渗透结晶型涂料对普通混凝土抗渗性能的影响.pdf

建巍 全 国 中 文 核 心 期 刊 港透结晶 型涂料劝普通混凝土 抗滢性角 苣 日 a 景 兰 响 孙 学志 ( 杭州 良渚城建投资有限公司， 浙江 杭州3 1 1 1 1 3 ) 摘要 ： 混凝土结构因耐久性不足而破坏造成的损失巨大， 而抗渗性能的优劣与混凝土耐久性有着密切的联系。 通过抗渗试验和 氯离子渗透试验研究混凝土涂覆渗透 结晶型 防水涂料后 ， 混凝土试件抗渗性 能的变化情况 。 关键词 ： 渗透结晶型涂料； 混凝土； 抗渗性 中图分 类号 ： T U 5 6 + 1 6 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 5 3 0 3 Th e i n f l u e n c e o f c a p i l l a r y c r y s t a l l i n e c o a t i n g o n t h e a n t i - p e r me a b i l i t y o f o r d i n a r y c o n c r e t e s UN Xu e z h ( H a n g z h o u L i a n g z h u U r b a n C o n s t r u c t i o n I n v e s t me n t C o L t d ， Ha n g z h o u 3 1 1 1 1 3 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ) 0 概述 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，甚至可以说有 时渗透性对耐久性起着决定性的作用l l 】 。 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，与混凝土组分起化学作用生成渗透结晶物并堵塞孔 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。 本文通过抗渗试验和氯离子渗透试验，研究了市场上广 泛使用的几种渗透结晶型防水涂料对混凝土抗渗性的影响， 也横向比较了试验用的几种渗透结晶型防水涂料的使用效 果。希望能对渗透结晶型材料的推广使用提供一些有价值的 参考。 l 试验材料 ( 1 ) 水泥为普通硅酸盐水泥， 混凝土配合比见表 1 。 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目( 5 0 5 3 8 0 6 0 ) ； 深圳市土木工程重点实验室资助项 目 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 - 1 2 作者简介 ： 孙学志 ， 男 ， 1 9 7 7年生 ， 硕士 。地址： 杭州市余杭区 良渚镇 E ma i l ： 6 3 4 0 5 2 3 0 6 q q e o m 。 表 1 混凝土配合 比 k g ( 2 ) H M 1 5 0 0 无机水性水泥密封防水剂为南充市某防水 防腐材料厂生产、 经销。 ( 3 ) J T C C C W水泥基渗透结晶型防水涂料为南京某建筑 防水有限公司生产、 经销。 本文选用J T - C C C W I 型和J T C C C W 型2 种涂料。 该涂料的防水机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化学物质以水为载体， 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缝中吸水膨胀， 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 试验方法 2 1 抗渗试验 基准混凝土的抗渗压力一般在0 8 M P a 以上， 再加上涂层 作用使试件的抗渗能力有了进一步的提升， 这种情况下用透水 与否来判定试验结果有很多的不确定性闭 ， 况且本试验只为横 向比较相对的抗渗能力， 所以用渗透深度来比较更符合实际。 N E W BUl L D J NG MATE RI AL S 53 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 孙学志： 渗透结晶型涂料对普通混凝土抗渗性能的影响 2 1 1 混凝土试样制备 按G B ， I 5 0 0 8 2 - 2 0 0 2 普通混凝土长期性能和耐久性能 试验方 ； 的规定成型普通水泥混凝土试件， 6 个试样为 1 组。 将已 成型的混凝土试件按规定在温度( 2 0 2 ) o c 、 湿度9 5 以 上的标准养护室养护， 静置1 d 脱模， 脱模后用钢丝刷将试件 底面刷毛、 清除油污和浮浆， 清洗干净并除去浮水， 再重新放 入养护室继续养护。 标养 1 4 d ( 从制件放入标养室开始算起) ， 供涂刷渗透结晶型防水涂料和J M 1 5 0 0 无机防水剂用。 2 1 2 涂刷 ( 1 ) 水泥基渗透结晶型防水涂料( 包括S C 1 和S C 2 ) 参照产品使用说明以m( 粉剂) ：m( 水) ： 5 ： 2 的比例配置成 使用涂料，然后在混凝土处于饱和面干状态时开始用毛刷均 匀涂刷， 通过控制涂料使用量实现对涂料厚度的基本控制。 尽 量使涂料用量保持在 1 0 k g m 2 以上，以满足产品说明要求， 达到最佳效果。 ( 2 ) H M1 5 0 0 无机水性水泥密封防水剂 在试件处于干饱和状态时， 将试件置于水平桌面上， 试件 的被涂面垂直于桌面。用毛刷蘸取H M1 5 0 0 无机水性水泥密 封防水剂， 由上而下在试件被涂面上均匀涂刷 5 7次， 保持 被涂面至少持续5 S “ 看上去是湿的” 。记录下每个试件表面 的防水剂用量。每次重新涂刷都用相同的控制方法。涂刷2 遍。 2 1 3 涂刷后试件的养护 用塑料袋密封包装后放在温度( 2 0 2 ) 的条件下养护。 涂层龄期从涂层试件进入养护室养护时起，到取出 进行抗渗 试验或氯离子试验时止。 2 1 。 4 抗渗试验 在涂层龄期为4 2 d时， 按照G B f r 5 0 0 8 2 -2 0 0 2 普通混 凝土长期性能和耐久性能试验方法 抗渗性能试验的相关要 求， 将试件安装到钢模内， 再固定到仪器上。 分3 次加压， 每次 增加0 8 M P a 的压力， 保持8 h 。然后用压力机将试件从中间 劈开( 见图 1 ) ， 测量渗透深度。 6 个试样 1 组， 取其平均值为此 种涂层试件的渗透深度。 图 1 抗渗试件渗透面 2 2 氯离子渗透试验 A A S H T O仞 7 试验的具体方法是： 5 0 m m厚 1 0 0 m m直 5 4 新型建筑材料 2 0 1 1 4 径的水饱和试件两端水槽分别用 3 0 N a C I 溶液和0 _ 3 m o l L 的N a O H溶液， 在6 0 V的外加电场下持续通电6 h ， 以该时间 内通过混凝土电量的高低来判断混凝土抗氯离子渗透能力脚 。 将水灰比为0 5 5 ， 尺寸为1 5 0 m m x l 5 0 m m x 5 0 0 m m的混 凝土试件， 标准养护 1 4 d 时取出， 切割成 1 5 0 m m x l 5 0 m m x 5 0 m m的试验用试件， 并在单面涂刷涂料， 涂刷方法及涂刷后的 试件养护同上。 在涂层龄期为5 6 d 和8 4 d 时取出按试验要求 进行试验。 3 试验结果及讨论 3 1 抗渗试验 3 1 1 试验结果 本试验分别测试了水灰比为0 5 5 、 0 6 0 和0 6 5 的普通混 凝土试件经涂刷2 遍涂料，涂层龄期为4 2 d 时的渗透深度， 结果见表 2 。 表 2 不同水灰 比时各试样的渗透深度 mm 从表2 可以看出： ( 1 ) 经涂刷渗透结晶型涂层后试件的渗透深度相对于基 准试件均有大小不等的减小。 ( 2 ) 抗渗效果从优到劣的次序为H M 1 5 0 0 、 J I I- C C C W I 型、 J T - C C C W 1 1 型。 ( 3 ) 随水灰比的增大， 无论是基准件还是涂有涂层的试件 其渗透深度都有不同程度的增加。 3 1 2 讨论 ( 1 ) 涂刷渗透结晶型涂料的试件， 渗透深度均比基准件小 的主要原因是： 涂料在试件的表面和表层形成了起阻止渗透 的物质， 从而不同程度地提高了混凝土的抗渗能力。 ( 2 ) I - I M 1 5 0 0 、 J T - C C C W I 型和T - C C C W 型抗渗能力不 同是由各自的作用机理不同造成的， 相对而言， H Ml 5 0 o 较大 地提高了试件的抗渗能力。 ( 3 ) 水灰比增大， 渗透深度亦增大的主要原因是： 基材混 凝土的孔隙率随水灰比增大而增加导致的，这和混凝土的基 本性质相符。 3 2 氯离子渗透试验 3 2 1 试验结果 在涂层龄期为5 6 d 及8 4 d 时分别进行氯离子渗透试验， 有涂层的一面置于N a O H溶液中。6 h的通电量见表3 ， 电流 变化分别见图2 、 图3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 孙学志： 渗透结晶型涂料对普通混凝土抗渗性能的影响 表 3 6 h的通 电量 采 样 时 间 m i n 图 2 涂层龄期 5 6 d电流变化 采 样 时 问 mi n 图 3 涂层龄 期 8 4 d电流变化 3 2 2讨 论 ( 1 ) 从表3 可以看出， 涂层龄期8 4 d 时， 各组试件的通电总 量相对于龄期5 6 d 试件均有降低。 这主要是因为混凝土试件自 身随龄期的增长孔隙随之减小， 增强了 混凝土的抗渗透能力。 ( 上 接 第 4 3页 ) 5 】 C h o i S S ， N a h C， L e e S G， e t a 1 E ff e c t o f fi l l e r fi l l e r i n t e r a c t i o n o n r h e o l o g i c a l be h a v i o u r o f n a t u r a l r u b b e r c o mp o u n d s fil l e d wi t h b o t h c a r b o n b l a c k a n d s i l i c a 【 J J P o l y mI n t e r ， 2 0 0 3 ， 5 2( 1 ) ： 2 3 - 2 8 6 】 Ma n d a l U K， A g g a r w a l S S t u d i e s o n rub b e r fi l l e r i n t e r a c t i o n i n c a r b o x y l a t e d n i t r i l e r u b b e r t hr o u g h