无机水泥基渗透结晶防水涂料
裂缝修复
应
用
技
术
说
明
版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司
网址：https://www.doczj.com/doc/8a16538195.html,
联系方式：186******** 135********
查询登陆“百度”或其他搜索引擎输入“海岩兴业”进入官网即可，北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家诠释：
无机水泥基渗透结晶型防水涂料介绍
cementitious capillary crystalline waterproofing materials 水泥基渗透结晶型防水涂料CCCW由北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司和昆明佰意联合根据用户需求研发生产，执行: GB18445—2001Ⅱ型标准，主要用于在路桥工程上的应用、在建筑外墙上的应用、在厨卫防水工程上的应用在屋面维修上的应用以及地下铁道、地下室、水库、冷却塔、水坝、隧道、屋顶广场、停车平台、电梯坑、游泳池、食品贮藏库、污水池、桥梁结构、水族馆、粮仓、高速公路、机场、停机坪、油池、运动场、混凝土路面、卫生间等。水泥基渗透结晶型防水涂料根据广大用户的不同要求配置不同的实用型干粉防水材料，超出国家检测标准。CCCW 是经过工厂严格质量控制预拌成粉剂，在工地即时可用、施工性能优越的刚性防水材料，目前水泥基渗透结晶型防水涂料市场错综复杂，价位层次不齐，都会做水泥基渗透结晶型防水涂料，真正满足客户需求的有几个，原应很简单，是我们的使用客户放纵了生产者，贪便宜所造成的后果是给建筑物带来安全隐患，我们的使用者没有受益。
水泥基渗透结晶型防水涂料属于北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司开发的无机材料，不含胶粉和纤维素类的成分，真正的根据水泥特性研制的防水材料，发明人：于泳，本产品在全国固定的销售人员，无任何授权代理公司，工厂合同制生产，实地考察后，我司出示合理的产品质量保证文件，施工方案、实验样板得到客户一致认可后，签订有效合同后，按实际实验材料生产此产品，资料索取请联系我公司，此技术转让，任何剽
窃行为举报者有奖！
北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司对本产品每批出厂产品均配有防伪标识,批产品的出厂说明,批产品的性能,批产品的合格证,每批都不同.每批货可通过网站，通过客户的合格证中的“产品批号”查询真假，并下载相关施工技术及说明书。
查询登陆“百度”或其他搜索引擎输入“海岩兴业”进入官网即可水泥基渗透结晶型防水涂料CCCW其主要成分硅酸盐水泥、精选石英砂、特种活性化学物质等，为灰色粉末状材料。其防水机理在于以水为载体，通过水的引导，借助强有力的渗透性，在混凝土微孔及毛细管中进行传输、充盈，发生物化反应，形成不溶于水的枝蔓状结晶体。结晶体与混凝土结构结合成封闭的防水层整体，堵截来自任何方向的水流及其它液体侵蚀。达到永久性防水、耐化学腐蚀的目的，同时起到保护钢筋，增强混凝土结构强度的作用。
特点Specialty
1 、在混凝土界面涂刷两层该材料，即可承受1.2MPa 以上的水压力。
2 、在混凝土界面涂刷该材料所产生的物化反应渗透到混凝土内部，渗透深度可达100mm 以上。
3 、在混凝土界面涂刷该材料的形成的不溶于水的枝蔓状结晶体，将缝隙密实，堵塞渗透水路，小于0.4mm 的混凝土裂缝都可填补与自我修复。
