浅谈水性密封防水剂对混凝土性能的影响

data-full-width-responsive="true"> 　混凝土材料由于诸多的优越性已被广泛用于土木工程之中。但是随着使用时间的增长,使用地域的不同以及环境的变化,混凝土及混凝土结构的腐蚀和破坏也给世界各国人民带来了巨大的损失,给人民的生产生活带来了诸多不利的影响。为了提高混凝土耐久性,一方面可以从混凝土本身去寻找解决办法;另一方面主要从外部角度来采取措施,隔离或减缓外部侵蚀性物质的侵入,从而达到保护混凝土的目的。在混凝土表面涂刷涂料是既简单经济,又效果好的一种方法,特别是对已建成的结构进行补强时,其优点更为突出。其中,水性密封防水剂作为一种新型绿色防水剂,在国内已广泛使用。1 　机理水性密封防水剂适用于硬化硅酸盐水泥混凝土,它具有极强的渗透能力,很容易渗透到混凝土内部3 cm 以上。它以液体形式渗透,能与大量存在于硅酸盐水泥混凝土内的游离碱、碱性水化物接触,几乎在瞬间发生化学反应,将自身由液体转化成与水泥水化产物(水化硅酸钙) 的组成和性能非常相似的一种不溶、非膨胀固体凝胶体,填补于水泥混凝土内部细小的微孔和缝隙内,进而封闭其毛细孔道。这使得混凝土能形成一个整体密实的防水层,同时混凝土的表面性能得以改善,抗腐蚀能力增强。在这里选取美国格雷士公司生产的常青(Lifetimecrete) 牌密封增强液系列产品中的Seal100 进行试验。2 　原材料和配合比2 1 　原材料水泥:42 5 级普通硅酸盐水泥。粗集料:4 75 mm～19 mm 粒径,卵石。细集料:小于4 75 mm 粒径,中砂(河砂) 。涂料:Lifetimecrete-Seal100 。2 2 　配合比配合比见表1 。3 　试验方法3 1 　混凝土抗压强度试验边长150 mm 立方体标准试件,其中6 个作为基准试件,6 个作为Seal100 处理试件,成型后24 h 脱模,用钢丝刷刷净各面清除油污,并清洗干净。放入标准养护室内养护至28 d 龄期。取出以上试件放入温度20 ℃,相对湿度55 %～65 %空调房中,待表干后任选6 个试件作为处理试件,将其置于水平桌面上,试件的涂刷面朝上。用毛刷蘸取Seal100 以单位面积用量0 22 L/ m2 均匀涂刷。在试件下垫两根直径12 mm 的钢筋,以保持试件已涂刷面不接触桌面。7 d 后按照J TG E3022005 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程T 055322005 水泥混凝土立方体抗压强度试验方法进行试验。3 2 　混凝土渗水高度试验按标准方法制备的混凝土试件,上端面直径175 mm ,下端面直径185 mm ,高150 mm ,成型后24 h 脱模,用钢丝刷刷净两端面、清除油污,并清洗干净放入标准养护室。养护至28 d 龄期,取出试件,一组6 个,任选3 个作Seal100 处理试件,剩余3 个作基准试件。将试件放入温度20 ℃,相对湿度55 %～65 %空调房中,底面朝上,并用钢丝刷刷洗干净,待表干后用毛刷蘸取Seal100 以单位面积用量0 15 L/ m2 均匀涂刷,待表干后以0 10 L/ m2 单位面积用量涂刷第二遍。1 d 后按照J TG E3022005 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程T 056922005 水泥混凝土渗水高度试验方法进行试验。恒压0 8 MPa ,24 h 后拆下试件劈开,描出水痕,测量渗水高度。3 3 　混凝土耐磨性试验边长150 mm 的立方体标准试件,成型后24 h 脱模,在标准养护室养护至28 d 龄期,取出试件,一组6 个,任选3 个作Seal100 处理试件,剩余3 个作基准试件。将试件放入温度20 ℃,相对湿度55 %～65 %空调房中,抹平面朝上,待表干后用毛刷蘸取Seal100 ,按0 22 L/ m2 的量均匀涂刷抹平面。7 d 后切割抹平面一端50 mm 高度部分,自然干燥12 h 后,在60 ℃5 ℃烘箱中烘12 h至恒重。试件烘干处理后放置室温,刷净表面浮尘。使用水泥胶砂磨耗试验机按照J TG E3022005 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程T 056722005 水泥混凝土耐磨性试验方法进行试验。