剛性防水材料外加劑防水混凝土

剛性防水材料外加劑防水混凝土第1頁/共165頁2.3.1引氣劑防水混凝土

引氣劑防水混凝土摻入微量引氣劑配制的防水混凝土。引氣劑：是具有憎水作用的表面活性劑，可降低混凝土拌和水的表面張力，在新拌混凝土中能產(chǎn)生大量均勻分布、封閉、穩(wěn)定的微小氣泡（尺寸在0.05mm～1.25mm）。第2頁/共165頁引氣機(jī)理

攪拌水可產(chǎn)生氣泡，但很快消失，為什么？水的表面張力是氣泡不穩(wěn)定！水中加入引氣劑后水的表面張力降低，在攪拌過程中將空氣引入而產(chǎn)生許多氣泡；通過吸附于氣泡表面形成單分子膜，減小液－氣界面能(表面張力)，使氣泡表面的液膜堅(jiān)固不易破裂而穩(wěn)定存在。親水基團(tuán)憎水基團(tuán)氣泡引氣劑穩(wěn)泡作用的機(jī)理第3頁/共165頁一、引氣劑防水混凝土的防水原理

改善和易性，減少泌水和分層離析，彌補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷，提高混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性?；炷帘Ｋ蕴岣?、泌水減少，混凝土內(nèi)部的滲水通道進(jìn)一步減少，混凝土微結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。氣泡阻隔作用減少了因沉降作用引起的混凝土內(nèi)部不均勻缺陷；切斷了毛細(xì)孔的滲水通路，使毛細(xì)管變得細(xì)小、曲折、分散，提高混凝土的抗?jié)B性。第4頁/共165頁二、引氣劑防水混凝土特性

抗?jié)B性好，耐久性好。靜彈性模量稍有降低，抗裂性抗沖擊性提高。含氣量每增加1%，混凝土靜彈性模量約下降3%。靜彈性模量降低提高了混凝土變形能力。抗凍性提高3～4倍。早期強(qiáng)度增長比較緩慢，7天后強(qiáng)度增長比較正常，其抗壓強(qiáng)度隨含氣量的增加而降低。在含氣量＜6%內(nèi)，含氣量每增加1%，混凝土28天強(qiáng)度降低3～5%。但混凝土和易性的改善，可在保持流動性不變情況下減少拌和用水，補(bǔ)償部分混凝土強(qiáng)度損失?；炷聊湍バ越档?。第5頁/共165頁引氣劑防水混凝土的應(yīng)用適于：北方高寒地區(qū)、抗凍性要求高的防水工程。不適于：抗壓強(qiáng)度＞20MPa、耐磨性要求較高的防水工程。第6頁/共165頁三、影響引氣劑防水混凝土性能的因素

1.引氣劑品種和摻量品種我國常用的引氣劑有松香熱聚物、松香酸鈉及烷基磺酸鈉等。摻量引氣劑適宜摻量應(yīng)由試驗(yàn)確定。引氣劑防水混凝土的性能與含氣量密切相關(guān)。對于特定品種的引氣劑，混凝土的含氣量與引氣劑的摻量有關(guān)。摻量含氣量

氣泡混凝土微結(jié)構(gòu)抗?jié)B性適宜合適較小、均勻分布改善提高過大過大氣泡聚集、大小不均嚴(yán)重不均變差過少過小氣泡大而少不均變差第7頁/共165頁試驗(yàn)證明當(dāng)松香酸鈉摻量約為0.01％～0.03％，松香熱聚物約為0.01％，混凝土含氣量在3～6％時，其全面性能優(yōu)良，混凝土的表觀密度降低≯6％，強(qiáng)度降低幅度≯25％，抗?jié)B性能較佳。《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》要求混凝土中的含氣量應(yīng)控制在3%～5%，強(qiáng)度損失不大于6%～10%。

表2.6含氣量對引氣劑防水混凝土抗?jié)B性的影響含氣量（％）吸水率（％）抗?jié)B壓力（MPa）透水高度（cm）1.010.1>1.4

4.59.1>2.211.55.69.3>2.212.06.59.2>2.212.58.09.7>1.8

第8頁/共165頁2.水灰比

水灰比決定混凝土內(nèi)孔隙網(wǎng)絡(luò)的連通程度

氣泡的質(zhì)量和數(shù)量水灰比較低新拌混凝土稠度大，不利于氣泡的形成水灰比較大新拌混凝土稠度小，利于形成微小均勻的氣泡水灰比一般控制在0.5～0.6(≯0.65)水泥用量一般為250～300kg/m3最小水泥用量≮250kg/m3第9頁/共165頁3.灰砂比水泥和砂的比例影響混凝土的粘滯性。水泥所占比例大，混凝土的粘滯性大，不利于氣泡形成，含氣量小。為獲得一定的含氣量就需加大引氣劑摻量。砂子的粒徑還影響氣泡的大小。砂子越細(xì)，氣泡尺寸越小；砂子越粗，氣泡尺寸越大。但砂子粒徑過細(xì)，會增加混凝土配合比中的水泥和水的用量，收縮將增大。工程中可因地制宜采用合適的中砂，砂率28～35％。第10頁/共165頁4.施工及養(yǎng)護(hù)工藝

