水泥基与水基渗透结晶型防水材料对比分析

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目前在市场上，被普遍使用的主要有水泥基和水基渗透结晶型防水材料，它们与传统材料的显著区别在于，它们的防水原理采用的是化学防水，而且也是渗透结晶型防水材料的主流产品。这两种产品很多方面都具有相似性。它们都是以水为载体促使材料中含有的活性化学物质与混凝土中的碱性物质发生化学反应，形成一种嵌入混凝土毛细孔和微小裂缝中的硅石凝胶体。但由于二者原料组成的差异，导致二者在施工、养护和作用效果上也存在较大的差别。下面就这两种材料进行简明比较。
　　
　　1.原料包装
　　
　　1.1原料组成
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、精细石英砂等为基材，掺入活性化学物质及其他辅料在粉料状态下配制而成的一种刚性防水材料。在这些原料中，催化剂是水泥基渗透结晶防水材料产品的精髓所在，是产品独特性的灵魂。通常，我们将此催化剂称为“特殊的活性化学物质”。由于在很长一段时间内，国内多家建筑材料研究开发机构，都未能在真正意义上成功研制出这类催化剂，所以人们又将此俗称为“进口母料”。按照相关技术指标要求，催化剂在水泥基渗透结晶防水材料生产中所占的比例应达到10％~15％，但很多生产厂家为了节约成本，一般使用的催化剂比例在3％~5％左右，更有甚者，比例低至1％~2％。各生产厂家的产品在质量性能、技术指标等方面的不同，绝大部分原因源于对催化剂是否能规范地使用。目前市场上的水泥基渗透结晶型材料产品和厂家为数不少，但所提供的产品性能和质量却难以一概而论，存在着很大的质量水平差异，原因正在于此。
　　
　　水基渗透结晶型材料是以碱金属硅酸盐溶液及惰性材料为基料，加入催化剂、助剂，经混合反应而成，是具有渗透性、可密闭水泥砂浆与混凝土毛细孔通道和裂纹的功能型防水剂。在配制过程中，这些原料都为液体状态，这较之水泥基的优点在于液体状态下的原料比粉料更易溶合在一起，在与混凝土发生化学反应时不再需要掺入水就能激活催化剂，液体渗入混凝土结构层的孔缝中与其中的无机盐类化学物质发生化学反应会更全面、更彻底，其密闭混凝土毛细孔道的效果会更好。
　　
　　1.2包装储存
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料一般为粉料袋装或桶装，袋装时需用防潮的包装袋，保质期一般为一年。
　　
　　水基渗透结晶型防水材料一般为液体桶装，它属于永久性产品，无保质期限制，只要贮存时盖好，远离热源即可。
　　
　　2施工工艺
　　
　　2.1使用准备
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料使用前需按比例加入水均匀搅拌。
　　
　　水基渗透结晶型材料在使用前只需用力摇匀直至起泡装入喷雾器中即可喷涂。
　　
　　2.2施工要求
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料的催化剂一般在10℃以上可被激活，每平方米用量至少是1.5kg，才能达到0.8mm/㎡涂膜的厚度要求；施工现场不受限制，可以在无通风条件下的室内安全使用，具有天然的成品保护功能。
　　
　　水基渗透结晶型材料的催化剂一般在5℃以上即可被激活发生反应，1kg可喷涂4m2，由于能完全渗透到混凝土的孔隙中，故在混凝土表面不会形成有厚度的涂膜，一般喷涂过量时会在混凝土表面留下白色粉末结晶。
　　
　　2.3施工方式
　　
　　水泥基渗透结晶型材料一般采用刮涂施工、涂刷施工或干撒施工方式。
