水泥基滲透結晶型材料對老舊房屋防水性能提升效果分析

摘要：在房屋結構長期服役狀態下，主體結構的使用特征保持不變，而其功能性作用——防水性能卻逐漸退化，顯著影響房屋結構防水效果。以水泥基滲透結晶型材料為對象，從反應作用原理出發，提出參與結構防水的主要活性成分的作用效果。在此基礎上，研究幾類重要活性成分對老舊房屋防水性質的影響程度；同時研究不同水膠比對防水結構的影響。結果表明：提高水膠比能有效提升結晶型防水材料的防水性能。此外，提出滲透效能評價方法，得出選用3%濃度的水泥基滲透結晶對提升房屋建構的防水性能有顯著影響。

關鍵詞：水泥基滲透結晶；材料防水性能；老舊房屋；效能分析

中圖分類號：TQ172.77+4文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）04-0111-04

Analysis of the effect of cement-based permeable crystallinematerial on improving the waterproof performanceof old houses

DENG Long

（China Railway Urban Construction Group No.2 Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 511480，China）

Abstract：In the long-term service state of the building structure，the usage characteristics of the main structure re?main unchanged，while its functional role-waterproof performance is gradually degraded，which significantly affects the waterproof effect of the building structure.Taking cement-based permeable crystalline materials as the object，the effect of the main active components involved in structural waterproofing is proposed based on the principle of reaction.On this basis，the influence of several important active ingredients on the waterproof properties of old hous?es was studied.At the sametime，the influence of different water-binder ratios on the waterproof structure was stud?ied.The results show that increasing the water-binder ratio can effectively improve the waterproof performance of crystalline waterproof materials.In addition，the evaluation method of permeability efficiency is proposed，and it is concluded that the selection of 3%concentration of cement-based permeable crystallization has a significant impact on improving the waterproof performance of building construction.

Key words：cement-based osmotic crystallization；materials waterproof performance；old houses；efficiency analysis

老舊房屋的防水處理是建筑工程中的一項重要工程問題也是一項工程難題[1]。眾多防水材料的設置，通常不能顯著改善滲漏問題，并且其耐久性和使用壽命總是不能夠滿足老舊房屋的設計使用年限要求[2]。防水功能與主體結構的設計使用年限之間不能有機結合。為此，本文結合防水行業的發展現狀，從反應作用原理出發[3-5]，對水泥基滲透結晶型防水材料進行研究，分析其在老舊房屋中的應用特性以及防水效能，以期能夠對現行防水質量和防水效果的提升方面提供針對性指導和技術突破。

1水泥基滲透結晶型防水材料分析

1.1材料成分

水泥基滲透結晶型材料具有良好防水性能。老舊房屋建筑中由于年久失修，存在多處結構滲漏質量問題，通過引入水泥基滲透結晶型材料進行滲漏修補，能夠起到防水的最佳效果。該材料由特種水泥、石英砂等作為基料，參入多種活性化學物質制成，顏色為灰色粉末狀。由于其成分為無機材料，該屬性使其在工程應用中被稱為永不失效的防水系統；其與水融合后，材料成分中所含有的活性化學物質會通過載體水向混凝土結構內部滲透，在混凝土中形成不溶于水的結晶體，堵塞混凝土微裂縫的毛細孔道，從而使混凝土致密、防水。此外，該材料具有一定的自愈合性能，可自愈合0.4 mm混凝土裂縫。

1.2材料作用及其性能

水泥基滲透結晶型材料具有無毒、環保、防腐、耐酸堿、并能提高混凝土強度等作用。將其應用在建筑結構中，可以有效提升整體結構的致密性和連續性，在結構施工中，無需找平和設置保護層，可起到節省工期，加快工程進度并且降低施工成本的作用。

1.3國內外發展狀況及作用原理

水泥基滲透結晶型防水材料是國內外在建設工程防水施工中的重要材料，其具有良好的防水性能、持久的耐久性和施工便利、綠色環保等突出工程優點[6]。作為一種重要建筑防水功能材料，其活性物質及其迅速而強列的結晶過程是卷材、其他防水涂料類所不具備的特殊優勢，利用這種物質反應用于建設工程領域，最早是二戰期間德國化學家勞倫斯·杰遜[7-10]，此后各國開始逐步應用在工程建設中。為充分研究老舊房屋下的水泥基滲透結晶的具體防水性能提升效果，首先從其反應作用原理入手，在建立基本前提假設和物質作用后，進一步討論防水特性及特定工況（老舊房屋結構）下，防水效能狀況。

