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浅谈“水泥基渗透结晶型防水材料”的应用
(本文已经 袁大伟老师、庞正其老师 修改,谨此感谢。)
随着人们环境保护意识的逐步提高,无机环保型防水材料应用范围越来越广,“水泥基渗透结晶型防水材料”已逐渐成为地下混凝土结构防水堵漏工程的新型防水材料之一。为了适应该产品的发展和工程应用需要,国家主管部门于二00二年颁布了国标GB18445-2001,并在国标GB50208-2002《地下防水工程质量验收规范》中明确了验收标准,这对水泥基渗透结晶型防水材料的广泛应用起到了很好的推动作用。然而行业内还是存在一些不同的观点:有的认为混凝土本身具备自我抗渗能力,何必用这种渗透结晶型材料;有的感到此材料主要应用于地铁、隧道等大型项目,一般民用建筑采用渗透结晶型材料有些大材小用;有的对渗透深度和防水作用表示怀疑;也有的认为这类材料只适用于防水,不适用于堵漏工程等等。针对这些观点,笔者结合应用实践,浅略谈谈使用“水泥基渗透结晶型防水材料”的几点体会,以供探讨。
一、应同时发挥防水材料防水和堵漏的共用性。
众所周知,混凝土结构最大的缺点就是开裂,结构的开裂就会带来渗漏,特别是地下工程,由于长期处于地下水的侵蚀和包围中,一旦开裂,渗漏特别严重。混凝土结构施工通过添加外加剂虽然能有效地控制结构前期的开裂,但是,结构在振动荷载、失水干缩、沉降、和腐蚀介质的作用下产生的开裂渗漏是不能预期的。地下防水的目的应该是针对结构后期开裂带来的渗漏,是一种预防性的措施,也就是说,预防混凝土结构因不确定因素造成的开裂渗漏才是防水施工的真正目的。而因施工等原因造成的蜂窝状结构、钢筋孔产生的渗漏水现象,在结构形成的初期渗漏就开始了,这时的治理本公司习惯性称为堵漏施工。无论是防水还是堵漏施工都要对结构起到补强的作用,只有结构得到了补强,才能延缓渗漏的再次发生。
渗透结晶型防水材料属于刚性防水材料,它具有二次抗渗性以及与水泥混凝土良好的相容性。水泥基渗透结晶型防水材料涂层需要一定厚度,才能有效封住结构基面微小开裂带来的渗漏,同时,也能确保防水涂层中有充足的活性水化反应物质来增加对混凝土结构的渗透结晶,对混凝土结构能直接起到补强的作用。不妨举个实例,在浙江某会展中心的地下外墙防水施工中,因混凝土结构本身出现一些问题,基面蜂窝状情况比较严重,要返工事实上不太可能。施工单位在征得甲方、设计、监理等各方面认可后,果断采用“水泥基渗透结晶型防水材料”做地下外墙防水施工,设计每平方米用料2公斤,需要处理的基面,先采用堵漏的方式进行修复,再在基面表层做防水涂层,这样做既加强了混凝土结构的强度,也大大提高了结构表层的抗裂抗渗作用,使该项目顺利通过了土建结构的质量验收。
水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理其实不复杂,但防水涂层如果缺少一定的厚度,则渗透结晶物就吃不住高水压穿透,更抗不住结构开裂。另一方面,如果混凝土结构缺少密实度,防水涂层再厚,照样要漏水。因此,在堵漏施工中,对渗漏结构的补强是做好堵漏施工的关键。只有把防和堵有机的结合起来,才能提高整体建筑工程的质量。
二、只有提高防水涂层的质量,才能真正达到防水目的。
水泥基渗漏结晶型防水材料的抗渗防水作用是显著的,但如何真正有效地发挥渗透结晶的作用,需要认真对待。根据国家标准,试块在涂刷防水材料后的抗渗压力为1.2MPa,经过28天的养护,二次抗渗压力要求达到0.8MPa,以此类推,再过28天的三次抗渗压力是否更小,那么若干次后的抗渗能力呢?这是否说明渗透结晶型防水材料每次抗渗能力的递减,随着时间的加长其防水能力也在衰退呢?其实不然。试验室里的测试数据,和实际工程运用情况往往是有一定差异的。“水泥基渗透结晶型防水材料”因其活性化学物质渗透结晶的特性,它的防水效果并不决定于时间的推移,这一点,已经被大量工程实例所证实。当然,要实现这一目的,防水涂层必须有一定的厚度和质量。