4 、可确保在PH 值3.0~11.0 ，温度-30 ℃~ 120 ℃的情况下保持超强的防水效果，并能保护钢筋及提高混凝土强度。
5 、与其它材料兼容性好，其防水层表面可随意涂刷水泥砂浆、白灰膏、油漆、树脂涂料等材料。
6 、施工方法简便，省工省力。对混凝土界面不需做找平层，涂刷后无需做保护层。
适用范围Application
地下铁道、地下室、水库、冷却塔、水坝、隧道、屋顶广场、停车平台、电梯坑、游泳池、食品贮藏库、污水池、桥梁结构、水族馆、粮仓、高速公路、机场、停机坪、油池、运动场、混凝土路面、卫生间等。
水泥基渗透结晶型防水材料是一种含有特殊活性物质的灰色粉状材料，将其涂刷在混凝土表面后，当有水存在时，活性物质渗透到混凝土内部，并在孔隙和裂缝中生成不溶于水的针状结晶体，堵塞渗水通道，提高混凝土的抗渗性。
当混凝土失水干燥时，活性物质处于休眠状态，一旦有水渗入，活性物质继续反应，生成新的结晶。涂刷过渗透结晶型防水材料的混凝土具有自我修复功能，其防水能力长期存在。
针状结晶体致密的结构
在系列防水产品中，浓缩剂是化学活性最强的一种。这种浅灰色粉末加水调合之后，可以用做地上或地下的混凝土的浆状涂料，也可以用作双涂层中的第一层涂料。主要用于防渗、防潮、可以将此产品调成半干状的料团，用于结构连接处堵漏，修补裂口、结构连接处的缺陷和蜂窝麻面状的结构。
[ 应用实例二 ]
水泥基渗透结晶型防水材料裂缝的修复应用
1 、 CCCW 对裂缝的修复作用
CCCW 的防水作用主要是对水泥基材料裂缝和孔隙的修复作用，这种修复作用是在有水的前提下通过毛细孔的渗透结晶和裂缝自愈合作用达到的。目前，所提出的水泥基材料裂缝自愈合机理主要包括：结晶沉淀机理、渗透结晶机理等，但目前普遍运用渗透结晶机理来解释。
（ 1 ）渗透结晶愈合机理
渗透结晶机理认为，利用在水泥基材料内部掺入活性外加剂或在外部涂挂一层含有活性外加剂涂层，在一定的养护条件下，以水为载体，通过渗透
作用，这些特殊的多种活性化学物质 ( 表 1) 在水泥基材料的微孔及毛细孔中传输，填充并催化水泥基材料中未完全水化的水泥颗粒继续发生水化作用，形成不溶性的晶体 ( 图 1) 。其主要化学反应方程可表述为：C 3 S ＋H 2 O→C － S － H ＋ Ca(OH) 2 (1)
R － SiO 2 ＋ Ca(OH) 2 ＋H 2 O→C － S － H (2)
表 1 活性化学物质的化学成分：（略）
当水泥基材料环境干燥时，该活性化学物质处于休眠状态；当水泥基材料开裂，有水渗入时，该物质继续水化生成新的结晶，对裂缝进行自动填实，实现自愈合作用。水化反应生成的结晶体，通常可以增长到 0.4mm ，即高于混凝土毛细管径的最大尺寸 ( 也即能够适用的裂缝最大宽度 ) ，从而使混凝土致密、防水。还有一种观点认为， CCCW 中的渗透扩散主要通过其组成中埃米级的催化剂，这种催化剂是一种钙的络合物，它可同水一起在细微的空间内自发地向混凝土体内扩散，并且可在较低的质量分数(1 × 10 － 8 ) 下起催化作用，促使水泥结晶不断产生。钙的络合物扩散在混凝土空隙的水中，因溶解度的差异，与反应型 SiO 3 2 －反应，SiO 3 2 －与络合物中的钙离子结合生成硅酸钙沉淀到混凝土的孔隙中。置换出的络合物不断与水泥混合系统中的钙离子形成新的钙络合物，再与反应型 SiO 3 2 －发生结合，产生新的结晶物。
图 1 渗透结晶图示
（ 2 ）自愈合机理
