[发明专利]能提高混凝土的防水抗渗性能的防水剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种能提高混凝土的防水抗渗性能的防水剂。

背景技术

防水是提高水泥混凝土结构耐久性的重要措施，甚至是根本措施。水泥混 凝土结构的防水性能基本上决定了其耐久性能。硬化后的水泥混凝土，传统观 点看来，是一种致密性物质，而实际上，根据当前大量的研究成果，在50年 甚至100年的使用要求下，普通水泥混凝土对于水而言，不仅不是致密性的， 而且是可渗透的。水是导致水泥混凝土结构和钢筋混凝土结构耐久性损坏的重 要物质。无论是水泥混凝土的软水侵蚀、冻融破坏、碱集料反应、钢筋锈蚀和 硫酸盐腐蚀等，还是水泥混凝土中的钢筋氧化腐蚀，甚至水工、港工结构的溶 蚀，都离不开水的作用，没有水的参与，大部分侵蚀几乎不会产生。对于水灰 比在0.5-0.7的水泥混凝土，水化以后，其空隙率在16％左右。另外，由于水 泥混凝土中骨料与胶凝材料之间可能存在的微裂隙，水分可以不断深入水泥混 凝土中，参与对水泥混凝土或水泥混凝土内钢筋的腐蚀。为了阻止水分的入侵， 提高水泥混凝土结构的抗水侵蚀性能和耐久性能，研究了多种措施，如掺加矿 物掺合料的高致密性混凝土、低水胶比混凝土、表面防水涂料和混凝土引气等。 在水泥混凝土中掺加防水剂，形成致密性混凝土或憎水混凝土以达到防水的目 的，也是一种行之有效的技术途径。

对于混凝土自身来说，引起混凝土自身劣化现象的主要原因是混凝土的中 性化(碳化)和碱骨料反应。混凝土的碳化是二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙 作用，生成碳酸钙和水的过程。碳化使混凝土碱性降低，减弱了对钢筋的保护 作用，可导致钢筋锈蚀。碳化还会使混凝土碳化层产生拉应力，可导致产生细 微裂缝，而使混凝土抗拉、抗折强度降低。

混凝土原材料产生裂缝的另一原因是碱骨料反应。碱骨料反应是水泥中的 碱与混凝土中的活性骨料(活性二氧化硅)产生的化学反应。这种反应生成的 碱硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，引起混凝土裂缝，甚至破坏。抑 制碱骨料反应的措施有：尽量选择非活性骨料，当不可能采用完全没有活性的 骨料时则应严格控制混凝土中总的碱量。另外，掺用活性混合材硅灰，粉煤灰， 对碱骨料反应有明显的抑制效果。还应避免混凝土形成表面积水和接缝积水。

常用水泥中矿渣水泥干缩率较大，普通水泥次之，粉煤灰水泥干缩率较小。 一般来说，建筑工程和桥梁工程采用普通水泥即可。干缩率小其抗裂性不一定 好，这里要考虑水泥的徐变。如采用正规厂家生产的含游离氧化钙少的水泥以 防止混凝土出现崩裂。选择集料时，应选用碎石、粗砂，尽量不用砾石、细砂， 因前者比后者干缩率小。也不能用海砂，避免钢筋锈蚀膨胀裂缝的发生。浇灌 大型混凝土结构中可以采用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低水化热的水泥品种。拌 合混凝土时为了降低混凝土的浇筑温度，我们可以加冰或冷水，或者将沙石冷 却。严禁采用含硫酸盐或镁盐的水或海水搅拌混凝土，以避免与水泥中的铝酸 三钙反应，造成体积膨胀裂缝或钢筋锈蚀膨胀裂缝。尽量不采用含有氯化物的 外加剂，防止钢筋锈蚀，产生膨胀裂缝。

在混凝土结构的浇注、构建制作、起模、运输、对方以及拼装和吊装的过 程中，如果施工工艺不合理或施工质量低劣，就会产生向、横向以及斜向、竖 向、水平和表面以及深进的和贯穿的各种裂缝，对以细长的薄壁结构更是容易 出现。由于产生裂缝的原因不同，因此，出现裂缝的部位、走向以及宽度也不 相同。如混凝土保护层过厚，使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚，导致构件 的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝；混凝土振捣不密实、不均 匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点；如果浇 筑混凝土速度过快，混凝土的流动性比较低，硬化前沉实不足，硬化后沉实又 过大，会在浇筑后产生裂缝；混凝土搅拌和运输的时间太长，这样水分蒸发多， 从而使混凝土的塌落度降低，这样混凝土的体积上产生收缩裂缝；用泵送混凝 土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和泥用量，或因其他原因加大了水 灰比，导致凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝； 混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间 出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在浇混 凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接 触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间黏结力小，或后浇混凝土养护不到位， 导致混凝土收缩而引起裂缝；混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部 剥落，或脱模后出现空鼓现象等等。