技術交流：水泥抗滲劑在混凝土中的應用

水泥抗滲劑在混凝土中的應用

黃清林1， 邢東海2， 朱雲婷1

（1.嘉興市鼎業新型建材有限公司 浙江 嘉興314000；2.浙江華挺納米新材料有限公司 浙江嘉興 314000）

［摘 要］本文通過水泥抗滲劑在混凝土中的應用，能提高混凝土的結構密實性，增強混凝土拌合物粘聚性，提高混凝土的韌性與抗滲效果。

［關鍵詞］水泥抗滲劑；混凝土；應用

目前全國很多媒體在關注建築物的地下滲漏問題，有專業機構調查，全國建築物地下滲漏率達57.51%，有城市達到 100%。建築物地下滲漏往往留下安全隱患，有專家估計，居民購買的 70 年產權的房子壽命還不到 50 年，造成人還在房子卻夭折了。「影響建築壽命的因素很多，包括城市規劃的原因，但其中肯定有地下滲漏的問題，如此大的體量，如果不能把好建築安全這一關，將埋下重大的安全隱患。」全國政協常委、九三學社中央付主席賴明說。北京城建科技促進會常務副理事長王建明說，地下工程質量問題多發，既有技術層面的因素，同時也有管理不到位的原因，根源就在於施工方責任心不強。在施工過程中，很多人簡單湊合地把防水做完，費用壓得很低，漏了再去堵、再去修。實際上大家只是把防水作為施工問題，沒有把防水的滲漏問題上升到影響質量安全的高度。

對於地下防水的滲漏突出的根本原因是人們過度追求速度、追求利潤，降低了建築物質量標準，忽視了建築質量與建築安全。另外由於地下工程的結構比較隱蔽而被忽視了。我國建築地下滲漏現象與日俱增，「三高現象」凸顯。防水材料生產和施工技術水平越來越高，建築地下防水驗收合格率越來越高，建築地下滲漏率卻越來越高。針對地下防水滲漏與地下室剪力牆的裂縫滲漏，在做好施工的同時，原材料的選擇也是十分重要。對於大跨度、超長、超高的地下室剪力牆，在按傳統的材料與施工方法，杜絕不了裂縫的產生。如今，針對建築行業的致命的黑洞，一種新型的水泥、混凝土抗滲劑的誕生填補該項空白。水泥水化後的固有缺陷是結構疏鬆多孔且多連通孔影響強度。環境中水及空氣容易滲入結構內部繼續水化腐蝕造成開裂或粉化自毀。有鋼筋鐵件處會形成「鹼集料反應」，這是水泥混凝土使用壽命不長的內在根本原因。採取結構、設計、施工管理和防水措施能改善耐久性，但不能徹底解決混凝土自身存在的缺陷問題。水泥、混凝土抗滲措施在使用前或施工過程中，添加水泥用量的2%～4% 的水泥抗滲劑，使其在硅酸鹽水泥水化過程中能迅速與水化的Ca(OH)2等生成硅酸鹽凝膠微結晶，充實微細孔隙和水膜界面，使混凝土結構緻密，抗滲性大幅提高，達到增強、抗滲、抗凍、耐久、長壽的效果。

1 試驗思路

針對水泥抗滲劑的產品性能，我們進行大量的試配驗證，為期 10 個月，通過對比，尋找其最佳的摻量點，並運用到工程實例中，結果很理想。在此，把基準的配比與摻抗滲劑的試驗進行驗證：