水泥基滲透結晶型防水的反應核心是“沉淀結晶-絡合沉淀結晶”理論[11]，理論認為通過材料內部的活性組分的陰離子與結構物（混凝土）中Ca2+交合發生反應，從而生成易溶于水的鈣化物質，反復發生反應，會逐漸形成新的自由基團，該基團能夠持續且穩定的保持材料整體的貼合，以達到連續的無縫隙效果，從而可用來作為防水功用。

1.4材料活性成分作用及防水影響

水泥基滲透結晶型防水材料（CCCW[12]）中能產生反應的主要活性成分有：可溶性碳酸鹽、氟化物、氟硅酸鹽等，他們與結構物中的Ca2+發生化學反應，從而形成鈍化物質，起到防水和凝聚作用。

此外，滲透結晶中的一個重要活性成分為可溶性氟硅酸鹽與水泥水化物也能產生某種化學反應。反應所生成的氟化鈣和氟化鎂兩種物質均極難溶于水，是天然的防水利器；進一步，生成的二氧化硅能夠與水泥水化物中的氫氧化鈣發生水化反應，生成一種不溶于水的水化硅酸鈣凝膠。這種膠體同樣也能通過填充進結構物中的細觀微小毛細孔以及裂紋，從而提高整個結構物的防水性能。

2不同因子對水泥基滲透結晶防水性質影響分析

2.1涂料對防水性質的影響分析

CCCW的若干影響因子會在不同工況下對防水性質產生影響。以各類摻Si元素的CCCW的防水性質的差異進行分析研究。設計1組CCCW的材料成分配比，具體配比如表1所示。

結合表1，由防水材料的有關技術規范以及防水影響因素的若干指標標定公式進行計算分析，將1#、2#、3#組合為同類物質進行分析，因其均屬硅質類活性物質。其對結構物吸水性能的影響如圖1所示。

由圖1可知，整體未經任何涂層的結構物吸水狀態處于較高值。而相比之下，摻加納米二氧化硅、硅酸乙酯以及甲基硅酸鈉的結構物表現良好，均處于無涂層的吸水情況以下。圖1（a）中，反映的是隨著浸水時間的增加，整體滲透結晶表現出的吸水率系數變化情況，可以看出甲基硅酸鈉整體表現為最好（吸水率系數達到最低），并且浸水越長，其吸水率系數會越低，整體可以在1左右；同時考察吸水量方面，可以發現甲基硅酸鈉的吸水量也是同比最小的，在浸水達到50 h時，其吸水量占比為60%左右，仍小于其他幾類活性成分對滲透結晶整體防水性質的影響。

2.2水膠比對防水結構的影響分析

水膠比將會對防水結構產生一定影響，工程中往往忽視這一影響[13-16]。本文將分析該因素可能產生的某種影響效果。設置2組水膠比0.3及0.45，進行對照分析。分析對象為二者情況下的結構抗壓強度和抗折強度數值是否穩定，并結合其工程防水性能是否失效進行對比。選擇該2組水膠比下的水泥基滲透結晶結構物試塊。對2件試塊進行不同時間的跟蹤分析，得出如表2所示的防水結構參數（抗壓強度、抗折強度）對比表。

由表2可知：常規0.3的水膠比不能夠給結構物帶來有利影響。其3 d、7 d以及28 d防水結構的強度指標不能夠達到工程實際服役的水平，在實際使用中將導致滲漏問題；而提高水膠比至0.45時，整體防水結構的強度指標均能顯著增長至滿足實際使用階段的數值要求（在28 d的抗壓強度超越45 MPa，抗折強度超越5 MPa），其防水性能不會失效，能夠為結構物的防水帶來正向顯著性效果，防水有效。

