必需充实养护,在混凝土外表构成致密的防水层,梗塞形成浸透的毛细孔,使反向浸透停止。
      4.结束语
      今朝,国内市场上的质料供应商对活性化学物质的构成仍旧保密,期望质料供应商宣布活性化学物质的构成,以便于我们从愈加具体地理解水泥基浸透结晶型防水材料的构成、各组分的感化、发生浸透与结晶的机理,从理论上指点水泥基浸透结晶型防水材料的使用。
     

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