水泥基渗透结晶型防水材料的发展现状与市场

水泥基渗透结晶型防水材料的发展现状与市场薛绍祖（上海地铁咨询监理科技有限公司上海200031）关键词水泥基防水涂料渗透结晶型背水面防水活性化学物质属性摘要本文介绍了水泥基渗透结晶型防水材料的发展现状、防水机理和防水层构成等；对其材料特性及用途作了评述，分析了中国技术市场的状况；论述了工程技术人员关注的产品质量问题、适用范围等；倡导研制、生产单位，对活性化学物质的属性，应对用户有一个负责的交代，便于用户选择使用。一、前言国标“GB18445（2001）水泥基渗透结晶型防水材料”自2002年3月1日实施以来，推动了该材料的研究发展和工程应用。提高了防水工程的工作效率，降低了防水工程的综合成本，某种程度上，满足了现代建筑物对耐久性的要求。可以说，水泥基渗透结晶型防水材料以其综合优势，赢得各方面人士的青睐，在刚性防水材料、堵漏止水材料系列中，确立了自己重要的地位。作者近年来在北京、上海、深圳、南京、郑州等地访问了相关专业人士；检索了27种报刊杂志，发现了50多篇文章。以此为据，抱着探索、寻真的态度撰写了本文，献给中国？上海首届建筑防水材料及工程技术研讨会。二、水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）溯源（一）水泥基渗透结晶型防水材料的源渊根据VANDEX销售与售后服务部门主任AlfredKessi在CONCRETREPAIRBULLETIN杂志（1996年9月）发表的“背水面防水”论文；美国绿洲海洋化学公司郑鸿法总裁的口述；作者最早在国内文献上，介绍了水泥基渗透结晶型防水材料。国外水泥基防水材料的研究和工程应用，已走过了近百年的历程。该领域的研究和发展，先后开拓和工程应用的类型主要有以下3种：（1）水泥基金属氧化物防水材料；（2）水泥基渗透结晶型防水材料；（3）聚合物改性水泥基防水材料。水泥基渗透结晶型防水材料是1942年德国化学家LauritzJensen（劳伦斯·杰逊）在解决水泥船渗漏水的实践中，产生与发明的。欧美称为：Czpillary/CrystallineWaterproofingMaterials简称CCCW。这种材料系由普通硅酸盐水泥、石英砂或硅砂、带有活性功能基团的化学复合物组成。它以粉状形式供应用户。大多数的应用是仅仅与水拌合（有的情况下还要加入化学添加剂），调配成可以涂刷或喷涂的浆料。正如它的名称示意的内涵，它不仅形成一个有效的防水涂层，而且原本含有的活性化学复合物，向混凝土内部渗透，与混凝土中的水分、Ca（OH）2产生化学反应，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0.4mm—即高于混凝土毛细管径的最大尺寸，从而使混凝土致密、防水。水泥基防水涂层材料的共同特点是，可用于新、旧混凝土基面；可以在潮湿基面上施工；新建和修复工程均可采用。水泥基渗透结晶型防水材料与其他二类相比，具备可以用于饮水工程的优点，这一点是世界各国公认的。（二）水泥基渗透结晶型防水材料在日本市场名称：无机质浸透性涂布防水材该类型材料1965年从欧洲引进到日本，至今已有42年的历史。这种材料的引进，丰富、充实了水泥基防水涂料的市场；在日本经济高速发展时期，满足市场需求，获得良好发展机遇。1987年日本成立了“无机质浸透性涂布防水材协议会”，这是个同业协会（也称商会）；该组织对完善材料的施工方法、规范市场等方面，起到积极的作用。在该组织的倡导下，日本建筑学会2000年新修订的日本JASS8版本，增补了“T-301硅酸质系涂布防水材料的品质及试验方法”；该规程品质规定，针状或纤维状结晶量为无涂布试验体的2倍以上；透水系数为无涂布试验体的1/3以下。无机质浸透性涂布防水材协议会，按照日本国家规定，负责“水泥系防水课题B”的年度技术培训；使学员达到国家规定的1级与2级的“技能土”水准，并发资格证书。同时，每年主办“技能讲习会”对“技能士”进行继续教育。