复合型渗透结晶防水涂料的开发研究
周述光1, 姬海君1, 陈新孝1, 马光明2
（1.武警工程学院建工系，陕西西安710086；2.太原煤气化股份有限公司，山西太原030024）

水泥基渗透结晶型防水涂料使用时与水拌和调配成适宜涮涂或喷涂的浆料，或以干粉撒覆在水泥混凝土表面，通过表面处理修复渗漏构筑物，止水堵漏；或应用于特殊要求的施工过程，以满足抗渗性能的特殊要求。其主要防水机理是不仅在需要防水的混凝土表面形成有效的防水涂层，而且其含有的活性化学复合物可向混凝土内部渗透，与混凝土中的水分、游离的活性物质发生化学反应，形成不溶的结晶体复合物，进而靠结晶体增长填塞毛细通道。这些结晶体，通常可以增长到0.4 mm，即高于混凝土毛细管的大尺寸，从而使混凝土致密、防水。由于是借助化学反应，改善了整体的防水性能，不仅使得防水性能容易长期保持，同时也提高了基体混凝土的强度和密实性。可见，水泥基渗透结晶型防水涂料相对于其它的防水材料，性能优越，是一种非常有发展前途的防水材料。本研究的目的是通过分析组成水泥基渗透结晶防水涂料的各组成比例对涂料性能的影响，选择出合理的配方，试配出一种具有较强渗透结晶效果，性能达到国内同类产品水平的渗透结晶防水涂料。

1 原材料
陕西秦岭低碱度P·O42.5R 水泥；磨细石英砂；硅灰；熟石灰[Ca（OH）2]；化学添加剂：速溶硅酸钠，硬脂酸铝；减水剂UNF 和糖钙缓凝剂；中砂：细度模数为2.73。

2 试验方案
设定防水涂料的基本配比（见表1）[1]。按照表1 的配比配制涂料500 g，用水量为200 g（水灰比0.4）。依据GB 18445—2001 规定的试验方法进行性能试验。依据单因素分析方法，对防水涂料的单组分进行优化试验，确定组分的佳掺量。在此基础上进行正交试验，分析各组分掺量对涂料性能的影响，确定涂料各组分的佳配比。

3 辅助组分掺量的确定
3.1. 缓凝剂掺量的确定
以表1 中的涂料组成基本掺量为基础，改变缓凝剂的掺量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%），研究缓凝剂掺量对防水涂料凝结时间和净浆强度的影响，确定出缓凝剂的佳掺量。试验结果见图1、图2。

从图1 可知，随着缓凝剂掺量的增加，涂料的初凝时间和终凝时间成近似线性变化，当缓凝剂掺量为涂料用量的0.3%时，初凝时间已超过50 min，终凝时间大于200 min。在图2 中可以看出，随着缓凝剂掺量的增加，涂料的3 d 和7 d 净浆强度出现先增后降的现象，而28 d 的强度却一直随着缓凝剂用量的递增而递增。原因在于涂料中加入一定量的缓凝剂后，降低了水泥水化的速度，抑制了水泥初期的水化，故影响了涂料的早期强度，而后期强度（28 d）由于掺加缓凝剂，降低了水泥的水化速度，水泥水化产物分布更均匀，水泥颗粒水化更充分，故后期强度得到提高。
综合图1、图2 曲线变化的趋势，考虑凝结时间对强度的影响，依据“外加剂要在掺量少的情况下，能够获得显著的效果”的掺量原则，从而确定糖钙缓凝剂的佳掺量为涂料用量的0.2%。此时涂料水灰比为0.4 时，满足初凝时间大于30min，终凝时间小于24 h。
3.2 减水剂掺量的确定
通过改变减水剂UNF 的掺量来获得涂料所需要的流动度。以现有同类型的产品XYPEX（赛柏斯）的流动度（大于320 mm）作参照。试验结果见图3。

由图3 可知，涂料的流动度随减水剂掺量的增加而增大。根据实际需要及外加剂的掺量原则，后确定UNF 减水剂的掺量为涂料用量的1%。