水对水工混凝土的侵蚀机理及应对方法
天津新技术产业园区中核防水材料有限公司
三峡中核防水技术有限公司
目录
摘要 1
关键词 1
正文 1
工程实例 3
附表 3
文献检索 5
摘要
自然界的水实际上是一种水溶液,
混凝土属多孔性建筑材料.
当含有大量的SO2,NO2,CO2,NaCl的水溶液沿水泥石的孔隙进入混凝土后发生一系列化学反应,电化学反应及返盐,返碱现象,钢筋混凝土被破坏严重.
只有在结构的表面(无论受到侵蚀与否),涂敷一层能同质高性能的防水材料,上述问题才可有效解决.
中核2000高效防水材料系列产品系中国核工业军工高科技环保产品.该材料经中国国防科学技术工业委员会鉴定为"国际先进水平".
奥运游泳主场馆——水立方是一项全世界瞩目的标志性工程,
关键词
防水材料 腐蚀 渗透深度 中核2000
正文
自然界的水实际上是一种水溶液,它溶进了很多气体有O2,N2,CO2,还有NO,NO2以及人类活动产生的各种非金属氧化物:煤,柴油燃烧产生的SO2,CO2等.这些气体特别是SO2,NO2溶于水后都形成酸性较强的无机酸,因而造成了现在世界各地普遍存在的酸雨.酸雨对水泥石和钢筋具有较强的腐蚀性.同时,水在流经土地层时会溶进一些无机盐类,这些盐类也会对水工混凝土造成侵蚀.
众所周知,混凝土属多孔性建筑材料,其孔隙结构来源于:水化过程中水份蒸发形成的微细孔隙;粗骨料与细骨料和水泥石接触面不密实,砂石中含有的泥土或植物纤维,在混凝土内部留下透水通道;混凝土养护不到位,温差大,干湿反复,受力不均等因素,均可使混凝土产生裂缝;由于混凝土流动性差,加之振捣不足会在边角和钢筋密集区出现鼠洞.因此,混凝土体在常压或加压条件下渗入水份,都将使机械强度降低.如长期浸泡,情况更加严重.可见混凝土的孔隙率是随水灰比,施工水平,养护条件,受力状况和周围环境等诸多条件而变化的.任何混凝土都不可能没有空隙.即使防水混凝土,其外表面也需要用防水附加层加以保护.
当含有大量的SO2,NO2,CO2,NaCl的水溶液沿水泥石的孔隙进入混凝土后发生一系列化学反应,电化学反应及返盐,返碱现象,钢筋混凝土破坏严重.
为了混凝土的防腐,防渗,可以采取提高混凝土标号,掺入外加剂,聚合物浸渍或者添加环氧树脂,聚氨酯漆涂层等方法.虽能有效的减少缝隙和提高结构密实性,但不能彻底消除孔隙和结构后期开裂的微孔问题.众所周知,混凝土结构最大的缺点就是开裂,结构开裂就会带来渗漏,特别是地下工程,由于长期处于地下水的侵蚀和包围中,渗漏是不能避免的.混凝土结构施工时通过添加外加剂虽然能有效的控制结构前期的开裂,但是,结构在振动荷载,失水和降温引起的沉降,干缩和老化作用下产生的开裂渗漏是不能预期的,也就是说,怎样预防混凝土结构因不确定因素造成的开裂渗漏才是防水施工具有的实际意义.只有在结构的表面(无论受到侵蚀与否),涂敷一层能同质高性能的防水材料,上述问题才可有效解决
使用水泥基渗透结晶型刚性防水材料和聚合物水泥基柔性防水材料,可以避免防水卷材的诸多缺点,它们可以同混凝土牢固的粘成一个整体,不需涂刷任何粘接剂,冷施工即可.尤其以渗透结晶型防水涂料的性能最佳.目前,国内外市场陆续出现了几个品牌的渗透结晶型防水材料,这几种材料物理性能基本一致,只在活性物质的渗透深度上有所不同.国产的中核2000高效防水材料是国防工程用料,不允许活性物质深部渗透,以避免结晶对混凝土内部应力的破坏,所以属于表层渗透结晶型防水材料.