日本硅酸质系防水涂料协议会会长小新井治美先生在“2001年防水界展望”的文章中，称水泥基渗透结晶型防水材料是在日本应用较多，唯一制订日本国家统一标准的无机防水涂料。称赞水泥基渗透结晶型防水材料是“对环境保护。对人类生存均显其优的防水材料”。（三）日本文献中介绍的水泥基渗透结晶型防水材料技术性能与施工1、水泥基渗透结晶型防水材料的基本性能水泥基渗透结晶型防水涂层材料的性能比较，见表1。2、防水层的构成和防水机理防水层的构成和防水机理见表2。3、配合比与施工方法水泥基渗透结晶型防水材料的配合比与施工方法的比较见表3。4、适用部位与质量控制标准适用部位与质量控制标准见表4。防水剂的种类和作用见表5。水泥系防水层的性能（针对地下混凝土构造物）表1○：优良△：普通×：较差水泥系防水层种类水密性耐局压性耐撞击耐创伤龟裂追随性湿润面黏接性耐动胀性施工性工期材料人工成本安全性补修性砂浆防水（掺防水剂）×△○○×○○×△×△○○×△水泥基渗透结晶型防水涂层（无机涂层）△○○×○○○○△○○聚合物水泥基涂层（有机涂料）○△*△*○△△○○×○○注：△*-涂膜薄柔必须保护层水泥系防水层的构成与防水机理表2水泥系防水层种类防水层的构成防水机理砂浆防水（掺防水剂）在砂浆中渗入防水剂，形成高水密性的防水砂浆，涂抹到混凝土结构上防止漏水。砂浆防水剂可促进砂浆的硬化；堵塞孔隙或赋予砂浆憎水性等提高水密性的效能。水泥基渗透结晶型防水（CCCW）涂层（无机涂料）防水材料中溶出的硅酸离子在混凝土中渗透扩散，与混凝土孔隙中的钙离子发生化学反应，生成硅酸钙水化物，充满毛细管孔隙。从而使混凝土表层致密，防止渗漏水。聚合物水泥基涂层（有机涂料）高浓度的聚合物分散剂自然干燥或与水泥中的水反应干燥成膜，使刷涂到混凝土表面的涂膜，具防止漏水效能。这种涂膜防水材料的聚合物与水泥比例高，兼具水密性和可绕性。水泥系防水层的配合比与施工方法表3水泥系防水层种类主要材料及配合比施工方法砂浆防水（掺防水剂）1·砂浆防水剂（氯化钙系、硅酸钠系、硅酸系粉末、脂肪酸系、烷径系、聚合物系）1-30；2·水泥1003·砂200-3004·水65以下用砂浆搅拌机或手提搅拌器拌和均匀，刮涂施工。水泥基渗透结晶型防水涂层（无机涂料）日本I型：1·予调合粉体（水泥、细骨料、硅酸质微细粉末）100；2·水20-40。日本P型：1·予调合粉体（水泥、细骨料、硅酸质微细粉末）100；2·水15-20；3·聚合物分散剂5-10。用手提搅拌器或人工拌和均匀，馒刀刮涂、刷涂、喷涂、辊涂施工。对新浇筑的混凝土板面或混凝土垫层，也可采用在其上面干撒的方法，作成背水面防水屏障。即将CCCW干粉，人工撒到新浇混凝土上，立即抹压密实。聚合物水泥基涂层（有机涂料）1·聚合物分散剂100；2·予调合粉体（水泥、细骨料、各种添加剂）70-160。用手提搅拌器搅拌均匀，刷涂、喷涂、辊涂施工。水泥系防水层的适用部位与质量控制标准表4水泥系防水层种类适用部位质量控制标准砂浆防水（掺防水剂）地下外壁（外防水、内防水）、水槽、地坑、游泳池等日本JIS1404建筑用水泥防水剂的试验方法水泥基渗透结晶型防水涂层（无机涂料）地下外壁（外防水、内防水）、水槽、地坑等日本建筑学会建筑工事标准仕样书JASS8防水工事日本JASS8T-301硅酸质系涂布防水材料的品质及试验方法聚合物水泥基涂层（有机涂料）地下外壁（外防水、内防水）、水槽、地坑、室内（厨房、浴室、实验室）、游泳池等日本聚合物水泥系涂膜材料的性能试验方法在研究制订中防水剂的种类与防水作用表5防水剂的种类防水作用的特性1·氯化钙系与水泥中的水反应促进早期硬化，防止受外部影响初期水溶性物质的溶出，再者随着强度增长抗渗提高。掺入率1-3%2·硅酸钠系水化反应生成的氢氧化钙与其结合，生成不溶性的硅酸钙，使混凝土致密提高水密性。掺入率1-3%3·硅酸质粉末系与水溶性的碳酸盐反应，形成不溶性的水化物，改善作业性，使水灰比减少提高水密性。4·脂肪酸系与氢氧化钙结合，生成憎水的脂肪酸钙，减少砂浆吸水。掺入率10-15%5·烷径系混入砂浆的烷径乳液，使砂浆具有憎水性，减少砂浆吸水。