攪拌含氣量先隨攪拌時間增加，攪拌2～3分鐘時含氣量達(dá)到最大值，繼續(xù)攪拌則混凝土的含氣量開始下降。宜控制在3～5分鐘。振搗

振搗會降低混凝土的含氣量。振搗時間越長，含氣量下降越大。為保證混凝土有一定的含氣量，振搗時間不宜過長。插入式振動器比振動臺和平板振動器對混凝土含氣量影響更大。

用插入式振動器≯20秒，振動臺和平板振動器≯30秒?！兜叵鹿こ谭浪夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定防水混凝土必須采用高頻機(jī)械振搗密實(shí)，振搗時間宜為10～30S，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)，應(yīng)避免漏振、欠振和超振。摻加引氣劑或引氣型減水劑時，應(yīng)采用高頻插入式振搗器振搗。第11頁/共165頁養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)濕度越大，對提高引氣劑防水混凝土的抗?jié)B性越有利。在適宜溫度的水中，可使引氣劑防水混凝土獲得最佳的抗?jié)B性能。低溫養(yǎng)護(hù)對引氣劑防水混凝土的抗?jié)B性不利，在冬季施工時應(yīng)注意保溫養(yǎng)護(hù)。第12頁/共165頁引氣劑防水混凝土的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求引氣劑摻量混凝土含氣量在3～6％時，松香酸鈉摻量約為0.01％～0.03％，松香熱聚物約為0.01％含氣量3～6％，拌合物密度降低≯6%，強(qiáng)度降低≯

25%坍落度30～50mm水泥用量≮250kg/m3,280～300kg/m3水灰比≯0.65，以0.5～0.6為宜砂率25～35%灰砂比1:2～1:2.5砂石級配10～20：20～40=70：30，或自然級配第13頁/共165頁

2.3.2減水劑防水混凝土

減水劑防水混凝土：摻入適量減水劑提高抗?jié)B能力的混凝土。減水劑表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)中含有親水的離子基團(tuán)和碳?xì)浞肿渔??？扇苡谒?，能顯著降低水的表面張力；能吸附在固體表面，并在固體表面定向排列，形成表面吸附分子層，降低水－固界面張力。第14頁/共165頁一、防水機(jī)理

減水劑有利于水泥顆粒的分散、潤滑，可改善新拌混凝土的和易性，有利于混凝土的成型及形成均勻密實(shí)結(jié)構(gòu)；在滿足施工和易性的條件下，可大大降低拌合用水量，能大幅度降低泌水率;使硬化后的混凝土中孔徑及總孔隙率均顯著減少，毛細(xì)孔更加細(xì)小、分散和均勻，提高混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性。在大體積防水混凝土中，減水劑可推遲水泥水化熱峰值出現(xiàn)，減少或避免了在混凝土取得一定強(qiáng)度前因溫度應(yīng)力而開裂，從而提高了混凝土的防水效果。第15頁/共165頁二、減水劑防水混凝土特性

減少拌合物的泌水、離析，改善拌合物的工作性。由于水泥顆粒被分散，增大了水泥顆粒的水化表面而使其水化比較充分,混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性

顯著提高。減緩水泥水化熱放熱速度，延緩拌合物凝結(jié)時間。三、應(yīng)用一般防水工程。特別適合于對工藝有特殊要求的防水工程，如需要大流動度的泵送混凝土工程、振搗困難的薄壁型防水結(jié)構(gòu)、需要延緩水泥水化放熱過程的大體積防水混凝土工程。第16頁/共165頁四、減水劑防水混凝土的配制減水劑選用原則

應(yīng)根據(jù)混凝土的施工工藝、工程結(jié)構(gòu)和對混凝土的抗?jié)B性、強(qiáng)度等性能的要求以及施工時的氣溫條件和減水劑的供貨情況、價格等多方面因素考慮。選用減水劑前，應(yīng)對現(xiàn)場所用的水泥進(jìn)行試配后確定。水泥品種應(yīng)選擇泌水性小的水泥?？箖鲂砸筝^高的防水混凝土，還可以與引氣劑復(fù)合使用或選用引氣減水劑以獲得較好的抗?jié)B、抗凍效果。第17頁/共165頁常用減水劑木質(zhì)素磺酸鈣類、多環(huán)芳香族磺酸鹽類及糖蜜類等。減水劑的摻量必須嚴(yán)格控制。減水劑防水混凝土的抗?jié)B性見P57表2.8所示。

表2.7各類減水劑的合適摻量減水劑類別木質(zhì)素磺酸鹽多環(huán)芳香族磺酸鹽糖蜜三聚氰胺適宜摻量（占水泥質(zhì)量％）0.15～0.30.5～1.00.2～0.350.5～2.0第18頁/共165頁表2.8減水劑防水混凝土的抗?jié)B性

