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自愈型混凝土防水密实剂

时间:2017-11-17 15:00来源:华亿建材 作者:xuchen 点击:
自愈型混凝土防水密实剂

研发单位:龙岩市华亿建材有限公司
主要研发人:李安铨  翁崞
科  技  成  果  简  介
一、技术领域
本发明涉及混凝土外加剂精细化工技术领域,尤其是高抗渗自愈型混凝土防水密实剂及其制备方法,产品适于生产配制:FS102自愈型混凝土防水密实剂渗透反应型FS102混凝土自愈防水密实剂内掺FS102自愈型结构自防水混凝土等。添加了闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂的混凝土,能够生成不溶于水的水化硅酸钙晶体和憎水性抗渗密实体,如有水的侵入或潮湿的环境下结晶体能够渗透滋长进入混凝土的内部结构,堵塞细微裂缝的贯通、堵塞通透性的毛细孔、有效减少水泥水化石的线性收缩,彻底改变混凝土孔的结构及有效地增强混凝土的防水密实性、抗渗性、憎水性、增强混凝土界面过渡区的粘结性能,使得混凝土具有长效结构自愈性、高抗渗、憎水密实性及结构自防水。FS102自愈型混凝土防水密实剂符合并满足国标GB 50108-2011《地下防水工程质量验收规范》的技术标准要求,产品质量符合中华人民共和国建材行业标准JC 474-2008《砂浆、混凝土防水剂》,其掺量按水泥掺量的0.25~0.50%(按水泥的重量比,根据工程设计要求的混凝土防水等级要求而有所不同)。闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂:有粉状和液体两种,它区别于市场其它同类产品之处是不使用氯化物原料,所配制的混凝土、砂浆抗渗指标和结构自愈功能是其它产品无法相比拟,抗渗压力可达2.6Mpa或以上,达到国际先进水平。
二、背景技术
FS系列自愈型混凝土防水密实剂是通过特殊的纳米活性化学方法对混凝土结构起到结构自愈合防水抗渗和整体基础结构的保护作用。FS系列纳米活性自愈防水母料和一些特殊的活性化学物组成的液体或干粉料,在接触水汽后,其中的纳米活性防水化学物质会渗透进入混凝土结构中,与混凝土中的硅酸盐水解产物发生化学反应及渗透反应,生成不可溶的活性晶体物质,这种活性晶体物质的增长可堵塞混凝土中的毛细孔、裂缝及填补发丝状裂纹,从而提高经系列FS自愈型防水密实剂处理过的混凝土结构的防水性、抗渗性、憎水性、自愈修补功能。它还能与混凝土组成一体,成为其结构活性自防水的组成部分,克服了其它防水材料在垫塑、碾压、渗透等情况下产生与混凝土基面剥离的问题,可与混凝土建筑结构同寿命的自愈结构自防水密实剂。
目前市场上一般使用的混凝土防水密实剂大多使用氯化物类的防水密实剂,不能与混凝土的水解物质发生活性自愈功能,也不能发生自愈渗透,不能深入渗透到混凝土的内部结构,混凝土氯离子含量超高、混凝土的电导率高,混凝土容易被侵蚀,难以在结构自防水工程方面使用。因此,寻求一种自愈渗透效果佳、质量稳定、通过载体水将纳米活性自愈防水剂物资通过渗透进入基材内部填充混凝土的毛细孔及微裂纹,使得活性结晶体将所有混凝土或水泥砂浆的裂缝、孔隙全部填满,形成的活性硅酸钙晶体在有游离水或潮湿的环境下活性晶体能够滋长,将深入渗透混凝土的结构内部,有效地增加混凝土的密实度、憎水型及密封性,达到自愈、防渗、防潮、修补裂缝的作用。