渗透型防水材料对混凝土抗氯离子渗透性能影响分析

渗透型防水材料对混凝土抗氯离子渗透性能影响分析

张宇玲

广东建准检测技术有限公司 510407

摘要：混凝土是现代社会中重要的工程建设材料，通过合理手段实现混凝土材料性能的提升，对于推动我国的工程进步与经济发展具有重要意义。基于此，本文通过对比试验的方式，介绍了具体的试验流程，并分析了不同类型渗透型防水材料对混凝土抗氯离子渗透性能的改性影响，希望给有关部门提供参考。

关键词：经处理的混凝土、未经处理的混凝土、抗氯离子性能

引言：硅酸盐水泥是水泥基渗透结晶型防水材料的基础材料，掺入活性物质的新型防水材料，问世以来被应用在各种防水工程中，但各部门对于其认知还较为模糊，没有对其作用形成正确的研究结论。因此，本次试验尝试将从另一个角度证实其对混凝土抗氯离子渗透性能的影响效果，为国家标准提供重要依据。

1. 试验设计

1.1试验目的

目前很多对于防水材料影响混凝土性能的研究都只局限于一种材料，其结果也较为局限性，缺乏全面性，因此本试验将不同配比的渗透型防水材料涂在混凝土上，综合比对，给予nel方法等加以测试经过不同处理的材料对于混凝土氯离子扩散的影响，进行混凝土渗透性能对比，验证涂抹水泥基渗透结晶型防水材料对混凝土的耐久性能等影响，便于在生产与实际施工中运用，验证经济实用性能，为得出科学有效地提高混凝土耐久性的方式与方法提供帮助。

1.2试验方案

本试验会根据普通混凝土性能试验标准方法进行试验，按照国家统一标准极性制作试件并加以养护，在标准稳定与湿度下静置一个月后进行防水处理，渗入防水材料等方式，为保证充分吸收与反应，选择继续在普通温度与湿度下静置，一个月后再取出进行快速氯离子扩散性试验。

为研究水性渗透型无机防水剂，和水泥基渗透结晶型防水材料，二者分别对混凝土相关性能的影响，试验将会对混凝土试样进行不同的防水处理，并将各个试件进行分组。其中，第一组为未经特殊处理的普通混凝土，第二组为涂刷有水性渗透型无机防水剂的混凝土，第三组为浸润水性渗透型无机防水剂的混凝土，第四组为涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的混凝土。之后再通过试验方案进行处理后详细对比四种混凝土的性能，并得出结论^[1]。

1.3试验材料选择与条件

试验设备需准备普通混凝土搅拌机、振动台、标准化养护箱、电镜、压力试验机以及混凝土真空保盐设备以及渗透型电测仪等，之后进行试验用材料的选择，首先要根据混凝土工程特点及环境与标号等选用合适的水泥，也可以掺入一定的混合料，来补充胶凝材料的缺乏，该试验采用P.O42.5的水泥；细骨料采用Ⅱ区中砂、细度模数2.6~2.9；粗骨料采用5~25mm碎石，采用二级配；粉煤灰选择上可与混凝土外加剂一起使用，减少用水量，提高早期强度，发挥效果，因此经比对后可选择Ⅰ级粉煤灰；普通自来水；防水涂料为水泥基渗透结晶型与水性渗透型两种。

试件制作后需要一定的养护条件，本试验选择在21℃的恒定温度下进行成型，并在(20±2）℃与湿度≥95%的标准环境中进行养护一个月。之后进行防水处理后，采用22℃与≥95%的标准环境中进行养护，最后在氯离子扩散试验前配置氯化钠溶液，再将配置好的试件静置在溶液中，采用真空的方式进行为期一整天的泡盐处理。

1.4试件成型

1.4.1设计基准混凝土配合比

四组混凝土强度均为C30，且基础配比一致，每立方米采用水泥:水:砂:石=317kg:190kg：654kg:1189kg。

1.4.2制作试件

在制作试件前，应先将模具清洗干净，并在内表面薄涂一层矿物油，涂料应在涂抹前搅拌均匀，并跟随试验进行搅拌，配置好的涂料从加水开始，应在25分钟内用完，并及时进行搅拌，防止涂料过度沉积。