W/C坍落度（mm）抗?jié)B壓力（MPa）品種用量（kg/m3）名稱摻量（％）礦渣水泥300//0.626100.8300JN0.50.5513>2.0300NNO0.50.5514>2.0普硅水泥350//0.57370.8350MF0.50.49491.6350木鈣0.250.5151>2.0第19頁/共165頁

減水劑防水混凝土的配制原則遵循普通防水混凝土的一般規(guī)定，還應(yīng)注意：根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)水灰比。當(dāng)工程需要混凝土塌落度80～100mm時，可不減少或稍減少拌合用水量。當(dāng)要求塌落度30～50mm時，可大大減少拌合用水量。摻有減水劑的防水混凝土，其最大施工塌落度以50～100mm為宜。第20頁/共165頁2.3.3三乙醇胺防水混凝土

三乙醇胺防水混凝土用微量三乙醇胺配制的早強(qiáng)劑防水混凝土。在混凝土中加入三乙醇胺開始是用作早強(qiáng)劑，加速混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展。20世紀(jì)70年代開始用三乙醇胺來配制防水混凝土。三乙醇胺早強(qiáng)防水劑三乙醇胺為無色或淡黃色透明油狀液體，易溶于水，一般不單獨(dú)使用。常用復(fù)合配方：

三乙醇胺0.05%，亞硝酸鈉1%，氯化鈉0.5%。亞硝酸鈉：主要對鋼筋起阻銹作用。第21頁/共165頁一、防水機(jī)理

三乙醇胺的催化作用可加速水泥的水化進(jìn)程，在水化早期就生成較多的水化產(chǎn)物，結(jié)合了混凝土內(nèi)較多的游離水，相應(yīng)地減少了混凝土水化過程中游離水的蒸發(fā)量，從而減少了因游離水蒸發(fā)而留下的毛細(xì)孔，提高了混凝土的抗?jié)B性。第22頁/共165頁三乙醇胺的防水機(jī)理三乙醇胺能加速水泥的水化，還可促進(jìn)氯化鈉和亞硝酸鈉參入水泥的水化，生成氯鋁酸鹽和亞硝酸鋁酸鹽等絡(luò)合物。這些絡(luò)合物結(jié)合有大量的結(jié)晶水。一方面可減少混凝土內(nèi)游離水的蒸發(fā)，減少混凝土內(nèi)毛細(xì)孔的含量；另一方面絡(luò)合物的生成會產(chǎn)生較大的體積膨脹，可填充混凝土內(nèi)部孔隙和堵塞毛細(xì)孔通道，增加了混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)性;

混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度提高,較單摻三乙醇胺的防水混凝土抗?jié)B壓力提高3倍以上。第23頁/共165頁

小結(jié)：

三乙醇胺的催化作用可加速水泥的水化進(jìn)程，在水化早期就生成較多的水化產(chǎn)物，結(jié)合了混凝土內(nèi)較多的游離水，相應(yīng)地減少了混凝土水化過程中游離水的蒸發(fā)量，從而減少了因游離水蒸發(fā)而留下的毛細(xì)孔；產(chǎn)生的水化產(chǎn)物體積膨脹，堵塞孔隙，提高混凝土密實(shí)性，提高了混凝土的抗?jié)B性。二、三乙醇胺防水混凝土特性

三乙醇胺防水混凝土的抗?jié)B性見P58表2.9所示。三乙醇胺防水混凝土不僅具有良好的抗?jié)B性，還具有早強(qiáng)和增強(qiáng)作用，特別適用于需要早強(qiáng)的防水工程，廣泛用于水塔、水池、地下室、泵房、地溝、設(shè)備基礎(chǔ)等。第24頁/共165頁三、三乙醇胺防水混凝土配制三乙醇胺防水劑常用配方1號配方2號配方3號配方三乙醇胺0.05%三乙醇胺0.05%+氯化鈉0.5%三乙醇胺0.05%+氯化鈉0.55+亞硝酸鈉1%水三乙醇胺水三乙醇胺氯化鈉水三乙醇胺氯化鈉亞硝酸鈉98.75/98.331.25/1.6786.25/85.831.25/1.671.25/1.2561.25/60.831.25/1.671.25/1.2525/251號：適于常溫和夏季施工、靠近高壓電源工程。

2、3號：適于冬季施工。分子、分母分別為采用100%和5%純度的三乙醇胺的用量。百分?jǐn)?shù)為水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。防水劑應(yīng)和混凝土拌和用水摻和均勻使用。第25頁/共165頁表2.9三乙醇胺防水混凝土的抗?jié)B性水泥品種及強(qiáng)度等級配合比水泥:砂:石水灰比水泥用量（kg/m3）三乙醇胺防水劑/%抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B壓力（MPa）三乙醇胺氯化鈉52.5普硅水泥1:1.60:2.930.46400//35.11.252.5普硅水泥1:1.60:2.930.464000.050.546.1>3.842.5礦渣水泥1:2.19:3.500.60342//27.40.742.5礦渣水泥1:2.19:3.500.603340.05/26.2>3.542.5礦渣水泥1:2.19:3.500.603000.05/28.2>2.0第26頁/共165頁2.3.4密實(shí)劑防水混凝土密實(shí)劑防水混凝土指通過摻入能和水泥組分反應(yīng)，且生成的水化產(chǎn)物具有堵塞孔隙作用的外加劑，從而達(dá)到抗?jié)B防水作用的一類防水混凝土。密實(shí)劑防水混凝土主要包括:

氯化鐵防水混凝土和硅質(zhì)密實(shí)劑防水混凝土。一、氯化鐵防水混凝土氯化鐵防水混凝土是在混凝土拌合物中加入少量氯化鐵防水劑配制而成的具有高抗?jié)B性和密實(shí)度的防水混凝土。氯化鐵防水劑組成：氯化鐵+氯化亞鐵+硫酸鋁（微膨脹組分）+阻銹成分等。第27頁/共165頁防水機(jī)理

無機(jī)鹽與水泥水化生成的Ca(OH)2反應(yīng)，生成不溶性絮狀凝膠（氫氧化鐵、氫氧化亞鐵和氫氧化鋁等），填充混凝土內(nèi)部孔隙網(wǎng)絡(luò)，堵塞毛細(xì)孔滲水通道，使混凝土形成密實(shí)微結(jié)構(gòu)，增加混凝土的密實(shí)性。膠體產(chǎn)物的生成可降低混凝土的泌水，增加混凝土的密實(shí)性；氯鹽與Ca(OH)2反應(yīng)還生成了氯化鈣，可加速水泥熟料礦物的水化，并能與水泥組分反應(yīng)生成含有大量結(jié)晶水的氯鋁酸鈣等，進(jìn)一步增加了混凝土密實(shí)性和不透水性；硫酸鋁還可與水泥中的鋁酸三鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣（微膨脹），也能增加混凝土的密實(shí)性。第28頁/共165頁氯化鐵防水劑中各組分對混凝土性能的影響干縮氯化鐵、氯化亞鐵生成的膠體收縮硫酸鋁干縮

鋼筋銹蝕氯離子鋼筋銹蝕氯化鐵、氯化亞鐵與氫氧化鈣反應(yīng)鋼筋銹蝕第29頁/共165頁

鋼筋阻銹劑

對重要結(jié)構(gòu)為防不測，必要時宜檢驗(yàn)氯化鐵防水劑對鋼筋的腐蝕性。如檢驗(yàn)確認(rèn)氯化鐵防水劑對鋼筋有腐蝕性，可采用阻銹劑(如亞硝酸鈉)予以抑制。亞硝酸鈉為白色粉末，有毒，應(yīng)妥善保管并注明標(biāo)簽，以防當(dāng)食鹽使用，造成中毒事故。亞硝酸鈉的適宜摻量由試驗(yàn)確定。摻有阻銹劑的氯化鐵防水混凝土：要充分?jǐn)嚢杈鶆?，?yīng)適當(dāng)延長攪拌時間（延長1min）。嚴(yán)禁用于飲水工程及與食品接觸的部位，也不得用于預(yù)應(yīng)力混凝土工程、與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。第30頁/共165頁

氯化鐵防水混凝土配制技術(shù)要求氯化鐵防水劑配比溶液型氯化鐵防水劑中，氯化鐵和氯化亞鐵的質(zhì)量比應(yīng)在1:1～1:1.3，其有效含量≮400g/L；pH值為1～2；硫酸鋁占氯化鐵防水劑溶液質(zhì)量≯5%。摻量氯化鐵防水劑摻量以水泥質(zhì)量的2.5~3％為宜。摻量過多對混凝土鋼筋銹蝕、干縮及凝結(jié)時間等產(chǎn)生不利影響，摻量過小防水效果不顯著；若采用氯化鐵砂漿抹面，摻量可增至3%~5%。用法當(dāng)采用機(jī)械攪拌時，應(yīng)先加入砂子、水泥和石子，攪拌均勻后再加入稀釋的氯化鐵水溶液和水，禁止將氯化鐵防水劑直接倒入混凝土拌合物中，以免攪拌機(jī)遭受腐蝕。攪拌時間≮2min。第31頁/共165頁水灰比≯0.55；水泥用量

≮310kg/m3，采用≮42.5的普通硅酸鹽水泥；坍落度30～50mm；

養(yǎng)護(hù)

對養(yǎng)護(hù)敏感性較大，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),終凝后養(yǎng)護(hù)時間不低于7天。養(yǎng)護(hù)不及時、干燥失水或養(yǎng)護(hù)時間、濕度不夠等，都會嚴(yán)重影響混凝土的抗裂性和防水性。第32頁/共165頁氯化鐵防水混凝土的特性抗?jié)B性最好，可配制抗?jié)B等級達(dá)P40的防水混凝土(氯化鐵防水劑摻量5％，水泥用量≮300kg／m3)；耐油性好，可配制P30耐油（汽油、柴油等）混凝土；增強(qiáng)、早強(qiáng)、抗腐蝕、耐久，可適于地下工程。