1．1 原材料

水泥：採用海螺 P·O 42.5 水泥，其物理力學性能試驗結果見表1。

粉煤灰：採用嘉興熱電廠的二級粉煤灰，其物理性能試驗見表 2。

礦粉：採用江蘇沙鋼的 S95 級礦粉，其物理性能試驗見表 3。

外加劑：採用聚羧酸外加劑，具體性能指標見表 4。

砂、石：黃砂採用江西贛江砂，為 Ⅱ 區中砂；石子為浙江德清產的 5～31.5mm碎石。具體物理性能見表 5、表 6。

表 1 水泥的技術指標

表 2 粉煤灰技術指標

表 3 礦粉技術指標

表 4 外加劑技術指 %

表 5 粗骨料各項性能指標

表 6 細骨料各項性能指標

2 配合比試配

2.1 試驗方法

混凝土拌合物製備：混凝土用 60L 強制式攪拌機攪拌，嚴控用水量。

工作性能測試：參照 GB/T 50080－ 2002 《普通混凝土拌合物性能測試方法》。

混凝土試件成型：混凝土工作性能測試完後，分別成型抗壓試件、抗滲試件，振動成型。

試件養護：試件成型 24h 後拆模，在標準溫度 (20±2)℃。濕度95% 的環境下養護。

混凝土性能測試：混凝土性能測試參照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》規定的標準方法進行測試。

由表 7 可知，隨著抗滲粉的摻加比例增大，混凝土的用水量也在同比例增加，隨著水灰比的增大，混凝土抗壓強度下降，抗滲卻是提高。在多組的試驗過程中發現，抗滲粉的摻入，影響混凝土的用水量，改變了水灰比。在普通抗滲要求中，摻入2% 的抗滲粉，即提高了混凝土的密實性，因此提高了混凝土的抗滲等級。

表 7 混凝土試配表

3 抗滲粉的主要材料與原理

抗滲粉主要由含結晶水的納米二氧化硅（SiO2·H2O）,小於100nm 微粒比例大於 50%；採用憎水的有機硅壓力噴霧包覆納米二氧化硅，用量占納米硅粉的 3%～5%，包覆率大於 60 %。

微粒表面帶負電荷，本身親水，經有機硅表面處理，兩者的活性硅醇基交脫水，在納米硅粉表面形成類荷葉憎水層，又有「透氣」侵潤性，在鹼性溶液條件下，發生酸鹼平衡反應，生成硅酸鹽凝膠，並有體積微膨脹性，實現水化過程中的微結晶膠凝充填微納米孔隙而達到提高抗滲效果。

4 抗滲粉的應用

通過工程實例，發現摻有抗滲粉的混凝土密實度提高，配合工地現場的養護，地下室剪力牆無裂縫產生。這對於大型工程的地下室、剪力牆、隧道、灌漿、河壩、水池等特殊工程混凝土的應用起到良好的抗滲效果，提高了建築工程的使用壽命。由於抗滲粉為納米級的防水特殊材料，其經濟價格也比較高，但對於目前建築施工單位發現裂縫滲水再去堵、再去修的做法是嚴重影響工程質量安全。為此，高度重視工程地下防水，徹底消除質量隱患，提高建築物的耐久性，是我們建築行業迫切需要改變的現實。

5 總結

通過試驗與工程實例表明：

（1）水泥抗滲劑在混凝土工程中的應用，雖然會增大用水量，改變水灰比，而降低抗壓強度，但會增強混凝土的密實度，提高混凝土的韌性與抗滲效果，是難能可貴的優越特性。

（2）水泥抗滲劑的最佳摻量為 2%～4%，通常為 2%，特殊要求另外調整摻量。

（3）水泥抗滲劑由於自身納米級，比表面積大，是水泥的 1000 倍，能填充水泥與其他膠凝材料之間的孔隙，提高密實性。

（4）水泥抗滲劑微粒表面帶負電荷，具有親水作用，與水泥中的鹼性溶液發生酸鹼平衡反應，生成硅酸鹽凝膠，產生體積微膨脹。

（5）水泥抗滲劑由於價格比較貴，暫不能適應所有的混凝土工程建築物，增加了造價，對於防水要求高，耐久性高的工程項目是首選的新型建築材料。

（6）水泥抗滲劑與其他膠凝材料的適應性特別好，無排斥作用，活性好，使混凝土粘聚性更好。

［作者簡介］黃清林，男，江西吉安人，多年來一直致力於商品混凝土與

混凝土製品的技術創新與運營管控的研究。

［通訊地址］浙江省嘉興市乍浦港區乍王路 555 號（314000）

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