新型水性渗透结晶防水剂的配方及应用性能研究

data-full-width-responsive="true"> 受地域及外界环境的影响，混凝土结构易遭到腐蚀和破坏，进而缩短其使用寿命，故混凝土结构的耐久性越来越受到工程领域的关注。用于混凝土耐久性防护的涂层材料来源虽然很广，但并不都能满足混凝土防护的要求[1-2]。水性渗透结晶防水剂是一种新型绿色防水材料，由于其具有优良的性能，已在不同的建筑领域（如水坝、隧道、地下室及桥梁等）得到广泛应用[3-4]。本文在分析了国内外各种防水剂优缺点的基础上，通过试验确定了新型水性渗透结晶型防水剂的最佳配方，并考察了该防水剂对混凝土抗渗性、抗收缩性及力学性能的影响。1 试验部分11 试验原料氢氧化铝、甲基硅酸钾、羧酸单体、丙二醇、去离子水、表面活性剂，均为市售工业级。12 新型水性渗透结晶防水剂的合成将甲基硅酸钾加入去离子水中，升温溶解后加入一定量的氢氧化铝及丙二醇，搅拌溶解，保温1 h，然后在此温度下加入羧酸单体反应2 h，降温，过滤除去不溶物，在滤液中加入表面活性剂，搅拌溶解后得到澄清透明溶液，即为新型水性渗透结晶防水剂。参照JC/T 10182006《水性渗透型无机防水剂》标准对该防水剂进行性能检测，结果见表1。13 性能测试131 抗渗性能测试依据JC/T 10182006《水性渗透型无机防水剂》中抗水渗透试验方法测试新型水性渗透结晶防水剂的抗渗性能。水渗入试件的深度测定：在7 d 抗渗压力试验完成后，切开试件断面，分别测量10 个点的水渗入深度，计算平均值。132 收缩性能测试参照GB/T 500822009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行测试。133 力学性能测试按照GB/T 500822009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行测试。2 结果与讨论21 甲基硅酸钾与羧酸单体比例对抗渗性能的影响投料比是影响产品最终性能的主要参数之一，在保证其他工艺参数不变的情况下，改变甲基硅酸钾及羧酸单体的比例，测试制得的新型水性渗透结晶防水剂对混凝土抗渗性能的影响，结果见图1。从图1 可以看出，随着羧酸单体用量的增加，混凝土试件的7d 渗入深度呈减小趋势。这主要是由于随着羧酸单体用量的增加，高分子聚合物形成的聚合物膜堵塞混凝土中的连续空隙及毛细孔道，使得抗渗性能提高[5]。22 表面活性剂的选择及用量对抗渗性能的影响表面活性剂的选择是影响防水剂抗渗能力的一个关键因素。本研究选用表面活性剂A、表面活性剂B 以及表面活性剂C 进行对比试验，结果见图2。从图2 可以看出，采用表面活性剂C 制得的新型水性渗透结晶防水剂的抗渗能力最佳。表面活性剂C 的用量以占单体总量的03%～05%为佳，用量太大由于其本身的吸水性，会影响防水效果；用量太小则抗渗能力减弱[6]。23 新型水性渗透结晶防水剂对不同强度混凝土抗渗性能的影响图3 显示了从C20 到C50 不同强度等级的混凝土未刷涂防水剂的试件及刷涂防水剂的试件水渗入深度的曲线。从图3 可看出，C20 混凝土试件的渗水深度大于其他混凝土试件的渗水深度，这是由于C20混凝土密实性差、毛细孔通道多。另外，从图3 还可以看出，随着混凝土强度的增大，试件渗入深度的降低率增大，这表明高强度混凝土刷涂防水剂后抗渗性提高幅度较大，可能由于混凝土密实度高，内部空隙较少，刷涂防水剂后空隙很容易被填充，故抗渗性提高幅度较大；反之，其抗渗性提高幅度就小。24 新型水性渗透结晶防水剂对混凝土收缩性的影响图4 为新型防水剂中氢氧化铝的用量对混凝土收缩性能的影响。从图4 可知，涂刷新型防水剂的混凝土试件收缩变形低于常规混凝土试件，且其收缩率比随氢氧化铝用量的增加而增大，随养护龄期的延长而减小。前7 d，试件收缩值增加速率较快，之后有所减缓，可能由于前期混凝土毛细管中水分蒸发较快，故收缩也就越强烈。25 新型水性渗透结晶防水剂对混凝土力学性能的影响图5 是混凝土强度等级对抗压强度的影响；图6是混凝土强度等级对抗折强度的影响。从图5 和图6可以看出，各强度等级的混凝土试件刷涂新型防水剂后，抗压强度及抗折强度均高于基准试件。新型防水剂能够改善混凝土的抗压、抗折强度，并且随着混凝土强度等级的提高，其抗压比和抗折强度比逐渐减小。这是由于适量的防水剂能够增加混凝土的密实度，进而提高其抗压和抗折强度，然而强度等级较高的混凝土本身密实度就大，所以抗压和抗折强度提高的幅度较小[7]。3 结语通过改性制得了一种新型水性渗透结晶防水剂，考察了防水剂中甲基硅酸钾与羧酸单体的比例、表面活性剂种类及用量以及混凝土强度等级对混凝土抗渗性能的影响，同时还研究了该防水剂对混凝土收缩性和力学性能的影响，得到以下结论：1）刷涂该新型防水剂的混凝土试件的抗渗压力可达19 MPa 以上；2）随着防水剂中硅酸盐与羧酸比例的减小，在一定的水压下，水渗入混凝土试件的深度呈减小趋势，且混凝土强度等级越高，刷涂该防水剂后其抗渗效果越好；3）涂刷该防水剂的混凝土试件有很好的抗收缩性能；4）该防水剂可以提高混凝土的抗折强度及抗压强度。