１、前言
水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是以硅酸鹽水泥或普通酸鹽水泥、石英砂等為基材，摻入活性化學(xué)物質(zhì)組成的一種剛性防水材料。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料（GB 18445－2001）國家標(biāo)準(zhǔn)自2002年3月1日實施以來，其被越來越多地應(yīng)用在各種防水工程，尤其是水工、隧道、地下室等防水工程中，產(chǎn)品的性能也越來越多的為人們所認(rèn)識。標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的推廣應(yīng)用起到了積極的作用，對產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用也起到了指導(dǎo)作用。尤其國標(biāo)GB50208－2002《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》中明確了其驗收標(biāo)準(zhǔn)，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的廣泛應(yīng)用起到了很好的推動作用。目前，國內(nèi)從當(dāng)初標(biāo)準(zhǔn)制定時幾家單位到現(xiàn)在有將近百家公司宣稱從事這類材料的生產(chǎn)、銷售或應(yīng)用。市場比較混亂，魚目混雜，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。
然而，無論設(shè)計、建設(shè)、施工單位和質(zhì)量監(jiān)督單位，甚至是科研單位對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料了解仍不系統(tǒng)、全面，對這類防水材料的特性、作用機理、作用效果、應(yīng)用條件、應(yīng)用領(lǐng)域等的理解還存在偏差，甚至誤解，往往造成應(yīng)用這類材料達(dá)不到預(yù)期的防水效果，與廠家所宣傳的效果大相徑庭。目前，市場上對這類材料的爭議主要集中在機理、應(yīng)用、使用效果等方面，國內(nèi)在經(jīng)歷了多年對這類材料的推廣應(yīng)用，有必要從對這類防水材料的特性進(jìn)行再認(rèn)識、再思考，客觀地評價它。今年，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料（GB 18445－2001）標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行修訂，對這類材料的充分討論，將對國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂起到重要的指導(dǎo)作用。本文從水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的特性角度出發(fā)，分析探討了目前人們對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機理、滲透深度、國家標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用等所關(guān)心的問題，并提出了作者的看法。
２、結(jié)晶滲透機理的探討
一般認(rèn)為，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機理是材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過載體向混凝土內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密、防水。一般防水材料的防水機理可歸納為憎水防水、密實防水、膜層隔離防水等幾種方式。應(yīng)該說，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料靠滲透結(jié)晶、填塞、微細(xì)化毛細(xì)孔而達(dá)到提高混凝土的抗?jié)B性、防水性，這點是可肯定的。當(dāng)然，現(xiàn)在也有復(fù)合型的這類防水材料，在其中加入聚合物乳液等。關(guān)于作用機理的爭議主要集中在幾點，一是晶體的形貌、可溶性，不同生產(chǎn)廠家對這類材料在混凝土中生成的晶體說法不一，含糊其詞。有些說是針狀晶體，有些說是纖維狀晶體。從有些廠家提供的電子掃描電鏡照片來看，也確實如此，實際上，提供一張這樣的照片是很容易的事，在很多水泥水化的漿體的微觀結(jié)構(gòu)中都可以找到這樣的照片。二是晶體種類，這類晶體是防水材料中活性化學(xué)物質(zhì)生成的呢，還是催化水泥水化生成的呢？要更好地理解這兩個問題，還應(yīng)從第三個爭議點討論起，也即這類材料的滲透機理。袁大偉曾提出了催化活化滲透機理，也有人提出絡(luò)化滲透機理。實際上，這類防水材料的滲透機理是很傳統(tǒng)的，尤其在早期，主要依靠濃度滲透壓機理來進(jìn)行滲透的，也就是說材料中活性化學(xué)物質(zhì)在早期新拌漿體中形成高濃度的溶液，利用濃度滲透壓力差，活性的離子逐漸向混凝土中滲透。這也是為什么這類材料在施工時必須要求混凝土基層用水充分潤濕的原因，這樣更有利于活性物質(zhì)向混凝土內(nèi)部滲透。這也是這類材料在背水面使用時其作用效果比迎水面更好的解釋吧。再來看第二問題，無論是催化活化機理、還是絡(luò)化滲透機理，其實重要的一點，這類材料均不是僅僅依靠本身產(chǎn)生的結(jié)晶體來密實混凝土的，重要的是不僅其在一定條件下可以飽和析晶和反應(yīng)生成晶體，還會促進(jìn)混凝土中水泥水化，生成水化硅酸鈣CSH凝膠晶體。因此，對這類材料生成的晶體應(yīng)該包括兩種類型的晶體，它們是同時存在的。只是在不同的區(qū)域、不同的環(huán)境條件下，其晶體的主要類型不同而已。通過這些分析和討論，很容易對第一個爭論作出解釋。這類材料生成的晶體形貌主要是活性物質(zhì)生成的晶體和CSH凝膠晶體，因此主要是針狀或纖維狀。在這里，還應(yīng)該指出，在應(yīng)用或檢測使用這類材料時，涂層表面往往生成一層絨毛針狀白色晶體，這種晶體其實并不是我們所說的或所觀察的晶體。只是這類材料在一定條件下析出的晶體物質(zhì)。