　　
　　刮涂施工：在刮涂施工法中，调配好灰浆是保证防水质量的关键。一般要清水拌料，拌好的灰浆要在30min内用完。已发硬的灰浆不能再用。要严格掌握好水灰比，一般要求3~4份料加入1份水搅拌均匀才能进行施工。
　　
　　涂刷施工：要调配好灰浆，才能真正起到防水作用。一般要求2~3份料加入1份水搅拌均匀才能进行施工。
　　
　　干撒施工：一般在未浇筑混凝土拌合物前，以撒干粉形式按一定的用量把该产品撒在垫层上，撒干粉时间为浇筑混凝土30min之前。从实际施工情况来看，干撒的施工方法存在着不能整体防水的隐患。因为，当干撒完成后，在浇筑混凝土的时候，水泥基吸收到大量的水，激起其中的活性化学物质发生化学反应，在垫层上的水泥基有可能渗到强度低的垫层中，当然它也有可能渗透到混凝土结构层中。这就难以确保干撒的水泥基能够均一性和同一性地吸附在混凝土结构层下侧，这就导致防水层出现断层现象，不能起到整体防水效果。
　　
　　水基渗透结晶型材料一般采用喷涂的施工方式。施工简单，辅助材料少，速度快，人均施工面积可达1000m2/d。
　　
　　3.养护要求
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料涂刷后的养护十分重要，当水泥基渗透结晶型防水材料涂层固化到不会被喷洒水损害时就可以开始了，必须精心养护1~2天，每天喷洒水3~5次，或用潮湿透气的粗麻布、草席覆盖3天。施工后48h内，要避免雨淋、霜冻、日光暴晒或4℃以下的长期低温，在空气流通不良或不具备通风条件的情况下，要采用风扇或鼓风机械协助通风。一般而言，使用水泥基需养护7天后才能进行其他作业，对于容纳高温热量或腐蚀性液体的设施，要在养护2～3周后再投入使用。
　　
　　水基渗透结晶型防水材料正常的渗透时间为1-2h，终凝时间一般小于400min，所以喷完水基渗透结晶型防水材料30min后可允许轻度触碰；3h后表面干燥时地面便可行走；喷涂24h后可以进行其他作业。
　　
　　4.功能效果
　　
　　4.1防水效果
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料与混凝土结构层发生化学反应的过程，主要是通过水作为载体不断激活水泥基中的活性化学物质渗透到结构层形成硅晶体来密闭混凝土结构层的微细孔缝。这就意味着，水泥基自身形成的涂层是起不到防水作用的。因为只有这一涂层存在孔隙，水才能通过这些孔隙来激活催化剂参加反应，而水泥基自身含有水泥，催化剂在有限的寿命期限内也可能已经与水泥基自身反应形成凝胶膜。显而易见，有效渗透到结构层的材料少之又少。同时，由于水泥基自身的支撑体是由水泥和砂浆构成的，其强度与混凝土存在相当的差异，故使水泥基涂层与结构层存在分层的危险，难以达到整体防水效果。
　　
　　水基渗透结晶型防水材料由于是水性防水材料，具有亲水性，喷涂即可渗透到混凝土中15~40mm，常规混凝土内部所含的碱量至少是表面区域的361倍，水基渗透结晶型防水材料能够渗入到混凝土内部并与碱在有水条件下发生化学反应生成硅凝胶，覆盖毛细孔道。这层硅凝胶经水化变成坚固、透气、玻璃针状结构的物质充满混凝土表面下的所有毛细孔隙，其生成物成为混凝土永远的一部分而不仅仅是表面的涂层，它的渗入能减少混凝土中的碱含量，减缓水泥中的碱和集料中的碱活性矿物成分发生化学反应，并在渗透过程中析出混凝土中的余量水物质和其他杂质，防止外来有害物质的侵入，延缓混凝土的碳化过程，减轻了混凝土的盐碱破坏和腐蚀。只要有水存在，该过程就会不断重复，直到混凝土完全被密封。它既可以永久防水防潮、抗冻、抗渗，又能缓解混凝土碱骨料反应，密封过的混凝土仍然能够“呼吸”。