有研究认为，物理、热学与力学过程对水泥基材料在水流或水介质作用下微细裂缝的自愈合有一定的影响，但 CaCO 3 晶体在裂缝中化学结晶沉淀是主要自愈合机理。水泥水化产物中， Ca(OH) 2 晶体约占 25 ％左右，但它与周围空气和水分中的 CO 2 发生反应。通过对晶体生长机理进行深入研究认为，在 CaCO 3 － CO 2 － H 2 O 组成的物质体系中，根据以下方程：
Ca 2 ＋＋ CO 3 2 －CaCO 3 (7.5 ＜ pH ＜ 8) (3)
Ca 2 ＋＋ HCO 3 －CaCO 3 ＋ H ＋ (7.5 ＜ pH ＜ 8) (4)
不溶于水的 CaCO 3 的形成依赖于混凝土中的 Ca 2 ＋和水中的 HCO 3 －或 CO 3 2 －。 CaCO 3 晶体和 Ca(OH) 2 晶体在裂缝中不断聚集、生长而填满裂缝，它们产生机械粘合作用，即用以补充晶体与晶体之间，以及晶体与集料包裹的浆体表面之间的化学粘聚力，致使裂缝逐渐修复。混凝土裂缝中是否形成 CaCO 3 以及如何促进晶体生长主要取决于温度、pH 值、 CO 2 浓度、湿度、 C a CO 3 的湿度指数、溶液中离子集中程度和 CaCO 3 的溶解产物。 CCCW 中的载体主要是硅酸盐或普通硅酸盐水泥，它的裂缝愈合反应一定包含公式 (3) 、 (4) 过程。
（ 3 ）渗透－沉淀－结晶愈合机理
对于 CCCW 的修复裂缝作用，简单地用渗透结晶机理或自愈合机理来解释是不够的，本文认为这种修复作用可能是一个渗透－沉淀－结晶的过程，而且是比较漫长的过程。
在母体的激发下， CCCW 可能发生结晶沉淀和渗透结晶两种反应类型。水
化反应开始后， CCCW 颗粒分散或溶解在水中，这些颗粒一部分发生水化，而较大部分为未来得及水化的颗粒；水化产物也会在水中形成一定数量的离子，但相当数量的水化产物在水中沉淀。这些含有离子、 CCCW 颗粒和水化产物沉淀的液体向裂缝和毛细管中渗透，有一部分沉淀慢慢聚集成核，生长为晶体；这时溶液中的反应平衡被破坏，促使沉淀和胶凝物质不断产生，形成的晶体和胶凝物质越来越多。沉淀条件在水与硬化水泥浆体的界面处比水与骨料的界面处更易满足，并在那里聚集，导致方程 (1) 和(4) 的发生，产生 C-S-H 、 Ca(OH) 2 沉淀和 CaCO 3 沉淀等产物。随后晶体生长取决于不同的晶体生长过程，并且这些过程由裂缝中复杂的物理化学变化所决定。当 CCCW 中的反应产物消耗殆尽，裂缝界面和内部的未水化颗粒透过界面开始溶解，但这时反应开始变慢，在母体的激发下不断发生上述反应，直至裂缝闭合，同时水化产物不断填充较小的孔隙，使其更加致密，甚至产生微膨胀，以增强与裂缝界面的粘结力，与周围硬化的水泥基材料形成一个低渗透性的修复整体。
2 、 CCCW 的水化产物及其影响因素分析
（ 1 ） CCCW 的水化产物
水泥基水化产物相的性质决定着它的性能，水化产物相一直是人们关心的热点。 CCCW 中采用了大量的硅酸盐水泥或普通水泥做载体，必然有水泥的水化产物，其中一部分性质稳定的为最终产物，有一部分是初级产物要发生转变。结合其他研究者的分析与厂商提供的 SEM 扫描电镜照片 ( 图2) ，可以认为 CCCW 水化产物主要为以下几种：
(a) (b)
图 2 CCCW 水化产物扫描电镜照片 [(a)3d 照片； (b)26d 照片 ]
1) C-S-H 凝胶体，它也是水泥的主要水化产物；
2) Aft 、 Afm 晶体；
3) Ca(OH) 2 晶体；
4) CaCO 3 晶体，由于水化产物溶液中含有 Ca 2 ＋，渗透的水溶液含有大量的 CO 2 ，会产生一定数量的 CaCO 3 晶体；
5) 硅酸钙结晶体。