试件采用圆柱体形状，初始直径为100毫米，高100毫米，根据试验计划，第一组试件无需做防水处理；第二组涂刷表面涂刷水性渗透型无机防水剂的混凝土，在涂刷时应注意等第一次涂抹完全干透后再进行第二次涂抹，完成后移入标准养护箱进行养护；第三组浸润水性渗透型无机防水剂的混凝土，配置时要将试件下表面浸入水性防水剂中，其余部分要在空气中暴露，不可浸入；而第四组涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的混凝土，应按0.4的水剂比在水泥搅拌机中充分搅拌，之后用毛刷在试件表面涂刷1毫米厚的涂层，再将其小心放入水中，防止磕碰，导致误差，之后进行养护工作，应注意这时水的高度应在试件的一半到四分之三左右。

1.5氯离子扩散检测

试验时采用NEL方法进行测试混凝土氯离子的扩散系数，在测试前应配置氯化钠溶液，再将圆柱体试件静置在溶液中进行泡盐，一天后擦去表面盐水，将圆柱体试件放在实验装置的两极开始测试，有nernst-einstein方程确定氯离子的扩散系数。

2. 试验结果分析

2.1氯离子快速扩散试验结果

试验结果不可采用单次计算而得出结论，为减少试验误差，本试验中的每个试件均计算了五次，之后计算平均数，并把相同试件的各组数据中最接近平均数的一项作为参考值，与中间值相差小于5%的则继续求平均数，将其最后的结果作为试验试件的测定值。

在所有的试件测试值中，测试混凝土中的氯离子扩散系数最终结果都与平均值的差值在15%以内的所有数据取平均值，如果出现试件测试值与平均值相差较大的情况，则需要重新进行测算。

所得试验数据如下:

最终得出试验数据，四组试件氯离子扩散系数分变为3.37、3.29、3.32和3.04，各个试件氯离子扩散系数从大到小分别为第一组、第三组、第二组和第四组，最终结论为经防水处理的混凝土试件其氯离子扩散系数要小于未经防水处理的混凝土，而涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的混凝土的效果最强。

水性渗透型无机的防水剂中的活性成分，会随着混凝土孔隙进入其内部，并发生化学反应，产生硅酸盐物质，这种硅酸盐是不溶于水的，阻碍氯离子扩散，之后水泥基渗透结晶型防水剂随孔隙进入混凝土后，会产生结晶，这种晶体更加封闭混凝土的缝隙，也可以催化促进水泥的水化程度，当活性物质与钙离子化合物进行反应后会产生更加稳定的硅酸根与铝酸根，产生凝胶，填充缝隙，提高混凝土密闭性。

2.2扫描电镜分析

在四组试件中选取一块试件，并验防水材料渗透的方向在表层的5毫米下去除试件小样进行电镜放大5000倍观察结晶形态，可观测到第一组都是板状或片状的水泥水化物，而第四组可以明显看到比水泥水化物更小的结晶体，而第二组与第三组的结晶主要附着在水泥水化物上，第四组的结晶却不仅仅附着在水泥水化物，还可以附着在更加细密的缝隙中进行蔓延，数量更多。

结合扫描电镜处理结果可知，渗透结晶型防水材料可以对混凝土主体结构形成很好的渗透作用，并实现结晶体的形成，以此堵塞混凝土中细小的缝隙，达到压缩氯离子扩散空间的目的，在最大程度上提高混凝土的密闭性能，效果最强^[2]。

结语：综上所述，渗透结晶型防水材料可以实现混凝土抗氯离子渗透性能的提升，且效果强于水性渗透型无机防水剂。究其原因，主要是其在渗入混凝土后，可在内部进行反应而产生结晶物质，从内部堵塞混凝土的缝隙，大幅度地提升混凝土抗氯离子的能力，其余也均可以达到提高混凝土抗氯离子渗透的能力，但以渗透结晶型防水材料的效果最佳。

参考文献：

[1]苏富赟,白永昇.不同强度等级混凝土对抗氯离子渗透性能的影响[J].工程建设与设计,2021(13):124-126.

[2]王莉.无机渗透结晶型防水材料对混凝土吸水性能的影响研究[J].新型建筑材料,2017,44(05):147-149.