３、滲透深度的疑問
關(guān)于水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的結(jié)晶滲透濃度一直是人們所關(guān)心的問題，也是受質(zhì)疑最多的話題。對于滲透濃度，不同廠家提供的資料，說法不一，一些說4mm，一些說幾厘米或幾十厘米，也有的說可達(dá)1m，這些數(shù)據(jù)如何測試到，沒有明確的說法。對于這方面的爭論，主要集中于這幾個方面：
3.1活性物質(zhì)能生成多少晶體前面的討論提到，僅靠這類材料的活性物質(zhì)生成的晶體是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此，對這類材料本身生成的晶體多少是不足考慮，且這一類晶體包括飽和析出晶體與反應(yīng)生成的晶體。關(guān)鍵是，這類材料對未水化水泥的催化水化作用的效能，激發(fā)了多少水泥再繼續(xù)水化。因此，可以說本身生成的晶體是有限的，且隨環(huán)境條件的變化會發(fā)生轉(zhuǎn)變的，而激發(fā)生成的水泥水化產(chǎn)物晶體是無限的，取決于環(huán)境條件、作用效果與效能。
3.2滲透深度到底有多深討論這個問題時，首先要明確幾個基本概念，一是具有良好的防滲作用是否一定要結(jié)晶物質(zhì)完全密實毛細(xì)孔？從開爾文公式可知，毛細(xì)孔壓力主要取決于固液表面張力與毛細(xì)孔徑。當(dāng)表面張力一定時，毛細(xì)孔徑越小，形成毛細(xì)孔壓力越大。當(dāng)毛細(xì)孔壓力達(dá)到一定值時，水分也就無法通過毛細(xì)孔進(jìn)一步滲透。換句話說，當(dāng)毛細(xì)孔細(xì)化到一定程度時，水分便無法滲透到混凝土內(nèi)部，而非一定毛細(xì)孔完全密實才能起到抗?jié)B防水作用。
二是“滲透與堵塞是否一定是一對矛盾”，袁大偉和游寶坤等專家堅持“滲透與堵塞是一對矛盾”的觀點。其實，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，滲透與結(jié)晶過程并不是兩個同步的過程，在一定程度上，甚至?xí)嗷ゴ龠M(jìn)。但在不同階段、不同環(huán)境條件下，滲透與結(jié)晶兩個過程分別占主導(dǎo)地位。在涂刷初期，活性物質(zhì)的滲透過程占主導(dǎo)地位，而結(jié)晶過程則逐漸加強。這也是這類材料防水效果隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長而逐漸提高的原因。
水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是以硅酸鹽水泥或普通酸鹽水泥、石英砂等為基材，摻入活性化學(xué)物質(zhì)組成的一種剛性防水材料。水泥基滲透結(jié)晶型防水材料（GB 18445－2001）國家標(biāo)準(zhǔn)自2002年3月1日實施以來，其被越來越多地應(yīng)用在各種防水工程，尤其是水工、隧道、地下室等防水工程中，產(chǎn)品的性能也越來越多的為人們所認(rèn)識。標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的推廣應(yīng)用起到了積極的作用，對產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用也起到了指導(dǎo)作用。尤其國標(biāo)GB50208－2002《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》中明確了其驗收標(biāo)準(zhǔn)，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的廣泛應(yīng)用起到了很好的推動作用。目前，國內(nèi)從當(dāng)初標(biāo)準(zhǔn)制定時幾家單位到現(xiàn)在有將近百家公司宣稱從事這類材料的生產(chǎn)、銷售或應(yīng)用。市場比較混亂，魚目混雜，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。
然而，無論設(shè)計、建設(shè)、施工單位和質(zhì)量監(jiān)督單位，甚至是科研單位對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料了解仍不系統(tǒng)、全面，對這類防水材料的特性、作用機理、作用效果、應(yīng)用條件、應(yīng)用領(lǐng)域等的理解還存在偏差，甚至誤解，往往造成應(yīng)用這類材料達(dá)不到預(yù)期的防水效果，與廠家所宣傳的效果大相徑庭。目前，市場上對這類材料的爭議主要集中在機理、應(yīng)用、使用效果等方面，國內(nèi)在經(jīng)歷了多年對這類材料的推廣應(yīng)用，有必要從對這類防水材料的特性進(jìn)行再認(rèn)識、再思考，客觀地評價它。今年，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料（GB 18445－2001）標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行修訂，對這類材料的充分討論，將對國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂起到重要的指導(dǎo)作用。本文從水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的特性角度出發(fā)，分析探討了目前人們對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機理、滲透深度、國家標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用等所關(guān)心的問題，并提出了作者的看法。