6) 少量的其他水化产物以及母体产生的水化产物，具体类型目前不太清楚。
（ 2 ）影响因素分析
由于对 CCCW 水化的影响因素研究结果很少，本文根据现有研究结果并进行分析，简单归纳为以下一些影响因素，但具体的影响规律还有待进一步研究。
1) 由于可能出现的结晶产物都含有 Ca 2 ＋，所以 Ca 2 ＋的浓度起到关键的作用，可以认为 CCCW 的水化反应以及产物类型主要由 Ca 2 ＋浓度控制。一开始 Ca 2 ＋浓度主要由 CCCW 浆体和裂缝表面产生，晶体生长实际由表面控制着。一旦这些离子消耗殆尽，则 Ca 2 ＋便会从混凝土内部通过扩散作用扩散到裂缝表面，此时晶体生长便开始由扩散作
用所控制。只要裂缝界面有 Ca 2 ＋，晶体生长便会快速发生。在裂缝界面上的 Ca 2 ＋耗尽后，由于浓度差异，便会产生 Ca 2 ＋的扩散。在这种情况下， Ca 2 ＋透过混凝土和已存在的晶体层的扩散所需时间要长于 Ca 2 ＋被晶体吸收和合成所需时间，这个时期 CCCW 的渗透沉淀愈合反应要慢一些。
2) 结晶沉淀与渗透结晶使裂缝自愈合的必要条件是有水或足够的湿度，因此 CCCW 发生反应必须有足够的水分。
3) 裂缝宽度和水压力对 CCCW 水化产物的形态可能有较大影响，也对裂缝自愈合有很大影响，裂缝太宽、水压太大可能都是不太有利的。
4) CCCW 中的骨料 (SiO 2 ) 主要起润滑和分散作用，对 CCCW 水化产物类型影响不大。
5) 水的种类 ( 如水的硬度 ) 对 CCCW 的水化以及水化产物可能有较大的影响。
3 、 CCCW 研究与应用中存在的问题
（ 1 ） CCCW 的最佳组成
CCCW 中的母料是材料组成的核心技术，虽然该材料的工程应用很多，工程类型也很广泛，但对母料组成研究的不多。
表 2 活性化学物质的化学成分：（略）
CCCW 的活性化学物质 ( 表 2) ，与表 1 国外的配方对比，似乎有很大差别，但用其配制的 CCCW 也能满足《水泥基渗透结晶型防水材料》(GBl8445 － 2001) 标准。
（ 2 ） CCCW 的细度
CCCW 的重要特征是超细，但细到什么程度值得研究，不过目前关于 CCCW 细度的研究结果很少。微细化不仅能显著改善其水化反应性能，而且能提高渗透性和强度，改进产品性能，该方面的研究已成为高性能水泥基材料研究的一个重要分支。对 CCCW 的细度应重点研究以下问题： (1) 对水化速率的影响； (2) 对凝结时间的影响； (3) 对流变性和填充性的影响；
(4) 对强度的影响； (5) 对渗透性能和其他耐久性能的影响。
（ 3 ） CCCW 的修复效果评价
1) 工程应用效果
自从 CCCW 发明以来，已经在世界上形成数十个品牌，并形成了系列产品。
20 世纪 60 年代开始，产品的应用领域不断扩大，从最初的仅用于地下工程，到现在已经应用于地下铁道、饮用水厂、污水处理厂、水利大坝、水电站、核电站、桥梁路面、铁路轨枕、防水堵漏工程、混凝土表面老化处理等。围绕工程的应用，也开展了大量的工程应用研究。据研究资料，使用 CCCW 可防止混凝土工程的钢筋腐蚀，增加混凝土的抗渗透性能，防止混凝土的收缩裂缝，提高混凝土寿命等。国外应用最长时间的工程已达50 年，我国的最长应用时间也 20 多年，取得了良好的使用效果。但 CCCW 对工程类型和应用是否有局限性，例如对混凝土裂缝宽度和裂缝种类的适用性，低温和高温施工条件下材料性能敏感性和差异性等，目前并没有涉及这方面的文献报道。
目前对裂缝修复效果的评价一般主要考虑强度的回复率、裂缝界面图像分析以及第二次抗渗压力，显然这些方法不能直接用于实际工程中。
