JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂的研发

1、JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂的研发许永彰李庆霖许永彤论文关键词：无机水性渗透结晶混凝土防水防护耐高温论文摘要：本项目研究开发一种喷涂后可有效改善和提高混凝土 性能、对混凝土具有高渗透和持久爱惜功能且耐高温灼烫的无机水性 渗透结晶型高效防水防护剂，论述它的特点及性能。1引言我国的建筑物、构筑物要紧采纳硅酸盐系水泥混凝土浇筑，因硅 酸盐水泥的要紧熟料矿物一一硅酸三钙和硅酸二钙的水化反映产生氢 氧化钙Ca (OH) 2,因此，混凝土中存在较大量的Ca (OH) 2；另外, 混凝土中还存在较多的毛细孔缝，正是由于这些毛细孔缝和Ca (OH) 2的存在，在环境因素(如水、温度循环、干湿循环、C

2、L、S042- 离子等)和侵蚀性介质(如氯盐、硫酸盐等)扩散进入混凝土体内的 作用下，混凝土材料及其构筑物显现劣化与性能衰减等现象，严峻阻 碍混凝土构筑物的外观质量与利用寿命。伴随着城市化进展的加速及工商业的迅猛进展，高层建筑、地下 商场、高速公路、高速铁路、桥梁隧道、口岸码头、污水处置厂等高 品级建筑物及构筑物己经在军事与民用建筑及国家基础设施工程中大 量建设。寻求相应的结构防水方案己经成为工程建设中的紧迫问题， 开发高效新型的对混凝土具有持久防水防护作用的材料成为建材领域 新的研究课题。用于混凝土耐久性防护的涂层材料来源尽管很广，但并非都能知 足混凝土防护的要求。涂层材料至少应具有以下两个

3、特点：（1）涂层 材料自身由于长期暴露在侵蚀环境和有害介质中，经受风吹、雨打.、 日晒和多种外界破坏作用，必需具有专门好的抗侵蚀性和抗老化性。 （2）涂层材料能与混凝土表面良好地结合，并对下一道的外装饰工序 和工程的整体外观无不利阻碍。咱们通过普遍了解国内外防水材料行 情和顺应市场进展趋势需求，总结各类防水材料的性能，深切分析防 水机理及相关优缺点后，立项进行了无机水性渗透结晶型混凝土高效 防护剂的研发，以开发出一种各项技术指标达到理想的均衡状态、具 有良好的防水抗渗、全面防护成效，能够普遍应用于各类海工工程、 桥梁工程等基础设施和工业与民用工程建筑防水防护的新型混凝土爱 惜材料。由福建省宁德

4、市建工防水科技承担的JG无机水性渗透结晶 型混凝土高效防护剂的研究与开发科研项目今年4月26日通过了福 建省科技厅组织的科技功效鉴定，鉴定委员会以为该功效创新性、有 效性强，技术居国内同类研究领先水平。利用该研究功效技术开发的 “混凝土 DPS永凝液”，“JGM1500无机水性渗透型密封防水剂”等 系列产品具有性价比高、操作简便，迎水面、背水面都可施工，完全 能够替代入口产品，己在各类建筑物和构筑物上普遍利用，取得了显 著的经济效益和社会效益，深受用户好评。2技术线路的选择如何使混凝土减低侵蚀、磨损、水溶蚀、盐剥蚀、冻融循环等因 素的破坏作用，延长利用寿命，使其具有密封防水、抗风蚀碳化、耐 酸

5、碱侵蚀、耐高温灼烫等功能是本项目研究的重点也是难点。无机水 性渗透型混凝土高效防护剂的研究开发需要无机化学、有机化学、物 理化学及分析化学等多方面的知识基础，同时还穿插了材料结构及表 而化学等方面的理论基础，产品具有较高的技术含量。咱们确信了 JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂以碱金属 硅酸盐溶液及惰性材料为基料，加入催化剂、助剂，混合反映配制的 技术线路。它不同于传统有机材料，喷涂后不在混凝土表面形成涂膜, 也不同于水泥基渗透结晶型防水材料，它是无机液体，不含水泥粉末; 可渗透至混凝土内部结晶形成永久性防护层，具有与混凝土结构的相 融性；它以水为载体，随着水对混凝土结构孔隙进行渗透，被流

6、渗到 碎结构内部的孔缝中，催化硅酸钙与水泥水化反映进程中析出的 Ca（OH）2与硅酸钙交互反映，形成了不溶于水的枝蔓状纤维结晶物， 在混凝土结构内部吸水膨胀，使结构中的毛细孔缝取得充盈密实，从 而有效提高了混凝土结构的抗渗水能力，并提高混凝土结构的致密性, 在涂层中起到密实抗渗的作用。随着时刻（一样为17d）的进展， 结晶量递增，在防水涂层中渗透结晶相结合，增强结构整体的抗渗能 力。由于活性化学物质连年后还能被水激活，继续起到催化作用，因 此混凝土结构即使局部受损渗漏（裂痕小于）在结晶作用下，会自行 修补愈归并具有多次抗渗能力，具有渗透性、可封锁水泥砂浆与混凝 土毛细孔通道和裂纹功能的防水防护