中核2000高效防水材料系列产品系中国核工业军工高科技环保产品.该材料经中国国防科学技术工业委员会鉴定为"国际先进水平".国家经贸委已将该系列材料列入国家重点新产品.它可用于结构外防水,也可用于混凝土结构的注浆.CN2000B 的骨料是高标号水泥和石英粉,所以材料中含有水泥的全部化学成分.其添加剂主要是经过加工的各种天然有机物,类似于古代建筑中的砖添加糯米浆的方式,另外还含有少量的天然矿物质.CN2000B属水泥基渗透性防水结晶材料,所不同的是其它防水材料对建筑主体进行深部渗透达40～50㎝,在主体的毛细孔内重新膨胀结晶达到抗渗目的,这样做容易使建筑主体内部应力变化,造成破坏;而中核2000高效防水材料则不同.他在开发过程中,根据我国国防工程对防水材料防水性能,机械物理性能,环保指标及对建筑主体无影响的要求,凭借核工业的专有技术,从分子物理学入手,研究分子之间的作用及运动规律,引用了分子筛及渗透结晶的概念,使得防水材料主体具有类分子筛结构,故其防水层具有呼吸功能,使墙体有一定透气性,达到透气不透水的效果,同时保证了防水层具有较高的抗渗压.(经中国长江三峡工程试验中心检测抗渗压为2.4Mpa/㎝ )CN2000B的防水性能和机械性能已经达到国际先进水平(中国国防科学技术工业委员会鉴定).之所以引入渗透结晶的概念是由于有些建筑基材表面的强度较低,我们让防水材料对建筑表面进行渗透,以提高防水材料对建筑物表面的附着能力.同时,由于渗透结晶的作用使得建筑主体材料中大于50nm的有害孔被结晶物质堵塞,变成小于50nm的无害孔提高了主体的防渗能力.
中核2000高效防水材料水溶液性材料,常温作业,使用方便,适宜各种地上地下建筑工程防水.涂敷简便,涂层随基面形状变化,实现工程现场成形的无接缝整体防水层可刮涂,涂刷,喷涂,适宜狭窄区,异型基面防水施工.有自我修复能力,在出现细小裂隙时,本材料在水的作用下可堵塞裂隙自行修复.绿色环保,不伤害人体,不污染环境.涂层薄,用料少,成本低,工艺性好,施工功
效高,有利于于相关工序配合.稳定性好,抗冻融,抗腐蚀性强,可在含盐地下水及海水中使用,抗渗压,粘结强度,抗折抗拉强度都高于国家规定标准.可带水作业,潮湿基面施工.养护时间短,只需24小时.
该系列产品主要分为CN2000A(快速堵漏型),CN2000B(大面积防渗用渗透结晶型),CN2000C(高分子乳液),CN2000D(柔性粉体材料).中核2000防水材料长期应用于国防军工工程中,效果良好,在民用施工中也取得优秀成绩.
韶关杨溪水三级电站建成后大坝廊道渗漏严重,廊道距水平面30多米,高约5m顶部和侧壁多处渗漏,渗漏点射流1.5m,最大为1㎝粗,使用中核2000高效防水材料后效果良好,所有渗漏点完全被处理.
廊道结构及施工示意图:
1. 找到渗漏点 2.提出燕尾槽 3.中心开泄流孔 4.插入导流管
5. 填堵燕尾槽 6.拔下导流管 7.表面刮涂防渗层 8.填堵泄流孔
奥运游泳主场馆——水立方
是一项全世界瞩目的标志性工程,
其基础7万㎡的防水面积,7千多个
桩头及所有泳池的防水施工在使用中核
2000高效防水材料,效果良好.