要提高渗透结晶型防水材料涂层的防水质量,保证每平方米涂层材料用量是关键,因为其存在一个水化反应生成物数量问题,也就是说,防水材料用量越多,防水涂层越厚,水化反应生成物也就越多。反之则越小,而在有限的水化反应生成物内活性化学物质催化产生的渗透结晶也是有限的。所以,涂层厚度按国标应大于0.8㎜,一般不超过2㎜,关键是和成本控制形成一个最恰当的比例。
无论是何种原因产生的渗漏,都是因为这个部位就是该结构的缺陷处,因此,提高防水涂层的质量就显得更为重要了。还是举个实例,在南京地铁三山街站站台层底板裂缝的堵漏施工中,施工单位只用渗透结晶型防水材料进行实堵,该站站台层底板开裂缝宽有1毫米左右,属严重的贯穿渗水缝,施工中先开凿堵漏槽,规格为10×12厘米的“U”形状,在槽内用速凝型材料干粉进行吸水初堵,止水后用比槽宽的钢丝网片紧贴堵漏材料,再用缓凝型材料进行精堵至接近槽口剩2~3毫米,然后再用比槽口两边各宽3厘米的钢丝网片罩住槽面,用“水泥基渗透结晶型防水材料”做防水涂层抹平覆盖住钢丝网片。这样施工,其特点在于:首先,渗透结晶型防水材料的自膨胀率一般在0.24~0.79之间,10厘米宽的堵漏结构其膨胀值大约1毫米左右,能有效地补偿底板开裂缝微小的再张开,下层的“U”型钢丝网片在裂缝再张开的过程中起缓冲作用,上层的网片是防止今后地铁在运行中的震动把堵漏结构震裂,二者都是为加强堵漏结构的拉应力,确保堵漏结构的完整,以封堵住底板的漏水。这虽然是个特例,至少可以说明,无论是混凝土结构防水还是堵漏,都是使混凝土结构起到一个防挡水的作用。要想真正达到防水目的,就必须提高防水涂层的质量,“水泥基渗透结晶型防水材料”由于施工简单而往往容易使施工人员忽视这个问题,这在施工过程中应该引起我们的重视。
三、水是决定渗透结晶深度的主要因素。
混凝土结构的裂渗是个世界性的问题,许多发达国家虽然解决了结构前期的毛孔渗水问题,但终究解决不了结构的开裂带来的渗漏。防水材料虽不能根治混凝土结构的开裂,但最起码要有延缓结构开裂、防挡因开裂带来渗漏水的作用。
渗透结晶对防水到底有多大作用,在防水界尚有争论,通过几万倍的电子显微镜看到在混凝土结构中存在的晶体有多大的抗水作用,也许还不好评价,至于说通过长期的养护,结晶体能渗透到混凝土结构内部多深,厂家都比较含糊其辞。其实普通水泥通过水化反应本身就有结晶体生成,特别是现在应用较多的外加剂,都能通过水的作用催化水泥产生更多结晶体。
水泥基渗透结晶型防水材料确实能产生大量结晶,但渗透的深度还受条件限制,受到地下水酸碱度的影响,更受混凝土结构毛细孔分布的影响,因为混凝土结构中的毛细孔是由水泥浆包裹砂粒,水泥沙浆包裹石子的网格状错迭结构形成的。根据我们的研究和分析,只要水通过混凝土结构防水表层对结构的侵淫有多深,那么结晶体的渗透就可能有多深。好比蜂窝结构、开裂缝造成的渗水,渗透结晶是根据水的回流来决定的,水在流动过程中碰上防水涂层产生回流,把防水涂层中的有效活性化学物质带到了内部与结构内部的钙离子等反应生成结晶物。因此,水的回流有多深,结晶体的形成就应该有多深,填充在孔隙,起到止水的作用。在无水状态下,防水涂层中的活性物质就不太可能会被激活渗透。所以说防水涂层部分通过水对结构表层的侵淫式回流渗透到了结构表层内部毛细孔中,与钙离子等反应生成结晶,充实了毛细孔中的结晶含量使结构表层更加密实,而大量结晶体则停留在涂层毛细孔中密实防水涂层。
“渗透结晶型防水材料”的早强能够适应低温寒流气候的施工而不影响施工效果,亦无需太多养护。由于大量结晶很快就能产生,因此活性化学物对结构内部的侵淫也在很短的时间内就产生了。
四、结语
渗透结晶型防水材料,其防水理念针对的是混凝土结构一贯的病害特征,具有综合性的治理作用,既适合防水,也适合堵漏,它的推广应用,使防堵结合,特别有利于地下混凝土工程的抗渗防漏。
“水泥基渗透结晶型防水材料”在地下工程中的防水抗渗性能虽不至于神乎其神,但却优于普通防水材料,已是一个不争的事实,它的应用范围也将变得越来越广泛。
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