渗透结晶材料对乌鲁木齐地区混凝土抗渗性能的试验研究.pdf

2 0 1 5 年 第 1期 (总 第 3 0 3 期) N u mb e r 1 i n 2 0 1 5 ( T o t a l N o 3 0 3 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL OGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 5 0 1 0 3 9 渗透结晶材料对乌鲁木齐地区混凝土 抗渗性能的试验研究 廖文兵。刘清， 塞尔江 哈力克 ( 新疆大学 建筑工程学院， 新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 4 7 ) 摘要： 为研究新型渗透结 晶型防水材料佳固士对采用乌鲁木齐地区原材料配置的混凝土抗渗性能和吸水性能的影 响， 通过在 混凝土表面使用不同涂料用量， 测试了不同涂料用量试件的抗渗性能和吸水性能。 结果表明： 新型渗透结 晶型防水材料能显著 提高混凝土抗渗强度和降低混凝土吸水系数 ； 当涂量达到 3 0 0 m L m 时， 可使混凝土基体抗渗强度由0 6 MP a 提高到 1 2 MP a ， 第二次抗渗强度仍可达到 1 1 MP a 。 其吸水系数 由 1 5 5 6 6 g ( m h 。 ) 降至5 0 7 2 g ( m h ) 。 关键词： 水泥基 ； 渗透结晶； 抗渗强度 ； 吸水系数 中圈分类号： T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 1 5 5 0 3 E x p e ri me n t a l s t u d y o n t h e c r y s t a l l i n e ma t e r i a l p e r f o r ma n c e i mp e r me a b i l it y p e r me a b i l i t y o f c o n c r e t e I n Ur u mq i a r e a L I AO We n b i n g， L I U Qi n g， S AI ER H ANG Ha l i k e ( C o l l e g e o f A r c h i t e c t u r a l a n d C i v i l E n g i n e e ri n g ， X i n j i a n g U n i v e r s i t y ， U mmq i 8 3 0 0 4 7 ， C h i n a ) Abstr a ct ： I n o r d e r t O s t u d y t h e e f f e c t o n i mp e r me a b i l i t y a n d wa t e r a b s o r p tio n o f c o n c r e ， wh i c h wa s p r e p a r e d wi t h the r a w ma t e r i a l s i n Ur u mq i a r e a， t r e a t e d b y J i a g us hi p e r me a b l e c r y s t a l l i n e c o a tin g f o r d i f f e r e n t r a t e wa s i n v e s tig a t e d I t i s i n dic a t e d t ha t the i mp e rm e a bi li t y a n d wa t e r a b s o r p ti o n we r e a p p a r e n t l y i mp r o v e d by J i a g u s h i i mper me a b l e c rys t a l l i n e c o a ti n g T h e i mp e rm e a b i l i t y o f c o n c r e tr e a t e d b y J a g us hi c o u l d i n c r e a s e f r o m 0 6 MPa t O the 1 2 MPa and i t S s e c o nd a r y i mpe rm e a b i l i t y c o u l d a t t a i n 1 1 M P a Th e c o e f fic i e n t o f wa t e r a b s o r p ti o n o f c o n c r e t r e a t e d b y J a g u s h i c o u l d i n c r e a s e f r o ml 5 5 6 6 g ( m h 。 )t o the 5 0 7 2 g ( m h ) K e y WO r d s： c o n c r e t e ； per me a b l e c rys t a ll i n e ； i mp e rm e a b i l i ty； c o e f fi c i e n t o f wa t e r a b s o r p t i o n 0 引言 1 试验原材料 混凝土是一种非均质多孔介质 ， 内部存 在大量 的空隙 和裂缝 。 这些微观缺陷便成为 了后期混凝 土的渗水通道 。 水通过吸湿作用和毛细作用侵入混凝土内部 ， 水 中有害离子 和冻融作用均会侵蚀混凝土工程， 故此混凝土的防水抗渗I生 直接关系到混凝土耐久 陛和混凝土工程的使用寿命 。 近年来， 各种新型防水材料不断出现， 目前使用的防 水材料 主要有两大类 ： 柔性 防水 材料和刚性 防水 材料。 渗 透结 晶型防水材料则是在催 化反应思想 的基础上发展 的 一 类新型防水材料 ， 它克服 了传 统刚性 防水 材料 的不 足 ， 不仅 可以通过反应堵塞 内部空隙 ， 封 闭毛 细孔通道 ， 提 高 混凝 土防水抗 渗能力 ， 而且 它使用 了具 有催 化作 用 的物 质 ， 遇 水激 活 ， 使 其 具有 裂缝 自修 复 能力永 久 性 防水 功 能 。 因此 ， 从 2 0世纪 6 0年代以来 ， 渗透结 晶型防水材料 在发达国家的建筑防水施工中得到了广泛的应用。 本试验通过对 比分析混凝土抗渗强度和吸水系数两 项指标， 研究了不同涂量对 C 3 0混凝土试块抗渗性能和吸 水性能的影 响。 1 1 水 泥 水泥选取新疆乌鲁木齐天山水泥厂生产的 P O 4 2 5 级水泥 。 水泥 的物理参数见表 1 。 表 1 天山水泥的物理参数 1 2 细骨料 砂采用乌鲁木齐地 区附近砂场生产 的砂。 由于含泥量 较高 ， 对砂进行 了初步筛洗 。 砂 的技术指标见表 2 。 表 2砂的技术指标 1 3 粗骨料 粗骨料采用乌鲁木齐地区的4 7 5 - 2 5 IT I 1 T I 连续级配 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 7 2 7 基金项目： 国家自然科学基金资助项目( 5 1 3 6 8 0 5 7 ) ； 新疆维吾尔自治区高等学校科研计划重点项 目( X J E D U 2 0 1 0 1 1 0 ) 1 55 中 ， 各 佳 固士涂 量组混凝 土 的抗 渗强度分别 增加 了 0 1 、 0 4 、 0 6 MP a 。 这表明佳 固士作为一种新型 防水材料 ， 能显 著提高混凝土抗渗性能。 特别是在涂量为 3 0 0 m L m 。 时， 混凝土抗渗强度提高了 0 6 MP a 。 ( 2 ) 混凝 土第二 次抗渗 试验效果明显 ， 各涂量佳 固士混凝土抗渗压力 比分别达到 了 1 5 0 、 2 0 0 、 2 7 5 。 满足 G B 1 8 4 4 5 - - - 2 0 1 2 水泥基渗透 结 晶型防水材料 有关规定。 3 2 涂料用量对混凝土吸水性能的影响 为了解佳 固士喷涂量对混凝土 吸水性能 的影响 ， 分别 按 0 、 2 0 0 、 2 5 0 、 3 0 0 mL m 涂料用量 喷涂在 混凝土试块 成 型底面 ， 分别测试其吸水系数。 毛细吸附是水 向混凝 土内部侵入速度 最快 的一 种 形式 ， 已有文献对其 机理 和规模做 了大量研究 。 作 为非均 质多孔材料 ， 混凝土表 面与水接触 时， 谁会 通过混凝 土的 毛细孔吸附作用进入其 内部。 不考虑其他因素可能产生的 影响 ， 在吸水初期 ， 一维方 向上混凝土的吸水量可表示为 ： A W= A f ( 1 ) 式中： w混凝土的单位面积吸水量， g I I 1 2 ； A吸水系数 ， g ( m h ) ； f 吸水时间 ， h 。 混凝土 的吸水 曲线如 图 6所示。 由图 6可 以看 出 ， 在 混凝土吸水 的开始 阶段 ， 其 吸水速度非 常快 ， 此时 时间开 方定律能够很好地描述试件吸水量随 吸水时 间的变化 ， 然 而 当吸水 时间超过 4 h 后 ， 混凝土试件 吸水 曲线 的斜率趋 于变小 ， 这主要与混凝土孔隙结构 的水饱和度变化以及重 力作用有关 ， 但 目前没有公认的合理解释 川。 一般 常以初 始阶段的线性吸水 系数来表征混凝土的吸水能力 。 