第一節(jié)　水泥基滲透結晶型防水材料的基本介紹

隨著人們的環(huán)境保護意識的逐步提高，無機環(huán)保型防水材料應用范圍越來越廣，水泥基滲透結晶型防水材料已逐漸成為地下混凝土結構防水堵漏工程的主要新型防水材料。

水泥基滲透結晶型防水材料產品在與水拌和后，可配制成刷涂在水泥混凝土表面的漿料，從而形成防水涂層；亦可將其以干粉的形式撒覆并壓入尚未完全凝固的水泥混凝土表面或者直接將其用作防水劑摻入到混凝土中以增強混凝土的抗?jié)B性能。

水泥基滲透結晶型防水材料現(xiàn)已發(fā)布了適用于以硅酸鹽水泥為主要成分，摻入一定量的活性化學物質制成的，用于水泥混凝土結構防水工程的，粉狀水泥基滲透結晶型防水材料的GB 18445—2012《水泥基滲透結晶型防水材料》國家標準。此標準的發(fā)布，對水泥基滲透結晶型防水材料的廣泛應用起到了很好的規(guī)范和推動作用。

一、定義和類型

1．水泥基滲透結晶型防水材料的定義

水泥基滲透結晶型防水材料（cementitions capillary crystalline water proofing materials，CCCW）是指其與水作用后，材料中含有的活性化學物質以水為載體在混凝土中滲透，與水泥水化產物生成不溶于水的針狀結晶體，填塞毛細孔道和微細縫隙，從而提高混凝土致密性與防水性的一類用于水泥混凝土的剛性防水材料。

水泥基滲透結晶型防水材料中的活性化學物質是指由堿金屬鹽或堿土金屬鹽、絡合化合物等復配而成的，具有較強的滲透性，能與水泥的水化產物發(fā)生反應生成針狀晶體的一類化學物質。

2．水泥基滲透結晶型防水材料的類型

水泥基滲透結晶型防水材料按其使用方法的不同，可分為水泥基滲透結晶型防水涂料（其代號為：C）和水泥基滲透結晶型防水劑（其代號為：A）兩大類產品。

（1）水泥基滲透結晶型防水涂料　水泥基滲透結晶型防水涂料是指以硅酸鹽水泥、石英砂為主要成分，摻入一定量活性化學物質制成的，經(jīng)與水拌和后調配成可刷涂或噴涂在水泥混凝土表面的漿料，亦可采用干撒壓入未完全凝固的水泥混凝土表面的一類粉狀水泥基滲透結晶型防水材料。

水泥基滲透結晶型防水涂料品種繁多，下面舉例介紹幾種具有不同性能特征的水泥基滲透結晶型防水涂料產品。

① 堵漏型水泥基滲透結晶型防水涂料　堵漏型水泥基滲透結晶型防水涂料是指在水泥基滲透結晶型防水涂料成分中添加速凝劑，并適當使用早強成分的外加劑，或者使用快凝快硬水泥（通常也稱為雙快水泥）代替硅酸鹽水泥，從而制得凝結和強度增長都非常快的一類水泥基滲透結晶型防水涂料。這類產品在滿足堵漏施工的同時，能夠隨著堵漏時間的延長而使堵漏材料逐步密實，并向混凝土基層中滲入活性物質，提高混凝土基層的抗?jié)B性，增加堵漏施工的安全系數(shù)。

② 早強型水泥基滲透結晶型防水涂料　早強型水泥基滲透結晶型防水涂料是指在水泥基滲透結晶型防水涂料成分中添加早強劑，或者使用早強型水泥代替硅酸鹽水泥，從而制得強度增長快的一類水泥基滲透結晶型防水涂料。這類產品在保持滲透結晶型防水涂料的特征下，由于其強度增長快，故有利于防水施工速度的提高和方便某些防水施工操作。