7、材料。从而在木质上改变了一般 混凝土结构体积不稳固而再次带来的裂渗。本研究项目开发的产品的技术指标是结合了混凝土工程对防护剂 的要求，参考了国内外同类产品的技术资料、企业标准及有关专家的 意见，同时在国内外要紧生产、经销1500防水剂、DPS永凝液防水剂 企业的产品多次反复实验验证的基础上而制定设计配方的。密度由于防护剂是与砂浆和混凝土内部的碱性物质起反映来封锁毛细 孔的，为了保证有足够的反映物，促使凝胶体的生成，咱们研究了产 品的密度。密度不仅反映了产品有效物质的含量，同时密度也与凝胶 化时刻有直接的关系：密度大，凝胶化时刻就短；密度小，凝胶化时 刻就长。国家行业标准规定了防水剂的密度为：I

8、型产品不小于cm 3, H型产品不小于cm 3。密度检测依照GB/T8077 2000混凝土外加剂 匀质性实验方式中款周密密度计法进行，直接测试液体样品。经福 建省建筑工程质量检测中心抽样检测，JG无机水性渗透结晶型混凝 土高效防护剂的密度为cm3。值防护剂是直接用于砂浆、混凝土砂浆和混凝土表面的，产品的pH 值须与硅酸盐水泥的pH值基一致。因为产品只有在该pH值条件下， 才能与砂浆和混疑土内部的碱性物质起反映；同时又不侵蚀混凝土、 不对钢筋产生锈蚀。国家行业标准规定防水剂pH值I型产品在13± 1的范围内，I1型产品在11±1的范围内。此pH值与硅酸盐水泥的 pH值大体一

9、致，能保证防水剂对水泥砂浆或混凝土的适应性的同时增 加建筑物表层的碱度，提高其耐久性。pH值检测依照GB/T8077 2000混凝土外加剂匀质性实验方式第7章规定进行。经福建省建筑工 程质量检测中心抽样检测，JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护 剂的pH值为12o粘度粘度是通过操纵碱金属硅酸盐溶液基料、添加剂、稀释剂含量来 决定的，操纵粘度对催化剂的性能及原料之间的匹配性提出了要求， 因为粘度越高，防水剂的渗透性越差，渗透所需的时刻会增加。在保 证有效物质含量的同时，适宜的粘度才能有良好的渗透性。国家行业 标准粘度规定在（土）范围内，粘度测定按GB1723-1993涂料粘度 测定法中款规定进行

10、。经福建省建筑工程质量检测中心抽样检测, JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂的粘度为。表面张力表面张力的大小要紧由催化剂的性能及加量所决定。在防水剂具 有优良的水溶性的情形下，较小的表面张力有利于增加防水剂对水泥 砂浆及混凝土的渗透能力，并能提高其与砂浆、混凝土内部物质的反 映能力，并能提高其与砂浆、混凝土内部物质的反映能力，因此表面 张力是操纵防水剂性能的一项重要指标。表面张力检测依照GB/T8077-2000混凝土外加剂匀质N性实验 方式第8章规定进行。直接测试液体样品，被测溶液的温度为（20 ±1）,被测样品必需清澈，如有沉淀应滤去。国家行业标准提出的 表面张力确信操纵值：

11、I型产品为不大于26mN/ni, II型产品为不大于 36mN/mo经福建省建筑工程质量检测中心抽样检测，JG无机水性渗 透结晶型混凝土高效防护剂的表面张力为限凝胶化时刻凝胶化时刻是指水性渗透型无机防水剂与水泥建筑物中碱类物质 反映所需的时刻。反映过快，过早封锁毛细孔通道，使渗透深度降低; 过慢，那么延长了施工时刻，同时也说明参与反映的活性物质的浓度 偏低，二者都会使防水成效减弱。检测凝胶化时刻的方式是在Ca （OH） 2溶液中加入离子水，用玻 璃棒搅拌2min,均匀后缓缓注人防水剂试样，随即开始计时，匀速搅 拌5min后静置。将玻璃烧杯左右轻晃，观看其液面波动情形，以试样 液面开始产生凝胶并

12、与烧杯壁呈粘附状为初凝时刻，以烧杯倾斜45° 角试样表而无流动呈完全凝胶状时所需时刻为终凝时刻。以三次试样 测试平均值表示初、终凝胶时刻，精准至min。凝胶化时刻I型产品 初凝：（120±30） min,终凝：（180±30） min； II型产品由于初凝不 明显，终凝操纵在400min之内。经福建省建筑工程质量检测中心抽样 检测，JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂的凝胶化时刻为 初凝：105min,终凝：160nlin。抗渗性抗渗性是防水剂性能指标中最重要的指标，能直接反映其渗透结 晶成效的好坏。产品应用的抗渗性成效可采纳测试渗入高度的方式判 定，渗入高度越

