混泥土防水剂原理,涨知识了

小金体育 8 2020-05-24 02:03:55

混凝土防水剂

它是一种添加剂,可以改善混凝土的孔隙结构,填充或减少毛细孔隙,切断毛细孔隙通道,提高混凝土的抗渗性,或将混凝土的亲水表面变成疏水表面,使水不易渗透,防止混凝土渗透。

从上世纪50年代到近70年的今天,混凝土防水剂在我国的发展日趋成熟,其应用领域不限于外加剂。

目前,市场上普遍使用的拒水产品大多具有减水、增强和早强的特点,实际上已经成为以耐水性为主的多功能拒水产品。

混凝土渗漏的[原因]

影响混凝土渗透性的因素很多。

内部因素有

指混凝土本身的材料组成和结构特征。

外部因素有

指使用混凝土的环境。

混凝土本身的材料结构和性能可以通过配合比设计和适当的制造工艺来实现,如添加矿物掺合料、高效减水剂、采用低水胶比、改善水泥浆和骨料界面性能、对混凝土表面采取适当的保护措施等。

外部因素客观存在。提高混凝土抗渗性的关键是降低混凝土对腐蚀介质的抗腐蚀性,提高混凝土本身的密实度,尽可能减少初期裂缝,增强混凝土硬化后的体积稳定性。

混凝土是一种非均质脆性材料,微观结构上属于多孔结构。混凝土中的孔隙根据其成因可分为三种类型。

施工孔

结构孔隙

两大类。

施工气孔是由浇注过程中振动不良造成的。结构孔隙率主要由水灰比决定,是在混凝土凝结硬化过程中形成的。它只与施工过程有关。

结构孔隙包括水化硅酸钙凝胶固有的凝胶孔隙、水泥水化过程中多余水分蒸发后留在混凝土中的毛细孔隙、水泥和骨料在重力作用下不同程度沉降形成的沉降孔隙、粗骨料和细骨料结合不良形成的孔隙。

混凝土中的孔隙根据孔径大小可分为:大孔(> 103 nm)。微孔((102-103)纳米);过渡孔((10-100)纳米),凝胶孔(<10纳米)。

尽管孔隙是混凝土渗漏的主要原因之一,但并非所有的孔隙都会导致同样的渗漏。

凝胶孔的尺寸最小,可以认为是不透水的,对混凝土的渗透性没有影响。过渡孔隙对混凝土渗透性影响不大。

混凝土结构中毛细孔隙的微孔势能明显大于重力场的微孔势能,对渗透率有很大影响。骨料的渗透性通常比水泥石低得多。骨料将切断水泥石基质的渗水通道。水灰比越高,毛管孔隙度越大,渗水的可能性越大。

孔隙率是影响混凝土和易性的主要指标。大孔隙对混凝土渗漏影响最大,对混凝土渗透性有害。

多孔材料的渗透性也受到孔结构的影响。材料内部的封闭孔隙(不与表面连通的孔隙)对材料的渗透性没有影响。只有那些相连的孔会导致材料的泄漏问题。

混凝土浇筑后,由于保水性差,砂石会沉淀,水会上升。它们中的一些会沿着毛细管沉淀到混凝土表面(表面渗出),形成积水层。水蒸发后,将形成一个相互连接的沉降孔网络。

在基础阶段,除凝胶孔隙外,其余孔隙(毛细孔隙和沉降孔隙)大多是开放的,这是混凝土渗漏的主要原因。

此外,当混凝土仍处于塑性阶段时,由于表面大量和快速的水分蒸发,如果水分的蒸发速率超过混凝土内部水分向表面的迁移速率,就会发生塑性收缩裂缝。

在水泥水化过程中,水泥不断释放水化热。由于硬化水泥浆和骨料之间的热膨胀不一致,温度变化将导致水泥浆和骨料之间的界面区域出现裂缝。

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水的持续蒸发将改变孔隙中的毛细管表面张力,这将导致毛细管中的收缩裂缝。由于混凝土的大部分干燥收缩直到硬化后几个月甚至一年才完成,连续收缩限制也可能由于其他原因(热收缩、化学收缩、碳化收缩)导致裂缝的进一步扩展。

在硬化混凝土中,骨料和水泥石之间的界面太弱。在上述因素的作用下,裂缝最容易因应变差异而产生,其宽度也大于水泥石基体中存在的裂缝,且易于与水泥石中的裂缝连通,从而大大增加了体系的渗透性。

以上分析表明,混凝土渗流主要有两个方面,一是混凝土内部孔隙;第二是混凝土的裂缝。

此外,孔隙和裂缝的形成主要是由于混凝土构件的物理化学性质和结构缺陷造成的,这是混凝土本身无法克服的缺陷,渗水也成为混凝土本身难以解决的问题。

[防水剂的防水机理]

混凝土的水渗透和孔结构

合理选择混凝土的配合比和良好的施工工艺,可以生产出抗渗性好的混凝土构件。如果混凝土能够得到充分的维护,混凝土就可以被认为是不透水的。

因为混凝土的孔隙没有连接。实际情况并非如此。我们都知道混凝土是可渗透的。

水可以以各种方式渗透混凝土结构。除了贯穿缝和裂缝渗漏外,渗水主要有以下原因:

