浅谈水泥基渗透结晶型防水材料在房建工程上的应用

文章以水泥基渗透结晶型防水材料的化学组成为切入点，分析了该材料的防水机理、材料特点，适用范围、施工工艺。     

水泥基渗透结晶型防水材料的应用探讨

水泥基渗透结晶型防水材料的主要优点是抗渗性能和自愈性能好、粘结力强、且对人体无毒,在施工方面其简单快速更是其他防水材料所无法比拟的。目前在欧洲、美国、加拿大、日本等国家和地区的混凝土防水工程中应用已十分广泛。我国20世纪80年代从国外引进此种产品,并应用于上海地铁工程;90年代中期开始从国外引进母料(活性化学物质),国内批量生产,并应用于水利(三峡大坝)、地铁、污水处理厂、桥梁与地下防水工程等。该材料因其良好的防水效果而受到工程界的好评。本文着重介绍其防水机理及在地下室防水工程中的施工方法,顺便介绍真假材料的识别方法。     

地下结构水泥基渗透结晶型防水材料试验与分析

城市地下结构渗漏水问题日益突出,是影响工程结构安全与耐久性的重要原因之一,急需开展地下结构刚性防水材料的研发。文章研发和配制了2类不同使用方式的水泥基渗透结晶型防水材料:一种为涂刷式的水泥基渗透结晶型防水涂料,基于正交试验法,将六偏磷酸钠和乙二胺四乙酸二纳以质量比为6∶1混合得到的多价螯合剂作为活性母料,并以微硅粉作为载体,掺加可分散性乳胶粉、玻璃纤维和纳米氧化铝作为改性外加剂;另一种为内掺式的水泥基渗透结晶型防水剂,以纳米碳酸钙和柠檬酸钙为活性母料,并掺加超细矿渣微粉和有机硅树脂作为外加剂。开展了一系列抗渗、抗折和抗压试验,分析了水泥基渗透结晶型防水涂料和防水剂的防水效果。研究表明,研发的水泥基渗透结晶型防水涂料具有良好的防水性能和力学性能,且明显优于市场在售的商品水泥基渗透结晶型防水涂料。研究结果将为城市地下结构自防水材料研究和应用提供科学依据。     

硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响

通过腐蚀试验后试件的外观形貌和强度变化、腐蚀物相分析,研究较低环境温度下硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响。结果表明：随着硅铝质掺合料掺量的增加,含石灰石粉硅酸盐水泥试件外观完整性明显提高,强度损失率逐渐降低;当硅铝质组分掺量为15%、30%时,矿粉对含石灰石组分水泥基材料抗硫酸盐侵蚀的改善作用明显优于相同掺量的粉煤灰;硅铝质组分能够延缓较低环境温度下含石灰石粉硅酸盐水泥的硫酸盐侵蚀,抑制腐蚀物相碳硫硅钙石的生成。     

水泥基复合结构吸声材料的制备及表征

为提高道路、隧道用材料的吸声性能,降低交通噪声,以普通硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩为主要原料,制备出水泥基膨胀珍珠岩多孔材料,将其分别与金属穿孔板、活性炭纤维(ACF)非织造织物结合,利用组合位置、背后空腔深度、ACF非织造织物层数的变化组成不同复合结构的吸声材料,并对其吸声性能进行研究.结果表明:将金属穿孔板以及ACF非织造织物分别置于水泥基膨胀珍珠岩材料前方,增加ACF非织造织物层数,均可提高复合结构材料的吸声性能;而金属穿孔板/水泥基膨胀珍珠岩以及ACF/水泥基膨胀珍珠岩的背后空腔对复合结构材料的吸声性能均无明显影响.     

水泥基材料水分传输及数值模拟方法研究进展

为了准确分析水分对水泥基材料性能的影响,从水分传输机理、孔结构对水分传输的影响以及水分传输的表征方法等方面系统总结了水泥基材料水分传输的研究进展,并对水泥基材料水分传输的研究发展趋势进行了展望。结果表明：水泥基材料在水分传输的驱动力主要来自渗透作用、扩散作用和毛细作用;连通孔作为水泥基材料水分传输的通道,其临界孔隙率、孔隙分布以及孔径大小等均会影响水分传输的速率;水泥基材料中水分传输虽然可以利用传统试验方法与现代无损测试方法对其进行研究,但是这些手段需要人工多次测量,不仅耗费大量的时间且误差较大,利用不同的数值模拟方法分析水泥基材料水分传输能够获得较好的结果。此外,目前对于水分在水泥基材料内部的传输,大多数研究都忽略渗透作用以及扩散作用的影响,而只是把毛细作用力作为水分传输的驱动力;且利用数值模拟的方法分析水泥基材料的水分传输时大多是在分子尺度上进行研究,并将水分视为一维传输。未来水泥基材料水分传输的研究首先是要系统的考虑水分传输的3个驱动力;其次,研究水分传输时最好采用多维的数值模型;最后,应当寻求更为先进的数值模拟方法分析水泥基材料的水分传输。     