③ 復合型水泥基滲透結晶型防水涂料　復合型水泥基滲透結晶型防水涂料是指在歸屬于剛性防水材料的水泥基滲透結晶型防水涂料成分中增加具有柔韌性的有機聚合物（如添加適量可再分散乳膠粉等），從而制得具有彈性涂膜的一類水泥基滲透結晶型防水涂料。這類產品除了具有水泥基滲透結晶型防水涂料的特征外，涂膜還具有很好的柔韌性和防水性的特征。

（2）水泥基滲透結晶型防水劑　水泥基滲透結晶型防水劑是指以硅酸鹽水泥和活性化學物質為主要成分制成的，摻入到水泥混凝土拌合物中使用的一類粉狀水泥基滲透結晶型防水材料。

目前的建筑防水劑，從防水原理上可分為三類。第一類是防水劑的作用從堵塞建材毛細孔，降低孔隙率著手。由于建材與防水劑接觸部位的密度增加，使抗?jié)B性得到提高，從而達到抗?jié)B防水的目的，這是一種永久性的功能。但由于防水劑不改變建材表面的分子結構，故水滴在建材表面仍顯示濕潤現(xiàn)象，其防水效果不能直觀見到，需通過測定試件在使用防水劑前后的抗?jié)B性能，從對比結果來了解。第二類以有機硅防水劑為代表，防水劑在硅質建材表面與羥基脫水交聯(lián)，通過Si—O—Si基團朝向硅質建材，甲基基團向外而形成憎水層。此種狀態(tài)的建材，毛細孔依然存在，氣態(tài)水作用依然存在，進行灑水試驗可以看到水在建材表面形成滾動的水珠，而不能侵入建材的現(xiàn)象。第三類以各種高分子乳液為代表，它們在建材表面脫水形成致密連續(xù)的防水膜，隔絕雨水與建材的接觸。它不同于第二類的疏水處理，而是密封處理。由于高分子膜不同，水與膜所形成的濕潤角大小不同，故水灑在其表面呈不同球狀的水滴。

堵塞毛細孔，提高建材抗?jié)B性的防水劑又有兩種類型，一種是結晶型，另一種就是滲透結晶型。結晶型以氯化物金屬鹽為代表，此種防水劑含有活性金屬離子（陽離子），在水泥中可生成一系列不溶性鹽堵塞于毛細孔中，防水劑被消耗，金屬離子不能繼續(xù)遷移，故稱為結晶型防水劑，這種防水劑必須摻入水泥中使用。有些防水劑含有活性陰離子，在遇到水泥中的鈣、鎂等離子時生成不溶性鹽，同時產生結晶，它們可以摻入水泥使用，也可以涂刷于建材表面。此類防水劑稱滲透結晶型防水劑。

水泥基滲透結晶型防水材料（A型）防水劑的主要成分與（C型）防水涂料基本相同，是一種無毒、無害、無污染的環(huán)保型粉狀剛性防水材料。

混凝土是一種非勻質材料，從微觀結構上看屬于多孔體，這些空隙是造成混凝土滲漏水的主要原因。水泥基滲透結晶型防水劑摻入混凝土后，與水泥的化合生成物發(fā)生化學反應，產生氫氧化鋁、氫氧化鐵等膠體物質堵塞混凝土內的毛細通道和空隙，降低混凝土的空隙率，提高其密實性，同時還生成具有一定膨脹性的結晶體水泥硫鋁酸鈣，它不但具有填充、堵塞毛細孔隙的作用，還具有一定的膨脹性能，可減少或消除混凝土體積收縮，提高混凝土的抗裂性。

水泥基滲透結晶型防水材料（A型）防水劑的主要成分有高活性化學物質，摻入水泥砂漿和混凝土中，在水泥水化過程中能形成結晶體，封閉砂漿或混凝土內的細微裂縫和毛細通道，將水泥石和骨料牢固地結合在一起，并成為砂漿和混凝土的一部分，在潮濕或受水侵蝕的環(huán)境中，它將會繼續(xù)起水化作用，使砂漿和混凝土的強度和抗?jié)B性得到進一步的加強。因此，摻入水泥基滲透結晶型防水材料（A型）防水劑的水泥砂漿和混凝土具有良好的防水、防凍、防腐、高強度、抗裂性、耐久等物理性能，真正達到了防水防腐作用。主要適用于工業(yè)與民用建筑、地下結構等工程的防水、防潮、抗?jié)B。