本发明的产品综合防水抗渗性能佳、结构活性自愈能力强、憎水性效果佳、低成本、是环境友好的化学领域防水材料。本FS系列自愈型混凝土防水密实剂项目属国内首创,系列FS自愈型混凝土防水密实剂产品有两种物理状态:液料粉料,由龙岩市华亿建材有限公司专业自主研发团队研究开发并生产,应用高科技成果,引进新加坡及美国活性防水抗渗母料添加科技技术,对水泥矿物及稀有矿体进行高效活化,改善并辅以高分子材料科技技术,矿物活性纤维等高科技巧妙混合进行物理及化学反应研制而成的活性自愈型混凝土防水密实剂,产品质量符合国家标准:JC 474 2008《砂浆、混凝土防水剂》SSAM/F05-2010《高抗渗自愈型混凝土防水密实剂》、符合并满足国标GB 50108-2011《地下防水工程质量验收规范》的技术标准要求SSAM/F06《高抗渗自愈型混凝土防水密实剂应用技术规程》。为预防本配方泄露,故不申请国家发明专利。
三、本发明的优点
1. 本发明的FS自愈型混凝土防水密实剂具有永久的自我修复自愈抗渗功能及憎水性,其活性催化剂遇水会激活混凝土材料内部的碱性及活性物质,使其传输、充盈,形成不溶于水的枝蔓状活性结晶体,活性结晶体能够不断地滋长填充混凝土结构的毛细孔及细微裂纹,将其结合成为封闭式的防水层整体,堵塞来自任何方向的压力水流及其它有害液体侵蚀,也是改善结构混凝土及水泥砂浆耐久性的自愈型防水外加剂(密实剂)。
2.本发明的FS自愈型混凝土防水密实剂可用于进一步制备系列:自愈型防水混凝土、自愈型微集料防水混凝土、结构自防水混凝土,与定量的水混合搅拌均匀后,养护14天的抗渗压力超过国家标准要求,可达到2.6Mpa,二次抗渗超过2.8Mpa,抗酸、碱、盐性能佳,产品质量稳定。
3、因水化硅酸钙的形成消除了氢氧化钙在界面区的富集,使界面过渡区转变成水化硅酸钙的富集区。由于水化硅酸钙的胶泥特性,增强富集区集料与水化石的粘结从而改善水化石——集料界面过渡区的性能,即提高了集料过渡区的界面粘结力,同时由于水化硅酸钙在水化石毛细通缝中富集,堵塞切断通道并与水泥水化形成一体化水化石。闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂掺入水泥砂浆或混凝土中,在水泥浆料中高效均匀分散,将其孔的结构及界面过渡的状况彻底改变,优异的防水阻裂,纳米活性自愈渗透,使混凝土的强度及抗渗性提高,同时减少水泥水化石的收缩率,减少微裂缝,彻底提高混凝土的耐久性、密实性、抗渗性、防水性、憎水性。
4.本发明的制备方法是将不容易互溶的无机-有机相互溶化合,混合的不同质的材料将通过物理、化学方法均匀地密闭混合,容易控制各物料均匀混合料,可有效地消除粉尘污染、避免了污染环境,具有环保节能,无毒无味,是环保防水抗渗材料。
5. 本发明的FS自愈型混凝土防水密实剂用于混凝土内掺防水剂,配制自愈型结构自防水混凝土,应用于海事工程结构自愈型混凝土及大体积混凝土,具有抗氯离子渗透、电导率低、抗硫酸根离子侵蚀等优越性能。
6.与物理防水材料比较,如:卷材及聚合物水泥防水涂料,是靠成膜,靠延伸率的防水材料,只能有短暂时期的防水,使用寿命通常为5~10年,而FS系列自愈型防水剂属于化学防水材料,具有与混凝土或水泥砂浆同寿命,是永久的防水材料,它具有很强的防水渗透功能,以水作为载体,“以水防水”,具有永久的自愈修复功能的防水材料。
7.系列FS自愈型混凝土防水密实剂产品(有:粉剂及液剂)

