水泥基滲透結晶型防水材料在地下工程應用

王將

隨著我國城市現代化的發展，土木工程正在急速地進步，但是混凝土的滲漏問題還沒有得到解決，目前還沒找到簡單有效的防水材料。傳統的防水材料具有材料本身的自身優勢，防水效果在使用后一段時間后，對水的不滲透性消失了。本文介紹的水泥基滲透結晶型防水材料，區別以往防水材料的一些致命缺陷，有永久防水、施工工藝簡單、效果明顯的優點。之前，國內這種材料的生產者很少，主要材料還需要依賴國外相關技術支持，因此價格比較高，隨著中國制造到中國創造的不斷轉變，中國自主開發的水泥基滲透結晶防水材料內摻混凝土防水技術、XYPEX 滲透結晶防水施工技術不斷打破材料的束縛，隨著防水材料的設計和改善，降低了制造成本。

1.滲漏的危害及原因分析

據相關統計，在建筑工程中，滲漏不僅影響了建筑美學，還影響了施工進度，給人們的生活造成巨大的不便和嚴重的經濟損失。由于長期的小滲漏不易辨別，使建筑物的耐久性受到了很大的損害，大大降低了使用年限，多年來政府對建筑物進行了一系列的質量檢查，漏水問題層出不窮，其中漏水的主要原因是混凝土結構本身問題，混凝土的滲透性一般是由其孔狀結構導致，每個粒子都會影響混凝土的抗滲能力。

多孔結構體系是結構的重要組成部分，在試驗混凝土滲透性研究中有很重要的作用。根據其滲透實驗研究，內部的孔結構主要包括構造孔隙與施工孔隙。構造孔隙是在混凝土的凝結硬化過程中形成，而施工孔隙是在澆筑混凝土時振搗不充分。雖然孔洞是導致滲漏的重要原因之一，但因為孔隙類型不同，它的滲透作用也各不相同，不太影響混凝土的滲透性。毛細孔對滲透性的影響比較大，毛細孔的形成主要與混凝土的水灰比有關，水灰比越大，毛細孔隙率就越大，其越有可能滲水。大孔屬于多害孔，它對混凝土的滲透性影響最大。混凝土的滲漏受到連通孔的作用，而那些未與表面連通的封閉孔不會影響混凝土的滲透性。在混凝土基體中，除了凝膠孔之外的孔隙（包括沉降孔、毛細孔隙等）是引起混凝土滲透的主要因素，因為這些孔隙基本是連通的[1]。

混凝土結構的裂縫也會在水泥漿硬化的過程中放出大量熱量，漿體和骨料在加熱過程中會膨脹，但由于熱膨脹不一致，隨著溫度會上升，裂縫會打開，因此會造成局部變形。混凝土內外部的水分蒸發速度差異越來越大，于是收縮裂縫就產生了，如果裂縫與縫隙之間相通，將大大提高混凝土的滲透性。

2.防水材料分析

國內外防水材料大致可以分為兩個類型，剛性防水材料和柔性防水材料。剛性防水以水泥、砂石為原材料，具有一定抗滲透能力的水泥砂漿混凝土；柔性防水以瀝青、油氈等有機材料為原材料。

傳統的防水工藝，即柔性防水材料或剛性混凝土防水材料，其防水技術各有其優劣之處。柔性防水卷材，多為瀝青，油氈等有機材料，材料具有韌性，不易開裂，但其材料表面易受損傷，施工后防水性能漸漸衰減和材料老化，每過5 年至10 年需要進行維修更換，成本高，維修不便。剛性防水材料，是指以水泥、砂石為原材料，或其內摻入少量外加劑、高分子聚合物等材料，具有一定抗滲透能力的水泥砂漿混凝土類防水材料，剛性防水材料由于物表溫差應變，易開裂滲水，材料自重大，但耐久性較好[2]。

柔性防水材料在使用年限上與基坑基礎年限使用時間要求相差甚遠，目前市場上防水卷材的使用壽命最長30年，我們日常生活的建筑使用年限要求50年，基坑基礎防水施工位于建筑地下，柔性防水卷材多位于迎水面位置施工，防水的維修十分不便，施工成本極高。