二、水泥基滲透結晶型防水材料的技術性能要求

（一）相關標準對水泥基滲透結晶型防水材料產品提出的技術性能要求

1．GB 18445—2012《水泥基滲透結晶型防水材料》國家標準對其提出的技術性能要求

（1）水泥基滲透結晶型防水材料產品按產品名稱和標準號的順序標記。如：水泥基滲透結晶型防水涂料的標記為：“CCCW-C-GB 18445—2012”。

（2）水泥基滲透結晶型防水材料的一般要求是：產品不應對人體、生物、環(huán)境與水泥混凝土性能（尤其是耐久性）造成有害的影響，所涉及與使用有關的安全與環(huán)保問題，應符合我國相關標準和規(guī)范的規(guī)定。

（3）水泥基滲透結晶型防水材料的技術要求如下：①水泥基滲透結晶型防水涂料應符合表1-1的規(guī)定；②水泥基滲透結晶型防水劑應符合表1-2的規(guī)定。

① 基準砂漿和基準混凝土28d抗?jié)B壓力應為0.4MPa，并在產品質量檢驗報告中列出。

① 基準混凝土28d抗?jié)B壓力應為0.4MPa，并在產品質量檢驗報告中列出。

表1-1、表1-2中的去除涂層的抗?jié)B壓力是指將基準試件表面涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料后，在規(guī)定養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至28d，去除涂層后進行試驗所測定的抗?jié)B壓力；第二次抗?jié)B壓力是指水泥基滲透結晶型防水材料的抗?jié)B試件經(jīng)第一次抗?jié)B試驗透水后，在標準養(yǎng)護條件下，帶模在水中繼續(xù)養(yǎng)護至56d，進行第二次抗?jié)B試驗所測定的抗?jié)B壓力。

2．GB 50208—2011《地下防水工程質量驗收規(guī)范》國家標準對其提出的技術性能要求

水泥基滲透結晶型防水涂料的質量指標應符合表1-3的規(guī)定。

3．JGJ/T 212—2010《地下工程滲漏治理技術規(guī)程》建筑工程行業(yè)標準對其提出的技術性能要求

水泥基滲透結晶型防水涂料的性能指標應符合表1-4的規(guī)定，并應按現(xiàn)行國家標準《水泥基滲透結晶型防水材料》（GB 18445—2012）的規(guī)定進行檢測。

4．CECS 195：2006《聚合物水泥、滲透結晶型防水材料應用技術規(guī)程》中國工程建設標準化協(xié)會標準對粉狀滲透結晶型防水材料提出的技術性能要求

（1）粉狀滲透結晶型防水材料應為無雜質、無結塊的粉末。

（2）粉狀滲透結晶型防水材料的物理力學性能應符合表1-5的要求。

5.HJ 456—2009《環(huán)境標志產品技術要求　剛性防水材料》國家環(huán)境保護標準對其提出的技術性能要求

（1）水泥基滲透結晶型防水材料的基本要求是：①水泥基滲透結晶型防水材料的質量應符合GB 18445—2012的要求；②產品生產企業(yè)污染物排放應符合國家或地方規(guī)定的污染物排放標準的要求。

（2）水泥基滲透結晶型防水材料的技術內容要求如下：①產品中不得人為添加鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、硒（Se）、砷（As）、銻（Sb）、六價鉻（Cr6＋）等元素及其化合物；②產品的內、外照射指數(shù)均不大于0.6；③產品有限物限值應符合表1-6要求；④企業(yè)應建立符合GB/T 16483—2008要求的原料安全數(shù)據(jù)單（MSDS），并可向使用方提供。