2) 有关标准及工程验收
国家标准《水泥基渗透结晶型防水材料》 (GBl8445 － 2001) 的编制依据主要参考了《砂浆、混凝土防水剂》 (JC474) 、《混凝土外加剂》 (GB8076 － 1997) 、《水运工程混凝土试验规程》 (JTJ270 － 1998) 。其中对细度指标的规定没有明确的绝对指标，只是规定了相对指标，忽略了水泥基材料细度对产品反应性能的影响。我国新颁布的《地下工程防水技术规范》(GB50108 － 2001) 也推荐了 CCCW ，这在对该材料性能和机理还没有足够了解的情况下，显得比较仓促，很多方面缺乏比较充分的试验，应进一步研究。
CCCW 作为防水材料的验收仍执行《地下工程防水技术规范》 (GB50108 －2001) ，但是它又有别于其他防水材料，同时在非防水工程也得到了应用，有必要制定一个工程应用的验收标准或在相关规范中进行补充。
水泥基渗透结晶性防水涂料施工
1 、水泥基渗透结晶性防水涂料的产品特性
a ）可在迎水面或背水面施工，与混凝土组成完整的整体，使用年限与结构体一样持久。
b ）可在 100 ％湿润或初凝混凝土基上施工，节省工期。
c ）能抵受侵蚀性地下水、海水、氯离子、碳酸化合物、氧化物、硫酸盐及硝酸盐等绝大部分化学物质的侵蚀，起到保护混凝土和加强钢筋的作用。
d ）无毒，经核准可用于饮用水领域。
e ）当进行回填土、扎钢筋、强化网或其他惯常程序时无需特别保护，涂刷之前，无须在混凝土表面找平层，节省成本、缩短工期、易于施工、穿
透深入并封闭混凝土中毛细管地带及收缩裂缝，在表面受损的情况下，其防水及抗化学特性仍能保持不变，能封闭不大于 0.4mm 的混凝土收缩裂缝，渗透深度达 1000mm 之多，增强混凝土的抗压性能，与混凝土、砖块、灰浆及石质材料均 100 ％相容。
2 、水泥基渗透结晶性防水涂料的防水原理
水泥基渗透结晶型防水涂料由波特兰水泥、特别选用的石英砂及多种活性化学成分配制而成的一种粉状材料。它与水作用后，材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土致密、防水。整个渗透过程能随着或与水压反方向产生作用，没有水分时，防水涂料中的活性成分会保持静止状态，当再与水分接触时就会被激活，产生新的晶体，而且会渗入混凝土内更深。所以被处理过的混凝土结构，若干年后因为振动或其它原因产生新的细微缝隙时，一旦有水渗入，又会产生新的晶体将水堵住。防水涂料对混凝土结构不仅防水而且对抗防止化学有害物质的侵蚀，保护混凝土具有极强功效。对混凝土小于 0.4mm 的裂缝可通过结晶体填充、愈合密封，增强了混凝土强度、防止化学腐蚀、防止冻融循环、仰制碱骨料反应对混凝土的破坏，并对钢筋起保护作用。
3 、水泥基渗透结晶性防水涂料的施工
3.1 工艺流程
3.2 基层处理
防水涂料不是由材料自身的涂布层来达到防水性能，而是由使混凝土的密
致化，并与其成为一体来发挥防水效果。正因为如此，对混凝土基层的检查及处理是相当重要的工作。
3.2.1 基层的一般条件
a ）混凝土拆除模板后，其结构强度属正常水平，且密度基本符合规范要求。
b ）待涂刷的混凝土表面须平整、坚实，符合防水作业的常规技术规范要求。
c ）防水作业表面应干净、无油污、灰尘及其它杂物。
d ）无积水，即将涂刷的防水涂料完工后 48h 内不得积水。
3.2.2 基层的处理
a ）水泥浮浆：以刮除、凿除、磨光等方法砌底去除混凝土面的杂物和浮浆，并清洗混凝土基面，使防水涂料能密切接合。