第33頁/共165頁氯化鐵防水混凝土的應(yīng)用

氯化鐵防水劑配制簡單，原材料來源廣泛，價格較低。宜用于地下、水中結(jié)構(gòu)、無筋及少筋厚大混凝土工程、砂漿修補(bǔ)抹面工程及建造汽油、輕柴油等貯罐；可配制出抗?jié)B等級高達(dá)S40的防水混凝土、抗?jié)B等級達(dá)S30的抗油混凝土。禁止用于接觸直流電源的工程及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程。第34頁/共165頁二、硅質(zhì)密實(shí)劑防水混凝土

硅質(zhì)密實(shí)劑防水混凝土摻入微量的硅質(zhì)密實(shí)劑使混凝土硬化后具有一定的憎水、防水性能的混凝土。防水機(jī)理采用有機(jī)硅與無機(jī)活性硅經(jīng)聚合反應(yīng)而制得的粉狀材料(硅質(zhì)密實(shí)劑)，摻入混凝土后具有微膨脹、憎水及使混凝土致密化等作用。配制方法與普通防水混凝土基本相同。摻入3%硅質(zhì)密實(shí)劑可配制出抗?jié)B等級為S15的防水混凝土。性能硅質(zhì)密實(shí)劑對混凝土具有增強(qiáng)、改善耐久性的作用，硅質(zhì)密實(shí)劑防水混凝土可廣泛應(yīng)用于各類建筑防水工程，如水池、水塔、地下室、地鐵、隧道等。第35頁/共165頁有機(jī)硅憎水劑主要成分為甲基硅醇鈉（鉀）和高沸硅醇鈉（鉀）等，是一種小分子水溶性的聚合物，易被弱酸分解，形成甲基硅酸，然后很快聚合，形成不溶于水的有憎水性能的甲基硅醚防水膜。涂刷于砼、砂漿表面或摻入都會起憎水作用。項(xiàng)目單位指標(biāo)外觀--白色乳液含固量-％＞35穩(wěn)定性3000r/mmmm10～15吸水性%＜5第36頁/共165頁2.4微膨脹防水混凝土

微膨脹防水混凝土指采用膨脹水泥或摻加膨脹劑配制的防水混凝土。目前，我國主要采用膨脹劑配制膨脹混凝土，已研制出多達(dá)十幾個品種的膨脹劑，并制訂GB50119-2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》和GB50119-2009《混凝土膨脹劑》對膨脹劑的生產(chǎn)、應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范。第37頁/共165頁普通混凝土水化硬化過程中會產(chǎn)生收縮，如干燥收縮、溫度收縮、化學(xué)減縮等。收縮使混凝土內(nèi)存在內(nèi)應(yīng)力，從而引發(fā)微裂縫，使抗?jié)B性、強(qiáng)度、耐久性等性能下降。防水機(jī)理微膨脹防水混凝土在凝結(jié)硬化過程中通過膨脹源產(chǎn)生一定的體積膨脹，補(bǔ)償、抵消混凝土的收縮，抑制和減少收縮裂縫的產(chǎn)生，從而達(dá)到混凝土密實(shí)抗?jié)B的目的。應(yīng)用膨脹混凝土在地下工程及超長結(jié)構(gòu)的防水施工中應(yīng)用比較廣泛。第38頁/共165頁2.4.1膨脹劑的類別及化學(xué)組成

膨脹劑按化學(xué)組成：硫酸鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鎂類等。、一、硫鋁酸鈣類膨脹劑分類U-1型膨脹劑U-2型膨脹劑U型高效膨脹劑鋁酸鈣膨脹劑明礬石膨脹劑等（明礬石KAl3(OH)6(SO4)2）組成

硫鋁酸鈣類膨脹劑是以硫鋁酸鹽熟料、硅鋁酸鹽熟料或鋁土熟料與石膏配制磨細(xì)而成的，其主要膨脹源為水化硫鋁酸鈣。摻量：8～10%

第39頁/共165頁表2.10各類硫鋁酸鈣類膨脹劑組成、含堿量及參考摻量膨脹劑品種代號基本組成含堿量（%）摻量(%)U-1型膨脹劑U－1硫鋁酸鈣熟料、明礬石、石膏1.0～1.510～12U-2型膨脹劑U－2硫鋁酸鈣熟料、明礬石、石膏1.7～2.08～12U型高效膨脹劑UEA-H硅鋁酸鈣熟料、明礬石、石膏0.5～0.88～10鋁酸鈣膨脹劑AEA鋁酸鈣、明礬石、石膏0.5～0.710～12明礬石膨脹劑EA-L明礬石、石膏2.5～3.015～17表2.11摻硫鋁酸鈣類膨脹劑水泥的物理性能品種摻量(%)凝結(jié)時間限制膨脹率(%)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)初凝終凝水中14天空氣28天7天28天7天28天U－1121:272:100.0350.00934.752.45.47.8UEA-H121:252:080.0450.01141.559.76.58.2AEA101:353:200.0560.00342.051.26.67.1EA-L152:304:400.04-0.00840.054.25.37.6JC476-92>45min<10h>0.040<－0.0230.047.05.06.8第40頁/共165頁二、氧化鈣類膨脹劑