（二）水泥基滲透結晶型防水材料部分技術性能指標的意義

1．水泥基滲透結晶型防水材料的均質性指標

水泥基滲透結晶型防水材料的均質性指標有含水率、總堿量、氯離子含量、細度等，這些試驗項目是反映生產企業(yè)質量管理水平與產品質量穩(wěn)定性的重要指標。

水泥基滲透結晶型防水材料一般是以粉狀形式供應用戶的，因此含水率的高低會影響到產品的儲存與使用性能，所以應加以控制。

氯離子對鋼筋有銹蝕作用，所以也應加以控制。

堿集料的反應可導致混凝土的破壞，混凝土中的堿主要由水泥、集料、外加劑等材料帶入，因此，嚴格降低混凝土中的總堿量，則可以提高建筑物和構筑物的耐久性。

各生產企業(yè)摻合料的細度差別較大，所以也應加以控制。

2．水泥基滲透結晶型防水涂料的物理力學性能指標

水泥基滲透結晶型防水涂料的物理力學性能指標有施工性、抗折強度、抗壓強度、濕基面黏結強度、砂漿抗?jié)B性能、混凝土抗?jié)B性能等。

水泥基滲透結晶型防水涂料是刷涂在水泥混凝土表面，依靠活性化學物質滲入混凝土內部，形成不溶于水的結晶體，從而堵塞毛細孔道而使混凝土致密，同時，涂層與混凝土基層形成一個整體，達到防水、抗?jié)B的目的。由此可見，涂層與基層混凝土的黏結是十分重要的，是形成整體防水的必要前提。按照國家標準，涂層與濕基面的黏結強度應≥1MPa。

抗?jié)B壓力可以分為迎水面抗?jié)B壓力和背水面抗?jié)B壓力，一般防水材料都用作外防水，只需要做迎水面抗?jié)B壓力的測試，水泥基滲透結晶型防水涂料既可以用于外防水，又可以用于內防水。故需要做迎水面抗?jié)B壓力測試和背水面抗?jié)B壓力測試。若進行背水面抗?jié)B壓力測試，則會對產品的抗?jié)B性能要求更高。水泥基滲透結晶型防水材料由于其作用是通過“滲透結晶”、“堵塞毛細孔道”來達到抗?jié)B防水的，而這種物理化學反應是在整個使用過程中持續(xù)進行的，當混凝土表面在其內部出現(xiàn)微細裂紋時，水泥基滲透結晶型防水材料中的活性化學物質就能“滲透結晶”，從而使已出現(xiàn)的裂紋得到自動愈合。為了能直觀表征水泥基滲透結晶型防水材料的自愈能力，一般在進行試驗驗證過程中，采用兩種試驗方式：去除涂層的抗?jié)B壓力試驗和第二次抗?jié)B壓力試驗。①去除涂層的抗?jié)B壓力是指將基準試件表面涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料后，在規(guī)定的養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至28d，去除涂層后進行試驗所測定的抗?jié)B壓力，觀察其是否“滲透結晶”；②第二次抗?jié)B壓力是指水泥基滲透結晶型防水材料的抗?jié)B試件經(jīng)第一次抗?jié)B試驗透水后，在標準養(yǎng)護條件下，帶模在水中繼續(xù)養(yǎng)護至56d，然后進行第二次抗?jié)B試驗所測定的抗?jié)B壓力，觀察其有無抗?jié)B能力。

3．水泥基滲透結晶型防水劑的物理力學性能指標

水泥基滲透結晶型防水劑外摻入混凝土內，可以減少其用水量，具有微膨脹作用，能改善和提高抗壓強度，防止鋼筋銹蝕，其綜合改善混凝土性能的優(yōu)勢是其他防水劑所不具備的。