(a)外部压力下的渗水;

(b)混凝土中的毛细吸附;

(c)两者一起工作。

防水剂的防水机理

虽然防水剂被添加到混凝土中以防止水以各种方式渗透到混凝土中。其防水机理大致可以分为两个方面。

1.减少或堵塞混凝土中的各种孔隙。

2.使混凝土由亲水变为疏水,消除毛细压力引起的渗水和润湿。

[两种常见混凝土防水剂]

1.硅酮防水剂

硅酮是许多含硅元素的聚合物化合物的通称。

一般指以硅氧烷为主链的聚有机硅氧烷。它的基本结构单元(即主链)由-硅氧键组成,并且至少一个硅原子直接连接到其他各种有机基团的碳原子上。

将带有反应性基团的硅氧烷掺入混凝土中,不仅可以通过反应性基团的相互作用形成网状交联硅氧烷膜,还可以与无机硅酸盐基质中的羟基反应形成末端带有-硅-R基团的硅烷链(R一般为CH3)。

这是一种排斥水分子中氢原子的非极性基团,使得硅酮聚合物具有良好的疏水性。

硅烷链填充了混凝土中施工时不能完全消除的孔隙,使混凝土的微观结构更加致密,从内到外形成保护层,从而达到完全的防水效果,提高混凝土的抗渗性。

硅烷链填充了混凝土中施工时不能完全消除的孔隙,使混凝土的微观结构更加致密,从内到外形成保护层,从而达到完全的防水效果,提高混凝土的抗渗性。

疏水性网状硅氧烷膜具有很低的表面张力,可以均匀分布在多孔无机硅酸盐基底的微孔壁上形成薄膜,而不是封闭其毛细通道。水在毛细管壁上的接触角大于100-130,因此水只能以球形小液滴的形式存在,不能进入基质内部。

然而,毛细管壁表面张力的降低不仅有效地防止水进入,而且不会影响水蒸气在基底内部的向外扩散,因为它不会关闭基底的毛细管通道,从而使基底具有良好的透气性。

经过有机硅防水剂处理的建筑物能够保持清洁无尘,提高建筑物的隔热隔音性能,防止建筑物表面因冻融而开裂,防止建筑物风化或减少风化,从而延长建筑物的使用寿命。

随着聚合物乳液理论和技术的发展,——有机硅乳液作为一种新型的乳液,越来越受到人们的重视

乳液型有机硅防水剂是由聚合物乳液和反应型有机硅乳液共聚而成的一种新型建筑涂料。

有机聚合物乳液(例如丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸聚合物乳液)可以形成对基材具有良好粘附性但耐热性和耐候性差的透明膜。(目前,市场上大多数透明防水胶都是基于这些聚合物乳液。)

该反应性有机硅乳液(反应性硅橡胶或活性硅油)含有交联剂和催化剂等组分,失水后可在常温下进行交联反应,形成具有网络结构的聚硅氧烷弹性膜,具有优异的耐高低温性和疏水性。

然而,对一些填料的粘附性差。两种乳液的结合或改性可以使两者的性能优势互补。

经过防水剂处理的基材具有良好的疏水性,能有效防止水分的侵入,保持基材原有的透气性。

2.氯化铁防水剂

氯化铁防水剂一直是一种常见的防水剂。在混凝土中加入少量氯化铁防水剂,制备出高抗渗、密实的混凝土。氯化铁防水剂的作用机理如下:

氯化铁防水剂的主要成分是氯化铁、氯化亚铁、硫酸铝等。它们可以与水泥石中C3S和C2S水合作用释放的氢氧化钙反应,生成水不溶性胶体,如氢氧化铁、氢氧化铁和氢氧化铝。

这些胶体填充了混凝土中的孔隙,堵塞了毛细渗透通道,增加了混凝土的密实度。

B.

出血率降低了。在混凝土中加入氯化铁防水剂后,由于浆液中形成了氢氧化铁、氢氧化铁和氢氧化铝等胶体物质,降低了混凝土的泌水率,从而减少了由此造成的缺陷。

C.氯化铁防水剂与氢氧化钙反应生成氯化钙,氯化钙不仅可以起到填充作用,而且这种新型生态氯化钙可以激发水泥熟料矿物,加快其水化速度,并与硅酸二钙、铝酸三钙和水反应生成氯硅酸钙和氯铝酸钙晶体,从而提高混凝土的密实度,从而提高抗渗性。

在防水和堵漏行业,从来不缺少完美地把握市场的销售专家。

例如,一些水泥基防水材料现在声称能够进行背水涂层。其中许多是基于水泥和各种成熟的混凝土防水剂。

“秘密系统”

搞定了。

然而,一些材料的科学性质和在应用领域的实用性仍然需要时间来检验。毕竟,有些“混凝土防水剂”还没有按照合理的配方要求进行设计,还有许多缺陷需要弥补和改进!

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