水泥基滲透結晶型防水涂料的研制及性能研究.pdf

1、水泥基滲透結晶型防水涂料是一種通過自身含有的活性組分在硬化水泥石、混凝土的毛細管和微裂縫內(nèi)滲透、反應生成不溶晶體，堵塞毛細管道和微裂紋，從而起到防水作用的防水材料。它具有防水效果持久、自愈合性能好、耐老化、耐化學腐蝕、無毒副作用、對環(huán)境友好的特點，因而具有廣闊的市場前景。 本文根據(jù)水泥混凝土自身的結構特性、化學組分，分析出能夠作為滲透結晶型防水涂料活性組分的化學物質(zhì)必須滿足兩個必要條件：一、必須是可溶于水；二、能夠與混凝土內(nèi)部的

2、游離Ca(OH)2、CaO或Ca2+、[SiO4]4- 、Al(OH)4-等發(fā)生直接或間接反應、生成不溶晶體。在此基礎上并結合對國外R牌成品涂料進行的測試分析，選擇出了一系列可能的活性物質(zhì)。通過對活性物質(zhì)配方涂料進行涂層混凝土抗?jié)B試驗檢驗，選擇出了兩個有效的活性物質(zhì)組合，加入水泥和石英砂后得到了兩種水泥基滲透結晶型防水涂料配方，分別命名為LT涂料和LG涂料。其中LT涂料的基本組分為：TA、NB、JC、YD、精制石英砂和PO42.5R水泥

3、；LG涂料的基本組分為：GA、NNB、EC、精制石英砂和PO42.5R水泥。 利用正交設計實驗方法，對LT涂料的配方進行了初步優(yōu)化。圍繞著正交試驗優(yōu)化出的實驗結果，進行了單因子優(yōu)化試驗，得出LT涂料的最佳配方為：TA 摻量為8.0％，NB摻量為1.5％，JC摻量為1.5％，YD摻量為2.0％，灰砂比為2.0，石英砂顆粒分布范圍為70～140目。為了改善涂料的實際施工性能，加入了表面活性劑（減水劑）。并研究了減水劑種類和摻量對LT

4、涂料性能的影響，結果表明合適種類減水劑的加入，可以較為顯著地改變LT涂料的流動性能、凝結時間，但不會對涂料的防水性能造成顯著的影響。最終確定加入0.25％的JX減水劑。 針對正交試驗所需試驗次數(shù)較多的缺點，采用均勻設計對LG涂料的配方進行優(yōu)化，并利用二次多項式逐步回歸分析方法對實驗結果進行非線性回歸分析，分別針對一次、二次抗?jié)B壓力獲得了合適的數(shù)學模型。運用線性加權法對兩個數(shù)學模型進行多目標優(yōu)化，從而獲得了LG涂料的最佳配方。引入

5、減水劑后，LG涂料的最終配比為——GA摻7.5％；NNB摻3.0％；EC摻5.3％；JZ減水劑摻0.25％；灰砂比為4.0；石英砂顆粒分布范圍: 70～140目。 按著國標GB18445-2001《水泥基滲透結晶型防水材料》對LT涂料和LG涂料的性能進行了詳細的測試，測試結果表明，所研制的LT涂料與LG涂料的各項性能指標均達到或超過了國家標準。而且LT涂料與LG涂料均具有較高的背水面抗?jié)B壓力，涂層破壞后的混凝土基體的抗?jié)B壓力損失

6、很小。在防水性能和自修復能力方面與美國的Penetron401涂料相比，性能相當。混凝土裂縫修補模擬實驗結果表明，對于寬度小于0.3mm的裂縫，LT、LG和Penetron401三種涂料均表現(xiàn)出了良好的裂縫修補能力，而當裂縫寬度達到0.5mm寬時，只有LT涂料和Penetron401涂料具有較好的修補能力，而涂有LG涂料的裂縫基體則幾乎沒有修補效果。對LT、LG和Penetron401涂料進行了抗化學侵蝕測試，測試結果表明三種涂料均具有

7、良好的耐酸、堿、硫酸鹽侵蝕性能，可以在pH值為3.0～12.0的環(huán)境中正常使用，并能夠提高混凝土基體耐酸、堿、鹽侵蝕能力。分別對LT、LG和Penetron401涂層砂漿基體進行了抗凍融循環(huán)試驗，凍融循環(huán)80次后，經(jīng)三種涂料涂敷的砂漿試塊的抗壓強度、抗?jié)B壓力變化率均比空白基體要小得多，表明三種滲透結晶型防水涂料通過在毛細孔道中的結晶作用，密實了基體試塊，從而顯著提高混凝土的抗凍融循環(huán)性能。 利用SEM對LT與LG涂料的涂層砂漿基

8、體進行觀測，在距LT涂層與LG涂層5mm深處發(fā)現(xiàn)了針狀晶體，相同位置的X射線衍射圖表明此處的Ca(OH)2的含量明顯減少。在距涂層50mm深處，則沒有針狀晶體出現(xiàn)，其X射線衍射圖也和空白基體基本相同。這說明LT涂料和LG涂料中的活性成分都能夠滲入混凝土基體內(nèi)部并發(fā)生反應，生成針狀晶體。在實驗養(yǎng)護條件下，滲透的深度至少為5mm，但不能確定是否能夠擴散到距涂層50mm處?；谶@些微觀分析和相關參考文獻，對LG與LT涂料的防水機理進行了探討，