13、小，抗渗性越好。但必需指出的是，测试用混凝土试 件抗渗能力的提高幅度与基准试件抗渗品级有专门大关系，原抗渗品 级较低的混凝土，涂刷防水剂后抗渗能力提高的幅度就较大。故有必 要确信基准混凝土的配合比，在此配比下，采纳混凝土抗渗实验仪， 按GBJ82抗渗实验方式进行测试。其指标值为：在水压时渗人高 度I型产品不大于30mm, II型产品不大于35mm。经福建省建筑工程质 量检测中心抽样检测，JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂 的抗渗性为27mm。贮存稳固性贮存稳固性是在必然贮存期内（自产品生产之日起12个月）产品 性能的稳固性。通过急冷（-10）、急热（50） 10个冷热循环.观 看其外观是不

14、是自絮凝、沉淀及色泽转变，若是没有转变那么产品合 格.若是有絮凝、沉淀及色泽转变现象，那么要再测定其凝胶化时刻, 以仍符合技术指标规定要求为合格，不然判定产品不合格。经福建省 建筑工程质量检测中心抽样检测，采纳上述方式对JG无机水性渗透 结晶型混凝土高效防护剂进行10个冷热循环的贮存稳固性实验，外 观无转变，符合国家行业标准要求。3 .耐久性、防护性等验证方案咱们通过研究对照，通过反复多次实验研究解决了技术关键和难 题，并委托福建省建筑工程质量检测中心对产品进行耐久性检考试证, 取得了相关重要数据。试件的成型及养护：混凝土配合比基准与对照试件混凝土配比为:炼石水泥W/C每3m混凝土材料用量（k

15、g）水泥水中砂碎石()3171906541189混凝土采纳80热水法加速养护24h后放入实验室中放置24ho标准实验条件标准实验条件：温度（20±3） 实验方式被检试件迎水面浸入样品中，液面高度为高出迎水面10mm,浸泡 24h后放置实验室中24h,另基准样也放置实验室中24ho耐碱性：饱和氢氧化钙168h,对照浸泡后试件和基准试件表面是 不是有粉化、裂纹；耐酸性：1%盐酸溶液浸泡168h,对照浸泡后试件和基准试件表 面是不是有粉化、裂纹；氯离子扩散系数参照CECS01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南进行，对照浸泡后试件和基准试件的氯离子扩散系数；混凝土碳化实验依据GBJ82

16、-85一般混凝土长期性能和耐久性 能实验方式进行，对照浸泡后试件和基准试件碳化7d、14d的碳化 深度；耐高温性能（135）：将准各好的试件放置设定为135的干燥烘箱中30min后掏出放置实验室待冷却后和基准实验一 同做抗渗实验，对照浸泡后试件和基准试件的渗透高度。4 .结果与分析经福建省建筑工程质量检测中心检测，得出性能指标详见表一、 表2。表1JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂产品检测结果检测项目JC/T1018-2006 指标要求I1型外观无色透明、无气体无色透明、无气体密度，g/cm3 , 2PH值13±111±112粘度，s±表面张力/mN/m, W

17、胶凝化时刻，min初凝120±30105终凝180±30W400161抗渗性/渗入高度，mm, W303527贮存稳固性，10次循环外观无转变符合要求表2浸涂JG无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂后对混凝土性能阻碍检测结果对照项目未浸涂无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂混凝土性能浸涂无机水性渗透结晶型混凝土高效防护剂混凝土性能耐碱性（饱和氢氧化钙溶液中168h）有粉化、无裂纹无粉化、无裂纹耐酸性（1%盐酸溶液中168h）有粉化、无裂纹无粉化、无裂纹氯离子扩散系数X10-12 m2/sX10-12 m2/s碳化深度/mm7d23828d#12常温(20±3),渗入高

18、度27耐高温(135 , 30nlin),渗入高度27耐酸碱性别离利用饱和氢氧化钙和1%盐酸溶液浸泡试件168h,对照发觉未 浸涂本产品的试件表面有粉化，浸涂本产品的试件无转变。实验结果 说明，本产品具有良好的耐酸碱性，对混凝土有良好的防护作用。耐久性评判混凝土耐久性的一项重要指标是混凝土的氯离子扩散系数。 对照发觉未浸涂本产品的氯离子扩散系数为x 10-12m2/s,大大高于浸 涂木产品的氯离子扩散系数X10-12m2/s。实验结果说明，在混凝土表 面喷涂木产品，可有效抗击混凝土氯离子渗透的能力，即改善了混凝 土耐久性。抗碳化能力对照浸泡后试件和基准试件碳化7d、18d的碳化深度，发觉未浸 涂本产品的试件渗入深度远远高于浸涂本