3 0 0 0 2 50O 20 0 0 1 500 l 0 o 0 5 O 0 O 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 t。 ( h 。 图6 各佳固士涂量混凝土吸水曲线 对前4 h吸水曲线按线线性关系拟合， 得到混凝土试 件 的吸水 系数 ， 结果见表 5 。 由表 5可见 ： 混 凝土吸水系数 随佳固士涂 量 的增 加 而减小 ， 当佳 固士涂 量达 到一定 值 后 ， 吸水系数保持不变。 表 5各佳 固士涂量下的吸水 系数 3 3 两指标的对 比 由 3 1 节可知 ： 相较于空 白组， 各佳 固士涂量 ( 2 0 0 、 2 5 0 、 3 0 0 m L m ) 混凝土第一次抗渗强度分别增加 了： 1 6 7 、 6 6 7 、 1 0 0 ； 由 3 2节可知 ： 相较于空 白组 ， 各佳 固士涂量 混凝土吸水系数分别下降了 ： 3 1 4 、 4 9 1 、 6 7 4 。 见 图7 。 佳 固士涂 量 ( mL m 1 图 7 相对于空白组两指标百分比的变化趋势 从 图 7可见 ： 两 指标的变化趋势一致 ， 均 表征这混凝 土的防水抗渗性 随着佳固士涂量的增加而提高 ， 同时随着 涂量的增加 ， 各指标百分 比增量逐步减小。 据此 ， 佳 固士涂 量达到一定量后 ， 混凝土抗渗性将趋于稳定。 4结 论 ( 1 ) 佳固士能显著提高混凝土的抗渗强度 ， 且具有一 定的修复性能。 在在第一次抗渗试验中， 喷涂佳固士混凝 土试块 的抗渗强度最高达到 了 1 2 MP a ， 相较于空白组 ， 抗 渗强度提高了 1 0 0 。 在第二次抗渗试验中 ， 喷涂佳 固士混 凝土试块 的抗渗强度最高达到了 1 1 MP a ， 远高于未 喷涂 佳固士混凝土的抗渗强度 0 2 MP a 。 ( 2 ) 佳 固士能显著减小混凝土 的吸水能力 ， 且 吸水系 数随佳 固士涂量 的增加而减小 。 相较于空 白组 ， 吸水 系数 减小的最大百分 比达到 6 7 4 。 ( 3 ) 混凝土的抗渗强度和吸水 系数两指标在本次试验 中具有较好的一致眭， 两者表征的混凝土抗渗性变化一致。 参考文献： 1 张鹏 ， 戴建国， 赵铁军， 等 带裂缝混凝土的吸水性能及防水处 理的影响 J 建筑材料学报 ， 2 0 1 0 ， 1 3 ( 1 ) ： 7 0 7 4 2 3赵铁军 混凝土渗透性 M 北京 ： 科学出版社 ， 2 0 0 6 ： 1 2 1 1 4 9 3 D A I J G， AI Y， Y O K O T A H V a ri o u s s u rf a c e i m p r e g n a t i o n t r e a t m e n t s o f p r ec o n d i t i o n e d c o n c r e t e s u b j e c t e d t O s e a w a r i mm e r s i o n t e s t J R e s t o r a ti o n o f B u i l d i n g s a n d Mo n u me n t s ， 2 0 0 7 ， 1 3 ( 4 ) ： 1 2 1 2 1- 4 余剑英， 王桂明 Y J H渗透结晶型防水材料耐化学侵蚀和冻融 循环的研究 J 中国建筑防水， 2 0 0 4 ( 1 O ) ： 1 3 1 5 5 刘腾飞 水泥基渗透结晶型防水材料功能及组分作用分析 D 北京 ： 清华大学 ， 2 0 1 1 6 巩运 丽 水 性渗透型无机 防水剂对防水 混凝土性 能影响研 究 D 长沙： 中南大学， 2 0 1 2 7 3 K R US M ， S E D L B A U E R K， R U C K E R P R e d i s t r i b u ti o n o f t h e p o r e w a t e r i n t h e c e me n t g e l o f c o n c r e t e A T r a n s p o r t in C o n c r e t e Na n otO Ma c r o s t r u c t u r e c F r e i b u r g ： A e di fi c a ti o P u b l i s h e r ， 2 0 07 作者简介 ： 联 系地 址 ： 联 系电话 ： 廖文兵( 1 9 8 8) ， 男 ， 硕士研究生 ， 主要研究方 向： 结 构工程。 新疆乌鲁木齐市 延安路 1 2 3 0号 新疆大学( 南校区) 建筑工程学院( 8 3 0 0 4 7 ) 1 5 1 9 91 7 9 7 32 1 57