桩头结构示意图:
1.结构地板 2.稀释混凝土防护层
3.刚性防水层 4.柔性防水层
5.混凝土垫层
工程实例
首都机场1号航站指挥中心防水,防渗工程
北京五环路斜拉桥——石南桥防水工程
北京市三环路和平西桥桥体防水工程
解放军海军福建基地海岸设施防水,防腐工程
解放军兰州军区司令部大楼防水,防渗工程
解放军兰州军区地图库防水,防渗工程
内蒙军区武器库防水,防渗工程
公安部天津边检局大厦地下基础防水,防渗工程
天津纪庄子污水处理厂中水回用工程(2000年国家示范工程)
大港油田水电厂地下防水工程
甘肃省兰花公司110千伏专用变电系统地下防水,防渗工程
葛洲坝电厂地下厂房
安徽省固体废物处置中心防渗离大坝坝体防水,防渗工程
国营504厂热力中心防水,防渗工程
甘肃省建筑设计研究院科研楼(1999年国家重点工程)
兰州铁路局西北铁路隧道防水,防渗工程
四川省农业银行地下金库防水,防渗工程
广东杨溪水三级水电站水下廊道防水,防渗工程
四川省交通银行地下金库防水,防渗工程
附表
一,CN2000B渗透结晶型物理性能
项 目
标 准 指 标
质 量 指 标
凝结时间
初凝≥20min 终凝≤24h
30min 45min
抗渗压力
25d ≥1.2 Mpa
1.5 Mpa
第二次抗渗压力
54d ≥0.5 Mpa
1.2 Mpa
抗折强度
6d ≥2.5 Mpa
4.4 Mpa
25d ≥3.5 Mpa
5.5 Mpa
抗压强度
6d ≥13 Mpa
21 Mpa
25d ≥15 Mpa
26 Mpa
透水压力比
25d ≥300%
300%
潮湿基面粘结强度
≥1.0 Mpa,
1.3 Mpa
冻融循环
(20次)(行标)
-15℃～+20℃,20次循环
无开裂,无起皮,无剥落
-15℃～+20℃ 20次循环
涂层无变化
耐碱性(行标)
饱和Ca(OH)2溶液浸泡(500h)
无开裂,起皮,剥落
饱和Ca(OH)2溶液浸泡(500h)
涂层无变化
耐高温(行标)
100℃沸水5h
无开裂,起皮,剥落
100℃沸水5h涂层无变化
耐低温(行标)
-40℃ 5h涂层无变化
-40℃ 5h涂层无变化
二,聚合物水泥基防水复合材料物理性能
项 目
标 准 指 标
质量指标
干燥时间
表干时间≤4 h 实干时间≤5h
3h20min 6h10min
拉伸强度
无处理≥1.2 Mpa
2.5 Mpa
加热处理后保持率≥50%
105%
碱处理后保持率≥60%
92%
紫外线处理后保持率≥50%
94%
断裂伸长率
无处理≥200%
215%
加热处理≥150%
162%
碱处理≥140%
142%
紫外线处理≥150%
149%
低温柔度
—10℃无裂纹
—10℃无裂纹
不透水性
0.3Mpa,30min不透水
0.3Mpa,30min 不透水
潮湿基面粘结强度
≥0.5 Mpa
1.3Mpa
外观
无杂质,无凝胶,无结块
无杂质,无凝胶,无结块
三,CN2000B渗透结晶型环保指标
项 目
GB/T15514,HJBZ004-94
和《水和废水监测分析方法》
CN2000B
甲醛(mg/m3)
0.005
低于检出限
铅(μg/L)
10
低于检出限
铜(μg/L)
10
低于检出限
锌(μg/L)
50
低于检出限
镉(μg/L)
0.5
低于检出限
VOC(mg/m3)
0.01
低于检出限
四,聚合物水泥基防水复合材料环保指标
项 目
GB/T15514,HJBZ004-94
和《水和废水监测分析方法》
CN2000C+D
甲醛(mg/m3)
0.005
低于检出限
汞(μg/L)
0.05
低于检出限
铅(μg/L)
10
低于检出限
锌(μg/L)
50
低于检出限
镉(μg/L)
0.5
低于检出限
VOC(mg/m3)
0.01
低于检出限
文献检索
GB18445-2001 水泥基渗透结晶型防水材料
GB50207-2002 屋面工程质量验收规范
GB/T50326-2001 建设工程项管理规范
GB50108-2001 地下工程防水技术规范
GB50208-2002 地下防水工程质量验收规范
GB8076-1997 混凝土外加剂
以上材料均由中华人们共和国国家质量监督检验检疫总局发布
JC900-2002 无机防水堵漏材料
以上材料由中华人们共和国经济贸易委员会发布
《腐蚀电化学》 人民教育出版社
《岩土工程化学》 雄厚金等编 科学出版社
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Email:gc@zhonghe2000.com.cn