分類

主要有石灰脂膜膨脹劑和CEA膨脹劑。摻量

3～5%組成及特性石灰脂膜膨脹劑

以氧化鈣為膨脹源，由普通石灰和硬脂酸按一定比例混磨而成的。硬脂酸一方面在研磨過程中起助磨作用，另一方面又粘附在石灰的表面，對石灰起憎水隔離作用，延緩石灰的水化，以控制其膨脹速率。石灰脂膜膨脹劑保質(zhì)期短，其膨脹速率受溫度、濕度影響較大，難以控制很難用于混凝土的補(bǔ)償收縮，主要用于設(shè)備基礎(chǔ)灌漿以減少混凝土的收縮。第41頁/共165頁硬脂酸產(chǎn)品別名：十八碳烷酸;十八烷酸分子式：CH3(CH2)16COOH毒性防護(hù)：無毒物化性質(zhì)：純品為帶有光澤的白色柔軟小片。熔點(diǎn)69.6℃。沸點(diǎn)376.1℃(分解）。在90～100℃下慢慢揮發(fā)。微溶于冷水，溶于酒精、丙酮，易溶于苯、氯仿、乙醚、四氯化碳、二硫化碳、醋酸戊酯和甲苯等。

工業(yè)品呈白色或微黃色顆?；驂K，為硬脂酸與軟脂酸的混合物，并含有少量油酸，略帶脂肪氣味。產(chǎn)品用途：主要用作助劑的原料及日用化工原料。

第42頁/共165頁表2.12CEA膨脹劑的化學(xué)組成/%燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2O2.0215.924.121.6770.800.533.470.350.41CEA膨脹劑CEA膨脹劑膨脹源以氧化鈣為主、鈣礬石為次。是以石灰石、鋁土質(zhì)材料、鐵質(zhì)原料、明礬石等為原料，經(jīng)1400～1500℃煅燒、研磨而成。

CEA膨脹劑化學(xué)成分第43頁/共165頁氧化鈣類膨脹劑的殘余膨脹問題氧化鈣類膨脹劑的后期膨脹可能導(dǎo)致已硬化的混凝土結(jié)構(gòu)的開裂、強(qiáng)度降低，工程中已出現(xiàn)此類事例的報(bào)道（日本已禁用）。北京市建委要求氧化鈣類膨脹劑使用前需按產(chǎn)品摻量測定水泥凈漿安定性。《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-20038.2.3條規(guī)定：氧化鈣類膨脹劑配制的混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。第44頁/共165頁三、氧化鎂類膨脹劑

氧化鎂類膨脹劑在800～900℃煅燒菱鎂礦，經(jīng)磨細(xì)而制得。防水機(jī)理氧化鎂水化生成氫氧化鎂結(jié)晶（水鎂石），摩爾體積增加一倍多，可引起混凝土的膨脹。氧化鎂膨脹劑的延遲膨脹性能對混凝土有較好的補(bǔ)償收縮作用。

氧化鎂在常溫下膨脹緩慢，在水工大體積混凝土內(nèi)溫度較高，加速了氧化鎂的化學(xué)反應(yīng)，其水化3天后開始膨脹，1年內(nèi)趨于穩(wěn)定。水泥的水化熱主要發(fā)生在3天內(nèi)，氧化鎂膨脹恰好發(fā)生在降溫收縮階段，對混凝土有較好的補(bǔ)償收縮作用。摻量

氧化鎂膨脹劑的摻量為水泥質(zhì)量5～9%。氧化鎂膨脹劑混凝土的膨脹率見表2.14所示。第45頁/共165頁2.4.2微膨脹防水混凝土的防水機(jī)理

摻有膨脹劑的微膨脹防水混凝土在水化過程中：

氧化鈣、氧化鎂類膨脹劑＋水氫氧化鈣、氫氧化鎂膨脹性結(jié)晶硫鋁酸鈣類膨脹劑＋氫氧化鈣鈣礬石。結(jié)晶產(chǎn)物體積較水化前增長1倍左右，在混凝土內(nèi)產(chǎn)生一定的膨脹能，使混凝土產(chǎn)生體積膨脹，補(bǔ)償或抵消混凝土因干燥等原因引起的收縮，減少微裂縫的產(chǎn)生；在約束條件下，這些膨脹性產(chǎn)物填充、堵塞毛細(xì)孔，可改善孔結(jié)構(gòu)，使混凝土孔隙率減少，孔隙直徑減小，從而提高混凝土的抗?jié)B性；膨脹性產(chǎn)物改善了混凝土內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，使混凝土處于受壓狀態(tài)，可提高混凝土的抗裂性能，改善其滲透性。第46頁/共165頁2.4.3微膨脹防水混凝土的物理力學(xué)性能及耐久性