 8.系列FS自愈型混凝土防水密实剂包装规格:粉料:0.90公斤/包、18公斤/箱;液体:2.0公斤/桶、10.0公斤/桶、50.0公斤/桶。
四、应用领域
应用于工业与民用建筑,如:地下室底板、混凝土侧墙、屋面、顶板、水库大坝、水池、游泳池、混凝土后浇带、隧道、蓄水池、外墙、卫生间等,自愈防水高效、可靠、显著,是无机环保化学反应型结构自防水材料,应用范围将越来越广。
五、使用方法
内掺混凝土中搅拌,按每立方米混凝土的水泥重量的0.23~0.50%的用量进行添加(具体用量视混凝土的设计防水等级要求而定)。

 内掺搅拌          试验室检测FS102      内掺混凝土搅拌站  
六、经济效益及市场
    龙岩市华亿建材有限公司前身为澳宝化工科技(福建)有限公司,创始于2006年2月,公司经营品牌有:澳特耐、闽科、永禾。系列闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂于2010年8月投产生产,至2017年6月已经累计施工面积为40万平方米,每平方米单价为:23元/平方米,总金额为:920.23万元,税收金额为156.44万元。目前产品销售区域有:贵州、浙江、福建、兰州、江西及湖南等地代理商及《六位一体化》加盟企业。
成果大体量应用的工程简介
1.龙岩标志性工程:
A、恒宝城市广场地下室底板及侧墙的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,施工面积4.6万平方米,地下室底板及侧墙防水等级达到一级,使用混凝土内掺防水密实剂工艺,掺量:按水泥掺量的0.28%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同,本案例要求防水等级一级),2013年3月至2014年5月施工完毕,经过4年,无湿痕、无渗透现象。
B、龙岩商务商务运营中心B标段地下室底板及侧墙的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,掺量:按水泥掺量的0.28%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同,本案要求防水等级一级),使用于地下室底板、后浇带及侧墙防水等级达到一级,施工面积为2.85万平方米,2009年9月施工完毕,经过8年,无湿痕、无渗透现象。
C、金鸡小区二期I地下室底板、侧墙及电梯井的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,掺量:按水泥掺量的0.26%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同,本案要求防水等级一级),使用于地下室底板、后浇带及侧墙防水等级达到一级,施工面积为2.85万平方米,2015年6月施工完毕,经过2年,无湿痕、无渗透现象。
D、卧龙小区一期I地下室底板、侧墙及后浇带的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,掺量:按水泥掺量的0.28%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同),使用于地下室底板、后浇带及侧墙防水等级达到一级,施工面积为2.85万平方米,2014年10月施工完毕,经过3年,无湿痕、无渗透现象。
2.厦门标志性工程:
A.厦门同安尚品湾项目地下室底板、后浇及侧墙的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,地下室底板防水等级要求达到一级防水,施工面积约10.66万平方米。使用混凝土内掺防水密实剂技术,掺量:按水泥掺量的0.28%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同)2013年5月施工结束,已经四年无渗漏现象。
C厦门建发五缘湾运营中心写字楼(2010年获得鲁班奖)底板及侧墙的防水使用华亿建材公司研发的闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂,混凝土内掺防水密实剂,掺量:按水泥掺量的0.28%(按水泥的重量比,根据混凝土的防水等级要求而有所不同),“以水防水”,化学防水渗透结晶永久防水。地下室底板及侧墙防水等级达到一级防水效果,2007~2008年施工完毕,施工面积约3.5万平方米,目前无湿痕、无透水现象。

  龙岩商务运营中心    恒亿集团厦门尚品湾    龙岩恒宝城市广场
 
卧龙小区A期I标段        曹溪美苑        金鸡小区A期I标
如何提高混凝土自愈高抗渗及耐久性
陈毅曦(高级工程师、国家外专局专家、建筑材料专家委员会专家)
李安铨(恒亿集团总工程师、高级工程师)
翁  崞  龙岩市华亿建材有限公司副总经理
 
摘  要:混凝土的质量关系到建筑物的耐久及安全,混凝土质量的关键在于科学合理的配比,符合规范标准的振捣工艺。添加了闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂的混凝土,能够生成不溶于水的水化硅酸钙晶体和憎水性密实体,如有水的侵入或潮湿的环境下结晶体能够渗透滋长进入混凝土的内部结构,堵塞细微裂缝的贯通、堵塞通透性的毛细孔、有效减少水泥水化石的线性收缩,彻底改变混凝土孔的结构及有效地增强混凝土的防水密实性、抗渗性、增强混凝土界面过渡区的粘结性能,使得混凝土具有长效结构自愈性、高抗渗、憎水密实性、结构自防水。FS102自愈型混凝土防水密实剂符合并满足国标GB 50108-2011《地下防水工程质量验收规范》的技术标准要求。掺量:按水泥掺量的0.23~0.25%(按水泥的重量比),闽科FS102混凝土防水密实剂:有粉状和液体两种,它区别于市场其它同类产品之处是不使用氯化物原料,所配制的混凝土、砂浆抗渗指标和结构自愈功能是其它产品无法相比拟,达到国际先进水平。
关键词:混凝土结构化学机理防水、自愈型防水密实剂、孔结构、集料界面过渡区、水化硅酸钙、硅酸钙晶体、结构自愈、结构自防水、高抗渗、矿物活性纤维
 