b ）施工缝：施工缝处的蜂窝及水泥乳皮货杂物的沉积，容易形成漏水，应沿着施工缝将新混凝土凿成 U 型槽，并使用基层处理剂进行修补、抹平、压实。
c ）蜂窝：在混凝土表面发现蜂窝时，将蜂窝及其四周围松脱物打除，并用基层处理剂填实、抹平。
d ）油污：灰尘、油脂类、污垢及铁锈会影响防水涂料的接着性能，尤其是油脂类会形成隔膜而阻碍防水涂料的渗透作用，因此必清除干净。清水模板的脱膜剂，因具有高度的疏水性及泼水性，亦会阻碍防水涂料的渗透作用，因此在脱膜后需要水清洗混凝土表面，必要时可用铁丝刷清理这些表面区域。
e ）模板拉杆的处理：须在拉杆周围挖掘 U 型槽，并在 U 型槽之较深处切断钢筋，并用基层处理剂填平，压实。
f ）渗漏部位：防水施工前，一切渗漏部位均须进行修补和封堵。
3.3 材料配制
a ）将 2 份的饮用水（水内要求无盐和无有害成分）倒入 5 份的水泥基干粉中（体积比为水：干粉 =2 ： 5 ），然后用手提搅拌机搅拌均匀（约
3 ～ 5min ）；
b ）每次调制的浆料，尽可能在 30min 内用完，混合物变稠时要频繁搅拌，不能加水。
3.4 防水涂料的涂刷施工
3.4.1 施工方法
用水湿润施工面，使施工面潮而不湿。防水涂料施工可采用喷涂和涂刷法。涂刷法常用硬毛刷子（采用人造纤维为较佳）施工涂刷。若以喷涂方式施工，可采用坠式斗或活塞浆式器材。一般涂刷二遍，涂层要求均匀，各处都要涂到，涂层太厚养护困难。涂刷时应注意用力，来回纵横的刷以保证凹凸处都能涂上并达到均匀。喷涂时喷嘴距涂层要近些，以保证灰浆能喷进表面微孔或微裂纹中。在第一遍防水涂层完成后，用手指轻压无痕， 4h 后即可以进行第二遍防水涂层施工，如太干则应先喷水湿润养护，防水层搭接宽为 100mm ，施工时在搭接处用水湿润后直接施工防水层。对于易产生变形的缝隙，应选用其它柔性材料和渗透结晶型涂料结合使用。对水平地面或台阶阴阳角必须注意将防水涂料涂匀，阳角要刷到位，阴角及凹陷处不能有防水涂料的过厚的沉积，否则在堆积处可能开裂。
3.4.2 温度要求
当气温高于 5 ℃时，水泥基渗透结晶防水涂料均可施工。
3.5 固化及养护处理
在防水工程完工后，若天气较炎热，在防水涂层表面初凝至足够硬度时（用手指触压、无痕迹）应立即尽心喷洒水养护处理，在一般情况下， 48h 内须在防水涂层涂刷表面喷洒清水 3 ～ 4 次，养护期间，不得在防水层上堆放任何物品或进行其他施工；施工后 48h 内，必须防避雨淋、沙尘暴、霜冻、暴晒、污水及 4 ℃以下的低温。假如施工现场通风不良，应采取通风措施，加速空气流通，保证防水涂层正常干固。露天施工用湿草袋覆盖较好，但要避免涂层积水，如果使用薄膜作为保护层，必须注意架开，以保证涂层的“呼吸”及通风。
4 、质量控制
a ）基层处理严格把关，确保基层质量满足要求。
b ）严把材料质量关：进场材料必须具备质保书及检验报告。
c ）严把材料用量关：用防水材料进行涂刮，施工时严格按选定的配合比配料。
d ）施工质量检查：严格按施工规范操作，对施工部位认真检查，防止漏做而留有渗漏隐患。
e ）防水工程完工 7d 内，不得回填干土，以防止其向防水涂层吸水。
5 、结束语
水泥基渗透结晶防水涂料是一种无毒、无害的环保产品。它具有超强的渗透能力，在混凝土内部渗透结晶，不易被破坏、具有超凡的自我修复能力，
可修复小于 0.4mm 的裂缝，还能防止冻融循环、仰制碱骨料反应，防止化学腐蚀对混凝土结构的破坏，对钢筋起保护作用而对混凝土无破坏膨胀作用。它施工简单、操作方便，改善了作业条件、速度快，节省工期、施工后不需作保护层，降低综合造价。水泥基渗透结晶防水涂料是一种无毒、无害的环保产品。