但由于水基渗透结晶防水材料不改变混凝土表面的分子结构，所以水滴在混凝土表面仍显示湿润现象，其防水效果不能直观看到，需要借助水基渗透结晶型防水材料前后抗渗性对比，才能了解其防水效果。水基渗透结晶型防水材料有极好的渗透性，喷涂水基渗透结晶型防水材料后的混凝土试件的抗渗能力可以从原来的S7提高到S11以上。水基渗透结晶型防水材料还能起到保护混凝土的作用，防止养护过程中出现裂缝。对已固化后的混凝土裂缝，具有超强的愈合能力。另外，该防水层形成后不易受损，表面无需任何防护。所以说，水基渗透结晶型防水材料所起到的防水效果是一个整体的防水效果。
　　
　　4.2兼容性功能
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料由于有涂层厚度在一定程度上减少外应力对混凝土结构层的破坏；符合环保标准，无毒、无公害。
　　
　　水基渗透结晶型防水材料除起到一般防水材料所具有的防水功能外，还能防潮、防尘，阻止细菌和霉在混凝土表面的产生；提高混凝土表层的耐用性，不改变和影响混凝土颜色、水泥表面处理漆色彩与结构。它的应用领域不仅仅限于防水工程范围，对混凝土路面、高速公路、铁路桥墩、桥梁，喷涂过水基渗透结晶型防水材料的，其抗污染能力显著增强，极易清除冰雪，不粘结。可以解决北方地区冬季由于路面桥面积雪需喷洒大量盐水而造成混凝土、钢筋腐蚀破坏和恶化生态环境的问题。所以，对水基渗透结晶型防水材料所起到的作用来说，它不仅起到一个整体防水的效果，而且兼具有多重功能，它是混凝土的优良保护剂。
　　
　　5.催化剂的差异
　　
　　尽管水泥基和水基渗透结晶型防水材料都归属化学反应的渗透结晶型防水材料，也都有各自的活性化学物质即催化剂，但是附在这两种材料的催化剂从化学成分、化学结构及促进反应的化学性质相差甚远。
　　
　　水泥基渗透结晶型防水材料的催化剂是由粉料构成的，在催化剂激活之前，不能有明水，这就要求水泥基材料需要用封闭的容器包装，因为只要在含水的状态下，水泥基的催化剂就容易激活，产生化学反应，并且使产品失效。平心而论，目前国产水泥基的产品主要分两种：

　　进口国外核心母料，其余组分国内合成包装；

　　包括活性化学物质也在国内采购，再与其余组分合成包装。严格意义上说，水泥基的活性化学物质目前国内所能提供的该类产品其化学性能和质量及相应的化学结构和中间体的配制完全不能与西方国家水泥基的活性化学物质相比较。正因为国内催化剂生产单位到目前为止尚未生产出具有自主专有技术含量的同类型催化剂，所能提供的都是以替代品居多，故合成后的水泥基防水材料虽然在市场的价格较低，但在工程上的使用都造成了不良的后果。这类纯国产的水泥基防水材料是利用了GB18445-2001标准的缺陷在市场上滥竽充数，牟取暴利。
　　
　　水基渗透结晶型防水材料的催化剂，是由水溶液配制而成的，它的原液本身就含有水，并且在水的常温状态下，只要没有空气，就不会激活，即使暴露在空气当中，也需要有相当的时间才会由于水的蒸发而产生晶体，从而保证水基性的渗透结晶型材料在密闭容器下可以长时间存放，而不会变质。这一类型的催化剂，它的激活反应，必须借助外部的空气，而且还需要有反应物的存在，才能促成其化学反应，达到整体防水的效果。
　　
　　6.结束语
　　
　　不可否认，我们对水泥基渗透结晶型防水材料和水基渗透结晶型防水材料这两种新的化学机理的防水材料还需不断加以消化和吸收，对其化学性能和化学反应机理，还需进一步分析与探讨。在具体的应用和实践当中，水基渗透结晶型防水材料施工简单方便，无需养护，渗透效果显著。考虑到实际工程应用中的气候、工期、工人施工技术等综合因素，水基渗透结晶型防水材料在各类型工程中更应被广泛使用。