考慮在防水結構出現失效時，其滲透結構情況。為此需要分析在以上對照組的工況下，不同齡期的抗滲強度值，如表3所示。

由表3可知：水膠比為0.3的情況下，整個防水結構試塊表現出極易發生結構滲透的質量問題。因為整體在0.3水膠比條件下，水泥基滲透結晶不能夠達到其抵抗水漬滲透進入結構的能力，其抗滲能力均無有效性（不能夠穩定在0.3 MPa以上）。而在水膠比提高至0.45后，整體防水結構的滲透性大為減弱。由于7 d齡期時已達到0.4 MPa的抗滲強度，已經初步滿足結構整體的致密性，能夠抵抗水漬進入結構物；而齡期繼續發展到28 d時，二次抗滲指標達到0.6 MPa，完全可以抵抗水漬對結構物的滲透作用。

綜上所述，提高水膠比對于提升水泥基滲透結晶的整體防水結構的抗滲透性有較大正向提高作用，應當在工程實際應用中重點考慮其成分。

3水泥基滲透結晶在老舊混凝土結構的防水性能提升分析

3.1滲透效能評價

針對老舊房屋而言，其建筑結構由于年久失修，若干功能性存在一定程度下降，需要從效能的角度對其防水進行綜合評估[17-19]。給出最適宜調整并結合滲透結晶的防水性質來進行綜合處理。滲透效能本文定義為高壓射流和進行軸壓試驗來評定。

運用高壓水槍對不同成分的水泥基滲透型結晶防水結構物進行射流沖擊，通過調節高壓閥來進行水流流速控制；按照放大10倍的高壓測試條件，將沖擊流速設置在3 MPa，對防水結構試塊在進行沖擊1 h后進行質量稱重。

3.2射流響應分析

對出不同濃度水泥基滲透結晶的防水結構試塊的高壓射流沖刷結果，如圖2所示。

由圖2可知：不同濃度下的滲透結晶防水結構物質量損失差異較大，并且整體上隨著濃度的提升，防水結構的沖刷質量損失率逐次降低；此外，濃度在0～3%的防水結構試塊的質量損失呈大幅度降低，在3%以上的濃度，質量損失雖然繼續減小，但整體幅度趨于平緩。這表明，滲透結晶濃度的大小會直接影響防水結構的射流響應。當濃度逐漸加大，其射流損失率會不斷減小，但持續的單方面增加水泥基滲透結晶濃度值，并不能顯著改變其質量損失，在4%濃度及以上，效果微乎其微，不能夠有效抑制射流響應。因此，妥善選擇水泥基滲透結晶的濃度，優先采用3%濃度的成分進行老舊房屋的防水處理，將對建筑結構的防水性能有較大提升和質量保證；而進一步僅單一提升水泥基滲透結晶濃度，不能有效提高建筑物的防水效果。

3.3防水結構軸壓試驗分析

繼續研究以上涂布有不同濃度值的水泥基滲透結晶型防水結構試塊的軸壓性能。依據GB/T 50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》，對防水結構試塊進行軸心壓縮標準試驗，結果如表4所示。

由表4可知：防水結構物在涂布有水泥基滲透結晶防水涂料后，其壓縮強度幾乎沒有較大改變，隨著滲透結晶的濃度值提升，防水結構僅有微弱的強度提升；增加水泥基滲透結晶的濃度值，主要在防水結構形成的早期階段起到較大效果；而當結構齡期不斷增長，其效果幾乎不再提升。這一結果對老舊房屋的防水啟示是：應當注重在結構的初期防水涂布的高效施工，選用濃度在3%左右的滲透結晶產品進行厚涂防水；而當結構已經固化成型的基面上再進行結晶防水，效果將非常有限。

4結語

本文對水泥基滲透結晶型防水特性進行了分析，研究了其防水效能。通過闡述其反應作用原理，找出了滲透結晶的活性成分應用于房屋建筑結構的防水實質；得出了甲基硝酸鈉是其中重要的防水活性成分，其作為防水防滲漏的主要因子具有重要材料特性。此外，研究發現了，提高水膠比能有效發揮水泥基滲透結晶涂料在老舊房屋中的防水效能。

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（責任編輯：張玉平）