一、前言
几十年前,人们关注混凝土的强度远胜于混凝土的耐久性。现在,由于混凝土强度一般容易达到和保障,而耐久性问题则较难实现,且又屡屡出现问题,故人们更为关注混凝土的耐久性了。十多年前,人们一般只在防水工程中提到混凝土的抗渗性,现在,凡涉及混凝土的耐久性破坏、开裂、维护、修复、寿命等内容,混凝土的渗透性都受到极大的重视和质量挑战。大量实验及应用实践证明,混凝土的抗渗性与其耐久性之间有着密切联系,混凝土耐久性往往建立在混凝土抗渗透是否良好的基础上。
混凝土的耐久性问题涉及内容较多,影响因素和破坏机理也很复杂,但其共同点是由于水泥混凝土(或砂浆)材料是一种多组分构成的多孔体系,孔缝的存在及连通性使水和有害液体或有害气体容易侵入,从而导致水泥混凝土(或砂浆)渗水、导致混凝土中钢筋的锈蚀、侵蚀及膨胀等。提高混凝土结构耐久性的关键是增加混凝土材料自身的密实性(包括:物理密实、化学密实)和结构自愈自防水(化学防水),通过改善结构物的抗化学侵蚀、抗碳化、抗碱集料反应等耐久性指标是提高混凝土自愈抗渗能力最直接、最有效的措施(保证足够的混凝土保护厚度和强度等级同样重要)。
 
二、混凝土力学性能的微观缺陷
影响混凝土力学性能的微观缺陷主要是混凝土中的孔、微裂缝以及水泥石与集料之间的界面过渡区。
混凝土固有的多孔性决定了混凝土具有一定的渗透性,渗透性随孔隙率的增加而提高,尤其是当混凝土的孔隙率大于25%时,渗透系数随孔隙率的增加而急剧增大。而当混凝土的孔隙率低于20%时,可认为混凝土基本上不透水,但孔隙率并不是影响渗透性的最主要因素,两者之间并不是简单的函数关系,混凝土渗透性高低主要取决于混凝土(或水泥砂浆)内部孔隙的连通状况以及渗透路径的曲折性,即混凝土(或水泥砂浆)孔结构的特征。
混凝土存在微裂缝导致混凝土材料的实际强度低于理论设计强度,当混凝土在受外力的作用下,这些微裂缝将不断的扩展,形成互相贯通搭接,形成一个裂纹网络,裂纹长度越长,分布越不均匀,混凝土的强度越低,同时将混凝土处在潮湿的环境下,由于水分子在裂纹表面的吸附效应,相对湿度的提高将导致混凝土的表面能降低,将导致混凝土强度的降低,因此,在潮湿环境中混凝土的裂纹更易扩展。随着裂纹的不断扩展,混凝土抗渗性能下降,耐久性得不到保障。
水泥石——集料界面过渡区是混凝土中的薄弱环节,与水泥石本体相比,界面过渡区的性能要低得多。界面过渡区对混凝土力学性能的影响主要表现在该区力学性能较低,一是受力造成裂纹扩展的最佳途径,裂纹易于贯通;二是影响集料力学作用的发挥。混凝土的性能是水泥石和集料的共同作用,集料的力传递是通过界面传递给水泥石的。因此改善混凝土界面过渡区的性能对提高混凝土力学性能有着特别重要意义。
 