已摻水泥基滲透結晶型防水劑的混凝土，其物理力學性能包括減水率、含氣量、凝結時間差、抗壓強度比、收縮率比、混凝土抗?jié)B性能等指標。

三、水泥基滲透結晶型防水材料的性能特點

水泥基滲透結晶型防水材料的主要特征是滲透結晶，一般的表面防水材料在經(jīng)過一段時間的老化作用后，即可能逐漸喪失它的防水功效，而水泥基滲透結晶型防水材料在水的引導下，以水為載體，借助強有力的滲透性，在混凝土微孔的毛細管中進行傳輸充盈，發(fā)生物化作用，形成不溶于水的結晶體，與混凝土結構結合成為封閉式的防水層整體，堵截來自任何方向的水流及其他液體侵蝕，既達到長久性防水、耐腐蝕的作用，又起到保護鋼筋、增強混凝土結構強度的作用。不同生產廠家的不同產品，其性能特點也略有不同，但主要性能特點如下。

1．具有雙重的防水性能

水泥基滲透結晶型防水材料所產生的滲透結晶能深入到混凝土結構內部堵塞結構孔縫，無論其滲透深度有多少，都可以在結構層內部起到防水作用；同時，作用在混凝土結構基面的涂層由于其微膨脹的性能，能起到補償收縮的作用，能使施工后的結構基面同樣具有很好的抗裂抗?jié)B作用。

2．具有極強的耐水壓能力

能長期承受強水壓，部分產品的測試結果表明：在厚50mm、抗壓強度為13.8MPa的混凝土試件上，涂刷兩層水泥基滲透結晶型防水材料，至少可承受123.4m的水頭壓力（1.2MPa）。

3．具有獨特的自我修復能力

水泥基滲透結晶型防水材料是無機防水材料，所形成的結晶體不會產生老化，晶體結構許多年以后遇水仍能激活水泥，產生新的晶體將繼續(xù)密實，密封或再密封小于0.4mm的裂縫，完成自我修復的過程。

4．具有防腐、耐老化、保護鋼筋的作用

混凝土的化學侵蝕和鋼筋銹蝕與水分和氯離子滲入分不開。水泥基滲透結晶型防水材料的滲透結晶和自我修復能力使混凝土結構密實，從而最大程度地降低了化學物質、離子和水分的侵入，保護鋼筋混凝土免受侵蝕。

水泥基滲透結晶型防水材料產生的不溶于水的晶體不影響混凝土呼吸的能力，能保持混凝土結構內部的正常透氣、排潮、干爽，在保持混凝土內部鋼筋不受侵蝕的基礎上延長了建筑物的使用壽命。同時，用水泥基滲透結晶型防水材料處理過的混凝土結構還有效地防止了因凍融而造成的剝落、風化及其損害。

5．具有對混凝土結構的補強作用

用水泥基滲透結晶型防水材料施工后的結構，由于它不是晶體結構重新激活，而是未水化水泥被激活，增加了密實度，對結構起到了加強作用，一般能提高混凝土強度的20%～30%。

6．具有長久性的防水作用

水泥基滲透結晶型防水材料所產生的物化反應最初是在工作面表層或臨近部位，隨著時間的推移逐步向混凝土結構內部進行滲透。各生產企業(yè)的產品滲透深度為10～30cm不等（個別生產企業(yè)表示其產品滲透深度更大）。在通常情況下，所形成的晶體結構不會被損壞，且性能穩(wěn)定不分解，防水涂層即使遭受磨損或被刮掉，也不會影響防水效果，因為其有效成分已深入滲透到混凝土結構內部，故其防水作用是長久性的。

7．符合環(huán)保標準，無毒、無公害

水泥基滲透結晶型防水材料是一種無毒、無味、無害、無污染的環(huán)保型產品，可按環(huán)保（綠色）建材的通用標準進行檢測。

8．具有施工方法簡單、省工省時的優(yōu)點

水泥基滲透結晶型防水材料施工時對基面要求簡單，對混凝土基面不需要做找平層；施工完成后也不需要做保護層。只要涂層完全固化后就不怕磕、砸、撞、剝落及磨損。對滲水、泛潮的基面可隨時施工，對新建或正在施工的混凝土基面，在養(yǎng)護期間（水分未完全揮發(fā)時）即可同時使用。底板施工若采用干撒法則更為簡單（具體參閱第五章第二節(jié)內容）。