3 4 　氯离子扩散系数测定试验(RCM 法)按标准方法直接成型混凝土圆柱体试件,试件直径100 mm ,高50 mm。一组6 个试件,其中3 个作基准试件,3 个作Seal100处理试件,制备两组。试件成型后24 h 脱模,用钢丝刷刷净两端面,清除油污,并清洗干净,然后浸没于标准养护室的水池中。达到21 d 龄期后,将试件从水池中取出,置水平桌面上,抹平面朝上,待表干后,任取3 个试件,用毛刷蘸取Seal100 均匀涂刷抹平面,待表干后均匀涂刷第二遍,两次涂刷后单位面积用量0 25 L/ m2 。第二遍表干后,将3 个基准试件和3 个处理试件放回标准养护室,顶面朝上,并用塑料布支撑覆盖,放置7 d 后即28 d 龄期,按照J TG/ T B0720122006 公路工程混凝土防腐技术规范,采用RCM法快速测定氯离子扩散系数。3 5 　混凝土抗盐冻剥蚀试验按标准方法成型边长150 mm 的立方体试件,成型后24 h 脱模,在标准养护室养护至龄期21 d ,钻芯切割成直径100 mm、高50 mm 的圆柱体片,每个立方体试件可切割出两个圆柱体片,共切割出6 对圆柱体片,以锯切面作为盐冻剥蚀面。取每对圆柱体片中的1 片,共6 片作为Seal100 处理试件,剩下6 片作为基准试件。将试件置于水平桌面上,待表干后,取待处理试件,用毛刷蘸取Seal100 均匀涂刷盐冻剥蚀面,待表干后均匀涂刷第二遍,两次涂刷后单位面积用量0 25 L/ m2 。第二遍表干后,将6 个基准试件和6 个处理试件,放回标准养护室,盐冻剥蚀面朝上,并用塑料布支撑覆盖,既保证没有水直接冲刷试件表面,又保证有足够的湿气或水雾接触试件表面。放置7 d 后即28 d 龄期,将试件用环氧树脂类AB 胶密封入PVC 管中。PVC 管内径103 mm , 高80 mm ,试件非剥蚀面与PVC 管一端平齐,在剥蚀面上形成高约30 mm 的盐溶液池。在PVC 管剩余空间内加水,数小时后检验是否渗漏,不渗漏则开始按照SL 35222006 水工混凝土试验规程中的混凝土抗盐冻剥蚀试验方法进行试验。在低温试验箱中按照规定温度进行冻;在温度20 ℃,相对湿度55 %～65 %空调房中进行融。每5 次循环后收集试件表面剥蚀的混凝土颗粒,烘干称重,共进行50 次循环。4 　试验结果与分析水性密封防水剂的作用原理是在水泥混凝土中沿着毛细孔道及相通微细裂纹渗透,随即与水泥水化过程中产生的Ca (OH) 2 反应生成不溶于水的具有一定强度的硅酸盐,析出其他碱类物质,形成与构筑物融为一体的永久性密封防水层,密实性得到显著提高。1) 经Seal100 处理后的混凝土试件比未经处置的试件平均抗压强度提高10 5 %。涂刷水性密封防水剂后混凝土表面密实度显著提高,因而抗压强度有所增加。2) 经Seal100 处理后的混凝土试件比未经处理的试件平均渗水高度降低22 4 %。水性密封防水剂能彻底封闭毛细孔通道,因而能改善混凝土的抗渗性,尤其对基准渗水压力不高的试件,提高更为显著。3) 经Seal100 处理后的混凝土试件比未经处理的试件单位面积磨损量降低14 5 %。经水性密封防水剂处治的混凝土生成了更多的固体凝胶,密实度大大提高,孔隙率降低,毛细孔的孔径得到了细化,因而混凝土表面耐磨性提高。4) 经Seal100 处置后的混凝土试件比未经处置的试件氯离子扩散系数降低27 7 %和32 5 %。氯离子通过混凝土内部的孔隙和微裂缝体系从周围环境向混凝土内部传递,水性密封防水剂与溶解的Ca (OH) 2 和Mg (OH) 2 反应,生成不溶于水的硅酸盐凝胶体,堵塞内部空隙,封闭毛细孔道,愈合微裂缝,从而阻止了氯离子向混凝土内部传输。5) 经Seal100 处置后的混凝土试件比未经处置的试件单位面积剥蚀量减少32 1 %。盐冻融过程中,由于盐的存在,使混凝土内产生的渗透压增大,饱和度提高,结冰压增大。水性密封防水剂在混凝土内所生成的不溶于水的硅酸盐凝胶体,能堵塞内部空隙,封闭毛细孔道,从而降低混凝土的渗透性,它还能稳定混凝土内部湿度环境,降低混凝土收缩和膨胀,这使得经水性密封防水剂处治过的混凝土能经受一定程度的盐冻融破坏。5 　结语涂刷水性密封防水剂后,混凝土的强度、抗渗性、耐磨性、抵抗氯离子扩散的能力和在盐冻环境下抵抗表面剥蚀的能力均有不同程度的提高,因此水性密封防水剂是一种操作简单,效果较好的混凝土表面保护材料。