3.水泥基滲透結晶防水材料防水技術

水泥晶體滲透防水材料（簡稱CCCW）是新型防水材料。由硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥制成，與石英砂基料及其他活性化學品混合，粉狀的CCCW 材料與水混合，利用其相互作用。（表面活性劑）混凝土材料降低表面張力，提高抗滲性，以水為載體，活性物質進入混凝土中，在以下介質上形成不溶性晶體，將混凝土內部縫隙填充，使混凝土防水性能提高。水泥基結晶防水的機密性主要是水，載體通過滲透壓和運動穿透到混凝土，毛細血管穿過混凝土進入組成要素，形成不溶性的結晶體，填補混凝土內部小裂紋、孔隙和縫隙，達到防水目的，當活性物質停止時，可接觸到水，反應和催化劑形成新的結晶體，滲透到混凝土中，混凝土逐漸形成致密的防水層，具有永久耐水性和耐化學腐蝕性，可用于污水處理設施、地鐵、隧道系統、建筑基礎設施、游泳池等，是世界上最新的防水材料。

防水材料主要可分為兩種：水泥基滲透結晶型防水涂料和水泥基滲透結晶型防水劑。水泥基滲透結晶型防水涂料：與浸泡水的水泥基物質混合攪拌形成漿體，使用漿體直接涂刷在被防水的表面，直接用于防水、混凝土或灰漿，形成防水層，結晶材料可以直接均勻鋪灑與混凝土或灰漿完全結合，將結晶體材料緩慢壓入表層，等混凝土或砂漿凝結、硬化后，基坑混凝土基礎整體的防水效果良好。水泥基滲透結晶型防水材料中活性結晶物質可以改善混凝土或砂漿的抗滲性能，不只是在其表面阻止水的滲透，而是活性物質侵入漿體中發生化學反應增強抗滲。CCCW 是產品發展最快、使用最廣泛的防水材料之一。它具有推廣傳播速度快、生產效率高、產量大，產品質量穩定等特點。CCCW 產品的缺陷之一是其抗彎折強度較低，比較之下，其他剛性防水材料的強度要高出CCCW材料，但是CCCW 材料的特點是在潮濕條件下滲透結晶防滲，其效果需要以水為載體，同時在早期形成防水涂層需要大量時間，其初期的效果不佳，國家把二次抗滲的標準指標定在≥0.8MPa。

優點總結：（1）不需要像柔性防水材料施工需要找平層和保護層，水泥基材料可以直接在混凝土基坑基層上施工。（2）水泥基材料抗滲等級可以達到S11 以上。（3）保質期大大延長，可達50 年以上，不會老化、變質。（4）與SBS 防水卷材相比，水泥基材料可在潮濕作業面施工，養護期很短，不怕雨淋，施工環境要求低。（5）澆注完底板以后做防水施工，可節省工期。（6）水泥基材料完全綠色環保無毒；（7）價格較為低廉，遠低于其他柔性防水材料。

4.防水效果

應用的建筑項目為威海山東外事職業大學地下人防車庫，人防建筑總建筑面積13907.65m2，戰時為核6 級常6 級甲類二等人員掩蔽，地下一層，車庫部分層高4.9m，本工程地下室根據使用功能，防水等級為一級二道設防，防水設防高度應高出室內外地坪500mm 以上，防水層材料為水泥基材料。

人防地下工程施工完成后，持續進行了兩年的防水性能觀測，地下結構在遭受雨季后，地下室外墻溫度發生了變化。冬天發現混凝土結構的水動力和內部收縮率發生了變化，地下室外墻垂直方向收縮7 m～8m，出現細微收縮縫隙，縫隙暴露后外墻、皸裂位置出現潮濕滲水現象。當加入水泥結晶體防水材料后，歷經5d 初期觀察皸裂部位滲水和水合作用后，皸裂部位有白色結晶材料，漏水滲水情況逐漸消失，消防車庫的底座，消防水槽，車庫外墻部位滲水情況停止，效果逐漸顯著。

因此，以水為載體的防水結晶材料在混凝土中，不斷強化了混凝土結構的滲透性和自主兼容修復能力，使得混凝土不易破壞，即使被破壞發生滲水，水泥基滲透結晶材料可通過水的載體作用，抵達滲漏位置進行修復，填充縫隙。

5.結論

人防基坑地下防水作為工程施工中的關鍵，尤其是后澆帶、穿墻螺栓以及施工縫等特殊部件，可能有非常細小的裂縫。而水泥基材料無論是作為外加劑摻入混凝土內，還是涂料涂于結構表面，均可作為治理混凝土隱患的重要技術措施。利用優質混凝土和水泥基滲透結晶型防水材料或者XYPE 系列防水材料，可以改善地下室的抗滲性，提高地下室和地下室的防水性。整個建設過程的基本技術參數為今后類似項目的質量管理和安全提供了寶貴的經驗。

總之，在綠色、環保、節能、減排的背景下，綠色建筑技術在建筑中的應用符合政策響應和施工安全，有效解決了建筑與自然的矛盾，減少建筑對環境的影響和破壞，降低企業成本，促進人與自然和諧共處，實現社會可持續發展。