掺入率3-10%6·聚合物系聚合物的保水性使水泥砂浆的硬化过程安定。聚胶结材的充填性，粘接力、延伸性、以及结构成膜，赋予砂浆水密性可绕性。呈现优良的防水性能。掺入率5-30%（四）国外文献对水泥基渗透结晶型防水材料特性及用途的分析评价1、CCCW适用于经过表面处理的混凝土构筑物整体防水。CCCW防水体系可使混凝土结构变为抗渗漏水的致密体，但仍赋予混凝土“呼吸”的效能。CCCW的活性和渗透深度取决于多种因素，如周围温度、混凝土的致密度和湿气含量、外掺剂、以及环境条件。试验测得的渗透深度普通混凝土最大为150mm，16Mpa(2,300Psi)。九星期以上。而在40MPA（6，000Psi）压力下的硅粉混凝土可能少于25mm。CCCW与砼中氧化钙和氧化铁进行化学反应，在砼表面会出现一定量的霜斑或污迹，通常可在砼硬化之后，用表面清漆或涂料的方法，予以处理。2、CCCW具有封堵混凝土细微收缩裂缝的能力，也就是自愈能力。结晶体吸收湿气，湿气在裂缝中激化结晶体的不断增长，从而封堵裂缝。但是，这个性能仅限于宽度达到0.5mm的裂缝，对“活动”的裂缝是无效的。3、混凝土表面处理是成功的关键CCCW防水体系，与相关的防水体系一样，其混凝土表面处理是防水成败的关键。特别是在背水面应用时，必须清除混凝土表面的化学养护膜、模板隔离油、浮灰等，使混凝土毛细管通畅。对混凝土模板拉紧孔，有缺陷的施工缝、裂缝、蜂蜜麻面等，必须做好表面处理并修补。三、中国技术市场现状（一）水泥基渗透结晶型防水材料发展的回顾水泥基渗透结晶型防水材料从早期（1940年代）的德国VANDEX（稳挡水）品牌（现转售到瑞士）引申发展出加拿大XYPEX（塞帕斯）、加拿大PERMQUIK、加拿大KRYSTOL、新加坡FORMDEX（防挡水）、美国PENETRON、法国DIPSEC、澳大利亚CRYSTAL、日本PANDEX等数十个品牌，形成系列产品。水泥基渗透结晶型材料在开拓工程应用的过程中，最初是提倡用于全地下混凝土结构的外表面防水。后来，发现了它在背水面（结构内表面防水）有它的特殊效果。特别是污水处理厂和地面生活用水出水池等类似工程的应用颇为理想。从六十年代以来，CCCW作为混凝土结构背水面防水处理（内防水法）的一种有效方法，逐步扩大品种，不断进入建筑施工应用的新领域。从90年代初开始，表6所列的产品，相继进入中国市场。在上海、北京、广州、武汉、重庆、大连、杭州、乌鲁木齐等地获得较多应用。水泥基渗透结晶型防水材料进入中国市场的品牌表6商品名称中国市场译名FORMDEX（新加坡）防挡水系列KRYSTOL（加拿大）KRYSTOL系列防水材料KOESTER（德国）KOESTERNB1系列防水材料PENETRON（美国）澎内传系统PERMAQUIK（加拿大）PQ系列VANDEX（瑞士）稳挡水系列DIPSEC（法国）滴塞系列XYPEX（加拿大）塞帕斯CRYSTALSEALER（澳大利亚）捷邦104（二）我国质量控制检测标准颁布后出现的新情况据文献报道，国际上，通常采用德国的检验标准，或者按“国际砼修理协会”推荐的砼修理材料之类似技术要求，指导性实施。日本建筑学会制订了“日本JASS8T-301硅酸质涂布防水材料的品质及试验方法”。中国国家质量检验检疫总局批准的国标“GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”自2002年3月1日实施以来，推动了该材料的研究发展和工程应用。出乎意料的是，巨大的利润空间，使国内商家趋之若鹜，蜂拥而上。经网上查询目前水泥基渗透结晶型防水材料的研究开发、生产厂家、销售代理、施工应用单位，由原来的8家已增至80多家。在两年多的工程实践中，各地建筑工程的业主方、监理方、材料检测单位等对“GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”的匀质性指标、受检涂料的某些物理力学性能检测方法等，提出了质疑。并不断以各种方式敦促原编写组开展修订的工作。现将暴露的问题归纳如下。1、国标“GB18445-2001水泥基渗