水泥基渗透结晶型防水涂料微观分析及防水机理研究

data-full-width-responsive="true"> 水泥基渗透结晶型防水涂料微观分析及防水机理研究曾昌洪, 张玉奇, 李兴旺, 刘小蕊（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044）水泥基渗透结晶型防水涂料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥和精制石英砂（硅砂）等为基材，掺入特殊的活性化学物质制成的一种刚性防水涂料。该类防水涂料利用本身所含有的特殊的化学活性物质在载体水的作用下向混凝土内部渗透，与混凝土中未水化的水泥颗粒或游离的Ca（OH）2、CaO 等碱性物质发生反应，生成不溶性针状晶体，这些针状晶体封堵了混凝土内部的毛细孔隙和微裂纹，使混凝土致密，从而增强了混凝土的抗渗性能[1]。当混凝土处于干燥状态时，活性物质就会处于休眠状态，停止反应，一旦由于外力载荷、温差变化等造成新的裂纹或其它的结构缺陷导致混凝土渗漏，活性物质便会随水继续向混凝土内部渗透，并再次发生反应生成新的针状晶体，封堵新出现的孔隙，抑制水的渗漏[2]。1 水泥基渗透结晶型防水涂料物理力学性能LT 水泥基渗透结晶型防水涂料（下简称LT 防水涂料）是我们研制的具有很高抗渗压力的水泥基渗透结晶型防水涂料，其基本物理性能见表1。该涂料各项性能指标均超国家标准规定的Ⅱ型涂料要求。但是宏观的性能测试并不能直观地观察到涂料中具有渗透作用的活性化学物质是否在混凝土中发生反应生成不溶性针状晶体，封堵混凝土内部的毛细孔隙和微裂纹使混凝土致密，从而也就无法确定渗透结晶反应的过程、机理[3-4]。本文在涂层基体中取样，利用扫描电子显微镜、XRD测试手段，通过对涂层基体加以测试分析，研究LT 防水涂料中活性组分对混凝土化学作用、反应可能生成的晶体及活性离子的渗透深度。同时，对LT防水涂料的渗透结晶防水机理进行分析。2 实验21 实验原材料砂浆基体试块所用原料：重庆地王水泥厂产PO325 水泥；砂：Ⅱ区中砂，含泥量小于1%；自来水；LT防水涂料（自制）。22 样品制备及测试首先以m（水泥）∶m（砂）∶m（水）=10∶30∶07 的配合比制作2 个100 mm100 mm100 mm的水泥砂浆基体试块，成型1 d后脱模。其中一块在成型面涂刷LT 防水涂料，涂料用量为12 kg/m2，分2 次涂刷，涂刷时采用涂料粉体与水的质量比为5∶2。涂料涂刷完毕后放于标准养护室中养护1 d 后，再将涂层面朝上放于3/4 基体高度的水中养护至28 d。另一块作为对比的空白基体试块，其养护条件与LT 防水涂料基体试块相同。（1）XRD 分析样品的制备：将LT 防水涂料基体试块样品破碎，分别取距LT 防水涂料涂层5 mm和50 mm深任意处的砂浆基体试样，取样横截面积不大于5 mm5 mm。然后将取出的样品放于105 ℃的烘箱中烘6 h，用研钵磨细至全部通过320 目的标准筛。相同方法制备空白样品。采用日本RigakuD/Max- 3C X 射线衍射仪进行XRD 分析。（2）SEM分析样品的制备：将LT 防水涂料基体试块样品破碎，分别取距涂层5 mm 和50 mm 深任意处的砂浆基体试样，取样横截面积为5 mm5 mm 左右。用丙酮溶液将样品清洗干净后，放于105 ℃的烘箱中烘6 h。相同方法制备空白样品。采用Philips XL30- TMT 扫描电子显微镜观察、拍照。3 试验结果及分析31 XRD 分析涂层基体的结晶情况图1 为空白基体试样的XRD 衍射谱，图1（a）为距表层5mm 深处空白试件的XRD 衍射谱；图1（b）为距表层50 mm深处空白试件内部的XRD 衍射谱。从图1（a）、（b）中的峰值曲线可以看出，空白试件的表层和内部的XRD 衍射谱基本相同，所有衍射峰的位置均未发生改变。经分析，主要晶相为Ca（OH）2 和SiO2，还含有一定量的CaCO3 晶体和水化硅酸钙。从衍射峰形状上看，水化硅酸钙的峰形尖锐，为晶体的特征图样，可见基体中的水化硅酸钙有一部分是以晶体形式存在的。