渗透结晶反应对水泥基材料孔隙率的影响

为减少已存在于水泥基材料中孔隙,从而降低其渗透性和改善材料的耐久性,本研究采用浸泡法研究硅酸乙酯、无机铵盐、硅酸盐等对孔隙堵塞修复作用,以吸水率、力学强度和孔隙率等为考察指标,并结合微观分析与理论研究。结果表明:硅酸乙酯和磷酸氢二铵降低了吸水率约2倍;弱碱性硅溶胶浸泡后抗折抗压强度分别提高了24.19%和17.68%,硅酸乙酯抗折抗压强度提高了14.57%和2.69%;涂刷活性物质后显著地降低10-100 nm的过渡孔和100-1000 nm的毛细孔。机理分析表明:活性物质与氢氧化钙发生反应生成不溶性物质堵塞了孔隙,SEM表征也得到了证实。上述结果表明渗透结晶反应能够有效降低水泥基材料孔隙率。     

水泥净浆凝结时间和电阻率的关系

以硅酸盐水泥为基体,添加木质素磺酸钙和聚羧酸外加减水剂,采用非接触式电阻率测试方法,描述水泥基材料早期水化历程。结果表明:相同水灰比下,减水剂掺量越大,凝结时间越长,电阻率特征曲线向后平移;水泥初凝时间和终凝时间分别与电阻率特征曲线上的凝结时间起始点和拐点存在线性关系。     

贝壳混合材对硅酸盐水泥性能的影响

以纯碳酸钙、贝壳和石灰石为混合材,探讨掺量变化对硅酸盐水泥性能的影响.试验表明:硅酸盐水泥掺入质量分数为5%～15%的贝壳混合材后,水泥标准稠度用水量减少.3 d、7 d抗折强度高于普通硅酸盐水泥,28 d抗折强度先增后减.28 d抗压强度损失率为石灰石-硅酸盐水泥>贝壳-硅酸盐水泥>纯碳酸钙-硅酸盐水泥.贝壳混合材最佳掺量为10%,此时减水效果最好.早期强度高,28 d抗压强度损失率最小.贝壳化学组成和微观结构使其具有颗粒形态效应、化学反应活性和微细集料填充效应,可成为石灰石混合材的良好替代品.     

硫铝酸盐与硅酸盐复合水泥研究

介绍了硅酸盐水泥熟料（立窑）．硫铝酸盐水泥熟料一硬石膏三元系统富硅酸盐水泥熟料（立窑）区域材料性能的发展规律．详细分析了组成材料和化学成分对复合水泥凝结时间和强度的影响．同时，对复合前后水泥的相关性能进行了对比，复合水泥凝结时间缩短，强度显著提高．     

掺矿渣活性粉末混凝土的抗氯离子渗透性研究

以活性粉末混凝土的基本配制原理为基础，掺入矿渣作为新的活性组份，配制出新型的具有超高性能的水泥基材料．抗氯离子渗透实验显示，该混凝土材料的结构非常致密，抗氯离子渗透性能远远大于其他品种的水泥基材料．硅粉对材料的抗氯离子渗透性能起主要的促进作用．掺入钢纤维和使用标准砂都有助于提高材料的抗渗性．通过X射线衍射、压汞实验以及扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析和研究，证实了以上观点．     

基于微生物的水泥基材料裂缝自修复技术研究进展

 微生物自修复水泥基材料裂缝因具有较大的修复潜力和环境友好等特点而受到广泛关注。从微生物自修复水泥基材料裂缝发展历程、微生物诱导矿化沉淀结晶机理、微生物诱导矿化产率及影响因素、微生物的固载及固载后矿化活性的测定、裂缝制作方法及修复养护条件、修复效果表征方法、裂缝自修复效果和微生物自修复剂对水泥基材料自身性能的影响方面,综述了其研究进展,并指出了目前微生物自修复水泥基材料研究中主要存在的问题。     

碳纤维-水泥基复合材料冻融抗压强度的研究

以普通硅酸盐水泥为基体材料,以碳纤维为功能组分,采用压力成型法制备了碳纤维一水泥基导电复合材料。-20℃和70℃冻融循环25次,研究了碳纤维掺量、成型压力及养护方法对冻融性能的影响。结果表明：碳纤维质量分数掺量为0．2％时有较好的抗冻融能力,10MPa压力成型冻融前强度较高,冻融后期强度下降幅度较大,蒸养条件下,材料抵抗冻融破坏的能力强于水中养护。     