２、結(jié)晶滲透機理的探討
一般認(rèn)為，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的作用機理是材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過載體向混凝土內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密、防水。一般防水材料的防水機理可歸納為憎水防水、密實防水、膜層隔離防水等幾種方式。應(yīng)該說，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料靠滲透結(jié)晶、填塞、微細(xì)化毛細(xì)孔而達(dá)到提高混凝土的抗?jié)B性、防水性，這點是可肯定的。當(dāng)然，現(xiàn)在也有復(fù)合型的這類防水材料，在其中加入聚合物乳液等。關(guān)于作用機理的爭議主要集中在幾點，一是晶體的形貌、可溶性，不同生產(chǎn)廠家對這類材料在混凝土中生成的晶體說法不一，含糊其詞。有些說是針狀晶體，有些說是纖維狀晶體。從有些廠家提供的電子掃描電鏡照片來看，也確實如此，實際上，提供一張這樣的照片是很容易的事，在很多水泥水化的漿體的微觀結(jié)構(gòu)中都可以找到這樣的照片。二是晶體種類，這類晶體是防水材料中活性化學(xué)物質(zhì)生成的呢，還是催化水泥水化生成的呢？要更好地理解這兩個問題，還應(yīng)從第三個爭議點討論起，也即這類材料的滲透機理。袁大偉曾提出了催化活化滲透機理，也有人提出絡(luò)化滲透機理。實際上，這類防水材料的滲透機理是很傳統(tǒng)的，尤其在早期，主要依靠濃度滲透壓機理來進(jìn)行滲透的，也就是說材料中活性化學(xué)物質(zhì)在早期新拌漿體中形成高濃度的溶液，利用濃度滲透壓力差，活性的離子逐漸向混凝土中滲透。這也是為什么這類材料在施工時必須要求混凝土基層用水充分潤濕的原因，這樣更有利于活性物質(zhì)向混凝土內(nèi)部滲透。這也是這類材料在背水面使用時其作用效果比迎水面更好的解釋吧。再來看第二問題，無論是催化活化機理、還是絡(luò)化滲透機理，其實重要的一點，這類材料均不是僅僅依靠本身產(chǎn)生的結(jié)晶體來密實混凝土的，重要的是不僅其在一定條件下可以飽和析晶和反應(yīng)生成晶體，還會促進(jìn)混凝土中水泥水化，生成水化硅酸鈣CSH凝膠晶體。因此，對這類材料生成的晶體應(yīng)該包括兩種類型的晶體，它們是同時存在的。只是在不同的區(qū)域、不同的環(huán)境條件下，其晶體的主要類型不同而已。通過這些分析和討論，很容易對第一個爭論作出解釋。這類材料生成的晶體形貌主要是活性物質(zhì)生成的晶體和CSH凝膠晶體，因此主要是針狀或纖維狀。在這里，還應(yīng)該指出，在應(yīng)用或檢測使用這類材料時，涂層表面往往生成一層絨毛針狀白色晶體，這種晶體其實并不是我們所說的或所觀察的晶體。只是這類材料在一定條件下析出的晶體物質(zhì)。
３、滲透深度的疑問
關(guān)于水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的結(jié)晶滲透濃度一直是人們所關(guān)心的問題，也是受質(zhì)疑最多的話題。對于滲透濃度，不同廠家提供的資料，說法不一，一些說4mm，一些說幾厘米或幾十厘米，也有的說可達(dá)1m，這些數(shù)據(jù)如何測試到，沒有明確的說法。對于這方面的爭論，主要集中于這幾個方面：
3.1活性物質(zhì)能生成多少晶體前面的討論提到，僅靠這類材料的活性物質(zhì)生成的晶體是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此，對這類材料本身生成的晶體多少是不足考慮，且這一類晶體包括飽和析出晶體與反應(yīng)生成的晶體。關(guān)鍵是，這類材料對未水化水泥的催化水化作用的效能，激發(fā)了多少水泥再繼續(xù)水化。因此，可以說本身生成的晶體是有限的，且隨環(huán)境條件的變化會發(fā)生轉(zhuǎn)變的，而激發(fā)生成的水泥水化產(chǎn)物晶體是無限的，取決于環(huán)境條件、作用效果與效能。
3.2滲透深度到底有多深討論這個問題時，首先要明確幾個基本概念，一是具有良好的防滲作用是否一定要結(jié)晶物質(zhì)完全密實毛細(xì)孔？從開爾文公式可知，毛細(xì)孔壓力主要取決于固液表面張力與毛細(xì)孔徑。當(dāng)表面張力一定時，毛細(xì)孔徑越小，形成毛細(xì)孔壓力越大。當(dāng)毛細(xì)孔壓力達(dá)到一定值時，水分也就無法通過毛細(xì)孔進(jìn)一步滲透。換句話說，當(dāng)毛細(xì)孔細(xì)化到一定程度時，水分便無法滲透到混凝土內(nèi)部，而非一定毛細(xì)孔完全密實才能起到抗?jié)B防水作用。
二是“滲透與堵塞是否一定是一對矛盾”，袁大偉和游寶坤等專家堅持“滲透與堵塞是一對矛盾”的觀點。其實，對水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，滲透與結(jié)晶過程并不是兩個同步的過程，在一定程度上，甚至?xí)嗷ゴ龠M(jìn)。但在不同階段、不同環(huán)境條件下，滲透與結(jié)晶兩個過程分別占主導(dǎo)地位。在涂刷初期，活性物質(zhì)的滲透過程占主導(dǎo)地位，而結(jié)晶過程則逐漸加強。這也是這類材料防水效果隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長而逐漸提高的原因。