mi c r o h a r d n e s s me a s u r e me n t P o l y mT e s t ， 2 0 0 1 ， 2 0 ( 3 ) ： 3 0 5 3 1 1 7 】 F r o h l i c h J ， N i e d e r m e i e r W， L u g i n s l a n d H D T h e e ff e c t o f fi l l e r - fi l l e r a n d fil l e r e l a s t 0 me t i n t e r a c t i o n o n r u b b e r r e i n f o r c e me n t J C o m p o s i t e s P a r t A， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 4 ) ： 4 4 9 4 6 0 【 8 】 B l o w C M P o l y me r p a r t i c u l a t e fi l l e r i n t e r a c t i o n - t h e b o u n d rub - b e r p h e n o m e n aJ 1 P o l y me r ， 1 9 7 3 ， 1 4 ( 7 ) ： 3 0 9 3 2 3 【 9 C h o i S S ， K i m I S F i l l e r p o l y m e r i n t e r a c t i o n s i n fi l l e d p o l y b u - t a d i e n e c o m p o u n d s J E u r P o l y m J ， 2 0 0 2 ， 3 8 ( 6 ) ： 1 2 6 5 1 2 6 9 ( 2 ) 从表 3 还可看出， 通电量数据显示大部分涂刷涂层试 件的通电量比基准件还要大。 这与常理不符。 主要原因是： 渗 透结晶型涂层产生了易导电物质。 至于这些物质对氯离子渗 透试验产生的具体影响还需进一步研究。 ( 3 ) 从图2 及图3 可以看出， 采样的平均电流量是逐步趋 稳的， 说明试验操作满足试验规范相关要求。 4 结语 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。 渗透结晶型涂层能提高混凝土的抗渗性能， 从而改善普通 混凝土的耐久性。 用渗透深度法和氯离子渗透法研究不同水灰比 涂刷渗透 结晶型涂料混凝土试件的抗渗情况表明， 涂层对抗渗性的提 高均有贡献。 氯离子渗透法得出了有涂层的通电量大于基准 件通电量这一结论， 原因主要是渗透结晶产物提高了混凝土 试件的导电性。 这也告诉我们： 用氯离子渗透法来研究渗透结 晶型材料对混凝土抗渗性能的影响需要慎重。 参考文献 ： 1 李春生 ， 刘艳博 ， 刘颖 ， 等 混凝土抗渗性能试验 的探 讨 J J 辽宁建 材， 2 0 0 7( 8 ) ： 4 2 4 3 2 】 王莹 浅谈水泥基 渗透结 晶型 防水材料标准及性 能指标 J l _化 学 建材 ， 2 0 0 5 ， 2 1 ( 6 ) ： 2 8 2 9 3 】 巴恒静 ， 张武 满， 邓 宏卫 ， 等 评 价高 性能混 凝土耐 久性综合 指 标抗 氯离子渗透性及其研 究现状 混凝 土， 2 0 0 6 ( 3 ) ： 3 - 4 A 1 O 崔蔚 ， 曹奇 ， 贾 红兵 ， 等 纳米 A1 2 03 炭黑 并用增强天 然橡胶 J 】 合成橡胶 工业， 2 0 0 2 ， 2 5( 5 ) ： 3 0 0 3 0 3 1 1 贾红兵 ， 金志 刚， 文威 ， 等 纳米 白炭黑一 炭 黑并用对 S B R硫化胶 性 能的影 响【 J J _ 橡胶 工业， 2 0 0 0 ， 4 7( 9 ) ： 5 1 5 5 1 9 【 1 2 K o h l s D J ， B e a u c a g e G R a t i o n a l d e s i g n o f r e i n f o r c e d rub b e r J J C u r t O p i n S o l i d S t a t e Ma t e r S c i ， 2 0 0 2 ， 6 ( 3 ) ： 1 8 3 1 9 4 【 1 3 姚 晓宁 ， 张军 营， 齐士成 ， 等 纳米 碳酸钙补 强硅烷 化聚氨酯密 封胶的研究【 J 】 橡胶 工业， 2 0 0 7 ， 5 4( 1 2 ) ： 3 5 3 9 【 1 4 王 跃林 ， 伍青 ， 杜荣昵 ， 等 纳米碳 酸钙粒 子在硅酮 密封胶 中的 增强作用 J 扃 等学校 化学 学报 ， 2 0 0 2 ， 2 3( 1 O ) ： 2 0 1 1 - 2 0 1 3 【 1 5 】 田军涛 ， 许炳才 非炭黑橡胶 补强填料 的应用研究进展 f J 1 橡胶 工 业 ， 2 0 06 ， 53( 1 ) ： 52 61 【 1 6 崔运 国， 张 军， 陆春华 ， 等 滑石 粉一 E P DM复合材料 的力学性能 研究I J 1 材料导报 ， 2 0 0 9 ， 2 3( 1 O ) ： 6 2 6 9 A NE W BU J L D J NG N I AT E R J A L S 55 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m