通用硅酸盐水泥生产的碳足迹研究

从产品碳足迹的角度出发,应用排放系数法,依据国家现行水泥标准及相关能耗标准研究通用硅酸盐水泥的碳排放量.结果表明,通用硅酸盐水泥中,掺混合材料的硅酸盐水泥品种碳排放量较小.混合材料掺量越多,碳排放量越少.各品种水泥生产的碳排放次序大小为：P.Ⅰ＞P.Ⅱ＞P.O＞（P.P,P.F）＞（P.S.A,P.C）＞P.S.B.水泥生产各部分碳排放中,碳酸盐矿物分解产生的碳排放量占总排放量的比例最大,燃料燃烧产生的碳排放次之,电力消耗引起的碳排放最小.减少水泥生产碳排放的措施有：同等条件下优先使用掺混合材料的通用硅酸盐水泥品种;发展长寿命的水泥混凝土工程;在有条件的地方尽量使用无熟料水泥或少熟料水泥;发展新型低碳胶凝材料,如石膏胶凝材料、镁质胶凝材料等.     

浅谈水泥材料中硅酸盐性能的改善

随着现代社会的高速发展,对建筑材料的要求也越来越高,高性能和超高性能混凝土必然对其主要基材硅酸盐水泥的性能提出更高的要求.下面简单介绍几种最近在国际水泥市场上出现的具有独特性能的硅酸盐水泥(国外称波特兰水泥)及纳米技术在水泥混凝土工业的应用.本文对水泥材料在硅酸盐性能方面,取得很大的进展与改善做出了阐述.     

不同稠度条件下的水泥基材料电阻率与水化特性研究

以硅酸盐水泥为基体,添加矿粉或粉煤灰,借助电阻率测定仪、XRD及SEM等研究了不同稠度条件下的水泥基材料在水化过程中电阻率及水化产物的变化。结果表明,在相同水化条件下,标准稠度的水泥基材料电阻率最高。非标准稠度样品电阻率偏低是因为其低水胶比时水化产物少而高水胶比时微观孔隙多。     

医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣的水化特性

为考察医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣用作水泥掺合料的可行性,研究了熔渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:熔渣具有潜在的活性,适量掺入熔渣能降低水泥浆体中Ca(OH)2含量,增加水化产物C-S-H的数量,改善水泥浆体微观结构;但若熔渣掺量过多,则水泥熟料相对较少,使熔渣的活性难以完全被激发,导致熔渣水泥强度降低;熔渣水泥早期(7 d)抗压强度较低,但后期强度增加明显,掺渣量10%的熔渣水泥60 d的抗压强度达到普通硅酸盐水泥的103%,熔渣的掺量宜控制在10%左右.     

硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化协同效应研究

水泥硬化体的力学性质与其微观组构间存在紧密的联系,水泥硬化体微观组构的形成与发展是水泥水化硬化过程的结果。因此,开展对水泥水化硬化过程的研究,将对于了解水泥水化硬化微观组构的发展变化规律及其影响因素有着重要的意义。通过对硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥(以下简称复合水泥)进行水化热测试分析,并且结合扫描电镜(SEM)试验对水泥石的微观形貌进行了分析,重点研究了复合水泥的水化硬化机理,以探究硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。     

热活化中级铝硅比煤矸石对复合水泥性能及水化的影响

为推进煤矸石的综合利用,提出对中级硅铝比新采/堆存煤矸石进行煅烧活化,并利用活化产物配制低熟料复合硅酸盐水泥,研究了活化煤矸石对复合水泥性能及水化的影响。结果表明：提高煅烧温度对新采煤矸石活性发挥更为有利,800℃煅烧活化1 h其活性指数达到86%;堆存煤矸石经历了自燃过程,不经煅烧或低温煅烧即具备较高活性,600℃煅烧活化1 h其活性指数达到89%。以熟料、活化新采/堆存煤矸石、石灰石、磷石膏的质量比50∶30∶15∶5配制复合水泥,其28 d抗压强度分别为36.7 MPa和32.1 MPa。由于活化煤矸石颗粒疏松多孔且保留了黏土矿物层状结构,故复合水泥密度低、比表面积大、标准稠度需水量高、凝结时间长,其力学性能发展较为缓慢。进一步提高复合水泥中熟料用量,水泥力学性能提高,当熟料质量分数为70%时,所配制复合水泥力学性能可达到GB 175 《通用硅酸盐水泥》中P.C 42.5等级。     

辅助性胶凝材料在水泥工业中的应用研究

辅助性胶凝材料是水泥工业应用中的重要组成材料之一.使用辅助性胶凝材料能降低水泥用量,延长水泥基材料的使用寿命,提高水泥应用效率,间接降低生产水泥的能耗、减少CO2排放.本文首先阐述了辅助性胶凝材料的分类和作用及其在水泥中的应用;分别介绍了辅助性胶凝材料对水泥基材料力学性能和体积稳定性的研究进展;最后对辅助性胶凝材料研究趋势进行了展望.