许渊，李超，王威
宏源防水
近年来，水泥基渗透结晶型防水涂料在建筑工程中的应用量日益增大，随着我国建筑工程质量要求的提高，各类重大建筑工程对水泥基渗透结晶型防水涂料的品质要求也在提高。
一些重大建筑工程除了要求水泥基渗透结晶型防水涂料综合性能指标满足GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》标准外，还要求该涂料具有更优异的混凝土微裂缝自修复性能，以提高某些特定部位混凝土的刚性防水能力。
本研究经过对高活性材料的大量筛选，成功研发了一种高性能水泥基渗透结晶型防水涂料，该涂料的关键渗透结晶活性指标——砂浆28 d去除涂层抗渗压力比高出GB 18445—2012标准要求指标近1.5倍。
01、原理和技术路线
通过对市面上水泥基渗透结晶型防水涂料活性物质的筛选，精选了高活性物质USP-2，具有分子级均匀扩散性、高渗透性、高结晶反应活性和高催化功能。由高活性物质USP-2制备的高性能水泥基渗透结晶型防水涂料能快速而均匀地渗透到水泥浆体内部，其高渗透结晶反应活性促使微裂缝等混凝土中的微缺陷得到更快速和充分的修复，其催化性能会对混凝土后期出现的微裂缝具有持续高效的修复能力。
采用高活性物质USP-2制备的高性能水泥基渗透结晶型防水涂料成品性能指标除满足GB 18445—2012标准的各项要求外，在体现渗透结晶活性的关键指标——砂浆28 d去除涂层抗渗压力比方面，比GB 18445—2012标准要求的指标高出近1.5倍，使28 d抗渗压力只有0.3 MPa的基准砂浆在去除涂层的情况下，28 d抗渗压力高达1.2 MPa以上，充分验证了该高活性物质USP-2的分子级均匀扩散性、高渗透性、高结晶反应活性和高催化功能。
02、高活性物质掺量对砂浆性能的影响
试件按照GB 18445—2012标准要求养护至规定龄期后，高活性物质掺量对砂浆28 d抗渗压力的影响结果如表1所示。
从表1分析可知：1）当高活性物质掺量达到8%时，带涂层砂浆28 d抗渗压力比基准砂浆高出近3.7倍，带涂层砂浆28 d抗渗压力比高出GB 18445—2012标准要求指标87%；去除涂层砂浆的28 d抗渗压力比基准砂浆高出3.3倍，去除涂层砂浆的28 d抗渗压力比高出GB 18445—2012标准要求指标近1.5倍。2）该高活性物质掺量存在8%的临界值，当掺量小于8%时，无论带涂层还是去除涂层砂浆的28 d抗渗压力均明显下降，但仍然高于GB 18445—2012标准要求指标。在掺量大于8%时，各抗渗压力数据不再变化，不存在随掺量增加而增大的情况。
以高活性物质掺量为8%制备高性能水泥基渗透结晶型防水涂料，按照GB 18445—2012标准要求检测，各项性能指标结果见表2。
03、渗透结晶效果的微观和亚微观分析
3.1试样制备与测试方法
为消除砂对微观分析的影响，采用合适的水泥净浆按照GB 18445—2012标准要求配制成基准试块，标记为MG90。在基准试块上分别涂1 mm厚的普通水泥基渗透结晶型防水涂料（标记为MG91）和高性能水泥基渗透结晶型防水涂料（标记为MG93），并按GB 18445—2012标准要求养护至28 d后去除涂层，浸泡在无水乙醇中存样。分别在去除涂层的试块上端小于5 mm深度内取样，在试块涂刷面下5 mm处用签字笔做标记（图1），并沿标记线切割得到5 mm厚度的片状浆体，破碎后选取直径为3~5 mm的颗粒。将MG93试块的底端部分标记为MG93底。
将制得的试样放进40 ℃的真空干燥箱中干燥24 h后，再进行X射线衍射分析（XRD分析）和扫描电镜分析（SEM分析）。
3.2XRD分析
图2为４组水泥浆体试样的XRD图谱。由图2可知，两种水泥基渗透结晶型防水涂料的涂刷对各试样浆体水化产物的特征峰无明显的影响，各试样水化产物主要为氢氧化钙、钙矾石（AFt）及单硫型水化硫铝酸钙（AFm）。
3.3SEM分析
通过对比同为放大2 000倍的各试样的SEM图（图3—6）发现，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的试样没有发现明显裂缝；对比图4和图5可见，与涂刷普通水泥基渗透结晶型防水涂料的样品对比，涂刷高性能水泥基渗透结晶型防水涂料的样品结构更加致密。
而图6所示的远离涂层的试块底端出现了明显的裂缝，裂缝宽度大约1 μm，且与图3对比，其裂缝形态与不涂任何涂层的基准试样相似。由此可见，水泥基渗透结晶型防水涂料能明显减少混凝土的微裂缝，尤其是高性能水泥基渗透结晶型防水涂料对结构致密性的改善更明显。
4、结论
研究了高性能水泥基渗透结晶型防水涂料的制备方法和主要性能，并通过X射线衍射和扫描电镜分析，探讨了高性能水泥基渗透结晶型防水涂料对水泥基体结构的影响得出如下结论：
1）本项目研发的高性能水泥基渗透结晶型防水涂料关键指标——砂浆28 d去除涂层抗渗压力比高出GB 18445—2012 标准要求指标近1.5倍。
2）高性能水泥基渗透结晶型防水涂料能明显消除水泥浆体的微裂缝，明显改善水泥浆体的结构致密性，这是大幅提高去除涂层抗渗压力的关键因素。
刊登于《中国建筑防水》杂志2022年第3期
转载自 中国建筑防水杂志社丨科技
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