注意：自由膨脹情況下，膨脹對混凝土的物理力學(xué)性能及耐久性起著不利的作用。當(dāng)自由膨脹率超過一定值(約0.1%)時，混凝土各種力學(xué)性能及耐久性會明顯劣化。存在適當(dāng)限制的微膨脹防水混凝土的強(qiáng)度一般均能超過20MPa。實(shí)際工程中，混凝土材料均存在一定的約束條件，如配筋、限制部位等，微膨脹防水混凝土的物理力學(xué)性能及耐久性一般略優(yōu)于普通混凝土。隨膨脹劑摻量的增加，混凝土的自由膨脹率隨之增加，混凝土強(qiáng)度和其它一些物理力學(xué)性能隨之有一定弱化。第47頁/共165頁微膨脹防水混凝土一般具有較好粘聚性，泌水率較低。相同用水量時，微膨脹防水混凝土拌合物流動性＜普通混凝土，坍落度損失＞普通混凝土（膨脹劑的需水性一般高于普通水泥，且早期水化反應(yīng)速度較快）。鈣礬石80℃左右會發(fā)生脫水分解，產(chǎn)生體積收縮。凡是摻有以鈣礬石為膨脹源的膨脹劑的微膨脹防水混凝土，在高溫環(huán)境中會出現(xiàn)孔隙率增大、強(qiáng)度下降、抗?jié)B性降低。第48頁/共165頁2.4.4微膨脹防水混凝土的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

配合比設(shè)計(jì)及原材料選擇

符合普通防水混凝土的技術(shù)要求，水泥用量不能太低，嚴(yán)格控制水灰比，適當(dāng)提高砂率并采用較小粒徑的骨料。限制自由膨脹

只有在限制條件下，膨脹才能產(chǎn)生各種所需的功能，起到有利的作用。一般的限制措施為配制鋼筋、摻加纖維、鄰位限制等。強(qiáng)化攪拌

應(yīng)采用機(jī)械攪拌，攪拌時間≮3min，應(yīng)比普通混凝土延長30s以上。必須攪拌均勻，以免產(chǎn)生局部過度膨脹。第49頁/共165頁調(diào)控凝結(jié)時間

施工溫度＞30℃、混凝土運(yùn)輸或停放時間較長，應(yīng)采取緩凝措施；冬季施工時，最好復(fù)合一些早強(qiáng)劑，如三乙醇胺等，以避免溫度對混凝土性能的影響。施工溫度及應(yīng)用環(huán)境

澆筑溫度應(yīng)在5℃～35℃。當(dāng)施工溫度＜5℃時，應(yīng)采取保溫措施。以鈣礬石為膨脹源的微膨脹防水混凝土不能長期處于80℃以上的工程，否則會因鈣礬石的脫水分解而導(dǎo)致抗?jié)B性、強(qiáng)度降低。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

對微膨脹防水混凝土工程應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，一般需保濕養(yǎng)護(hù)14d。第50頁/共165頁防水混凝土的外加劑為什么有等級要求？外加劑防水混凝土是依靠摻入少量的有機(jī)或無機(jī)外加劑來改善混凝土的和易性、提高密實(shí)性和抗?jié)B性、以適應(yīng)工程需要的防水混凝土。外加劑對提高防水混凝土的防水質(zhì)量極有好處，但目前工程中應(yīng)用的外加劑種類很多且質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不一致，規(guī)范要求使用的外加劑的技術(shù)性能應(yīng)符合國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一等品及以上的質(zhì)量要求。杜絕使用達(dá)不到防水要求的低質(zhì)量外加劑，保證防水混凝土的工程質(zhì)量。第51頁/共165頁防水混凝土為什么不能在高于80℃環(huán)境采用？

當(dāng)防水混凝土用于具有一定溫度的工作環(huán)境時，其抗?jié)B能力隨著溫度的提高而降低，溫度越高則降低得越顯著，當(dāng)溫度超過250℃時，混凝土幾乎失去抗?jié)B能力，參見下表。規(guī)范規(guī)定：防水混凝土的施工和使用環(huán)境溫度不得高于80℃。如果環(huán)境溫度超過80℃，應(yīng)采用耐高溫混凝土來滿足使用要求。

環(huán)境溫度（℃）抗?jié)B壓力（MPa）

常溫1.8

1001.1

1500.8

2000.7

2500.6

3000.4

環(huán)境溫度與混凝土抗?jié)B壓力關(guān)系第52頁/共165頁2.5聚合物水泥防水混凝土

單純的水泥制品存在容易龜裂和耐水性、耐沖擊力、耐酸性差的缺點(diǎn)，在一定程度上影響了水泥的實(shí)用效果。從20世紀(jì)20年代起，人們就致力于對水泥的改性研究。聚合物水泥防水混凝土定義采用有機(jī)無機(jī)復(fù)合手段，在混凝土拌合過程中，加入一定量的高分子聚合物，利用聚合物對普通混凝土進(jìn)行改性的一種防水混凝土。第53頁/共165頁聚合物分類