三、闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂
闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂掺入混凝土中能吸收相当一部分的毛细孔水和游离水,从而使自愈型混凝土防水密实剂迅速水解成溶胶及固溶胶状态。当水泥水化析出氢氧化钙,防水密实剂就能与之发生化学反应生成水化硅酸钙及凝胶体,生成不可溶的晶体。这种晶体的增长可堵塞混凝土(或水泥砂浆)的毛细孔、裂缝及填补发丝状裂纹,形成的硅酸钙晶体在潮湿的环境下能够滋长,将深入渗透进入混凝土(或水泥砂浆)的结构内部,有效地增加混凝土(或水泥砂浆)的密实度,同时由于自愈型混凝土防水密实剂的掺入使得相当一部分毛细孔水和游离水变成了弱结晶水和凝胶水,即减少泌水,从而达到防渗、防潮、修补裂缝、增加混凝土(或水泥砂浆)的强度效果。水化硅酸钙的形成消除了氢氧化钙在界面区的富集,使界面过渡区转变成水化硅酸钙的富集区。由于水化硅酸钙的胶泥特性,增强富集区集料与水化石的粘结从而改善水化石——集料界面过渡区的性能,即提高了集料过渡区的界面粘结力,同时由于水化硅酸钙在水化石毛细通缝中富集,堵塞切断通道并与水泥水化形成一体化水化石。闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂掺入水泥砂浆或混凝土中,在水泥浆料中高效均匀分散,将其孔的结构及界面过渡的状况彻底改变,优异的防水阻裂,纳米活性自愈渗透,使混凝土的强度及抗渗性提高,同时减少水泥水化石的收缩率,减少微裂缝,彻底提高混凝土的耐久性、密实性、抗渗性、防水性。
混凝土的耐久性主要体现在混凝土的使用环境和工作条件向地下要空间,向海洋、盐碱地要土地。不少海港码头、石油钻井平台等混凝土构筑物因海水腐蚀,仅几年就出现混凝土剥蚀、开裂,主要是因为氯盐、硫酸盐等的侵蚀,以及干湿交替的环境的侵蚀。掺闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂试样经混凝土抗渗仪加压渗水后,继续经10%浓度海盐(氯化钠)溶液浸泡28d后测试其第二次抗渗压力为2.6MPa不渗;经10%浓度硫酸钠浸泡28d后测试其第二次抗渗压力为2.6MPa不渗。实验结果证明,闽科FS102自愈型混凝土防水密实剂的掺入能有效抵抗海水和生活用水的侵蚀,具有可靠的结构自愈功能和防水抗渗功能,防水层与结构主体紧密融合为一体,使得建筑物基础结构具有结构自愈防水功效,具有地下防水工程的防水寿命与建筑物结构同寿命,可减少或取消混凝土后浇带的设置,根本上解决混凝土开裂渗漏的问题,治标治本,综合治理,结构自愈防水,一次使用终身免维护。本混凝土结构自愈型防水密实剂体系符合国标GB 50108-2011《地下防水工程质量验收规范》的标准要求,掺量:混凝土按水泥掺量的0.23~0.25%(按重量比),水泥砂浆按水泥掺量的0.22%FS101砂浆防水剂(按重量比),闽科FS102混凝土防水密实剂及闽科防水101砂浆防水剂:有粉状和液体两种,由龙岩市华亿建材有限公司专业自主研究开发生产,应用高科技质量成果,引进新加坡及美国活性母料添加科技技术,对水泥矿物及稀有矿体进行高效活性,改善并辅以高分子材料科技,矿物活性纤维等高科技技术巧妙混合进行物理及化学反应研制而成的活性自愈型混凝土防水密实剂及水泥砂浆渗透结晶自愈防水剂,产品质量符合国家标准:JC 474 2008《砂浆、混凝土防水剂》及SSAM《高抗渗微晶自愈型混凝土(砂浆)外加剂应用技术规程》。
 
闽科FS102混凝土防水密实剂技术参数指标及检测报告(混凝土防水剂检测结果)
检验项目 性能指标 检验结果
一等品 合格品







抗压强度比
%,>=
3天 100 90 100
7天 110 100 110
28天 100 90 107
泌水率比,%,>= 50 70 48
安定性 合格 合格 合格
凝结时间差
Min,>=
初凝 -90 -90 -10
吸水量比(48h),%,<= 65 75 57
渗透高度比,%,<= 30 40 30
收缩率比(28d), %,<= 125 135 111
混凝土抗渗压力,Mpa,28d 报告实测值 2.2
混凝土第二次抗渗压力,Mpa,56d 报告实测值 2.6
检测结论 所检验的项目符合一等品的检验指标要求及混凝土结构自愈防水材料
检测依据 JC/ 474-2008《砂浆、混凝土防水剂》
及GB 18445-2012《水泥基渗透结晶防水材料》
检测结果 详细见附件二的检验报告
 
四、结语
提高混凝土耐久性及自愈高抗渗是实现可持续发展需要解决的迫切问题,除了特殊(如临时结构)外,没有什么混凝土结构不需要防水和耐久,由此也就没有什么混凝土结构不需要高抗渗结构自愈。从这个意义上说,高抗渗自愈型防水混凝土已不再是一种特种混凝土(或自愈型结构自防水混凝土),而是高品质的结构自防水混凝土。它区别于市场其它同类产品之处是不使用氯化物原料,所配制的混凝土、砂浆抗渗指标和结构自愈功能是其它产品无法相比拟,达到国际先进水平。只有在混凝土工程中全面实现结构自愈及高抗渗,才能有效控制混凝土的渗与裂的质量通病,也才能使混凝土的抗渗性和耐久性普遍提高,并减少后浇带,缩短建筑工期,为建设单位和施工单位创造可靠的经济价值和质量保障,促进国民经济的可持续发展。

(责任编辑:admin)

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