聚合物乳液：改性效果最好（如VAE乳液）水溶性聚合物：如VAE可分散乳膠粉

液體樹脂第54頁/共165頁聚合物乳液的主要組成

聚合物顆粒：

尺寸0.1～1μm，固相成分含量40%～70%乳化劑穩(wěn)定劑分散劑消泡劑聚合物顆粒通過乳化劑作用均勻分散在水溶液中，形成乳液，并在分散劑和穩(wěn)定劑的作用下使乳液能保持較長時間內(nèi)而不離析絮凝，為避免乳液帶入的氣泡影響混凝土的質(zhì)量，一般在聚合物乳液內(nèi)還加入一定的消泡劑。第55頁/共165頁對聚合物的質(zhì)量要求不影響水泥水化或?qū)λa(chǎn)物有不良作用聚合物本身不會被水解或破壞聚合物對鋼筋無銹蝕作用項(xiàng)目材料用量kg/m3聚灰比%0510水灰比0.50.50.5砂率%454545聚合物分散體用量01632聚丙烯酸酯水泥混凝土參考配比第56頁/共165頁聚合物水泥雙組分聚合物水泥液體部分：為高分子乳液、增塑劑、助劑。常用乳液：氯丁膠乳、丁苯膠乳、聚醋酸乙烯乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液及其混合物；固體部分：為粉料，常用的是42.5硅酸鹽水泥、粉煤灰、石灰、填料及助劑。單組分聚合物水泥

常用聚合物：水溶性樹脂，如聚乙烯醇、聚丙烯酸酯。單組分聚合物水泥減少了大量水分的運(yùn)輸，節(jié)省資源。但單組分聚合物水泥在現(xiàn)場使用時仍需加水?dāng)嚢?，操作并不比雙組分方便，加上此類產(chǎn)品對聚合物選擇的局限，價格不菲，故發(fā)展遲緩。第57頁/共165頁

2.5.1聚合物水泥防水混凝土的微觀結(jié)構(gòu)與防水機(jī)理

一、聚合物水泥防水混凝土的微觀結(jié)構(gòu)聚合物水泥防水混凝土膠結(jié)材料由水泥和聚合物組成。聚合物的摻入導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)變化，影響到混凝土的性能。聚合物在混凝土中形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與硬化水泥漿體形成的連續(xù)結(jié)構(gòu)相互交織，使混凝土的結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)。當(dāng)聚合物乳液在混凝土攪拌過程中摻入混凝土后，乳液中的聚合物顆粒均勻分散在水泥混凝土體系中。隨著水泥顆粒的水化，聚合物懸浮液中的水分被轉(zhuǎn)移，聚合物顆粒在水化產(chǎn)物和未水化顆粒表面、毛細(xì)孔中絮凝，拌合物中較大的空隙被絮凝的聚合物所填充。第58頁/共165頁聚合物水泥防水混凝土的微觀結(jié)構(gòu)

隨著水泥水化的進(jìn)行，聚合物之間的水分逐漸被水泥水化所結(jié)合，絮凝的聚合物逐漸交叉搭接在一起。隨著水泥水化進(jìn)一步深化，聚合物幾乎全部聚集在水泥漿體孔隙中，聚合物中的水分被水泥水化吸收后，聚合物顆粒相互靠近聚合成一個整體，在混凝土空間內(nèi)形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物膜。聚合物膜網(wǎng)絡(luò)同水泥水化產(chǎn)物網(wǎng)絡(luò)相互交織纏繞在一起，形成一種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并把混凝土骨料包裹入其中。第59頁/共165頁第60頁/共165頁二、聚合物水泥防水混凝土的防水機(jī)理聚合物與水泥水化產(chǎn)物間發(fā)生相互作用，改善了水泥漿體及混凝土的微結(jié)構(gòu)。聚合物與水泥水化產(chǎn)物間可通過氫鍵、范德華引力而相互作用，對水泥漿體及混凝土的微結(jié)構(gòu)起一定的改善作用。當(dāng)聚合物水泥混凝土加水拌合后，一些聚合物分子中的活性基團(tuán)可能與水泥水化產(chǎn)物中的Ca2+，Al3+等產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，形成特殊的橋鍵作用，可改善水泥硬化漿體微結(jié)構(gòu)，緩解內(nèi)應(yīng)力，減少微裂紋的產(chǎn)生，增加混凝土致密性。第61頁/共165頁水化產(chǎn)物與聚合物膜的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使混凝土的抗拉強(qiáng)度、斷裂韌性改善，密實(shí)性提高，具有較強(qiáng)的抗裂防滲能力。絕大部分聚合物對新拌混凝土有一定的減水作用,可降低水灰比，改善混凝土工作性，降低孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)，達(dá)到增強(qiáng)抗?jié)B防水功能效果。第62頁/共165頁小結(jié)防水機(jī)理

摻入的聚合物能在混凝土凝結(jié)硬化過程中脫水聚合并形成一定的聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)可在一定程度上堵塞水泥石孔隙，提高混凝土抗裂性能及密實(shí)性，從而達(dá)到混凝土防水抗?jié)B的目的。第63頁/共165頁2.5.2聚合物水泥防水混凝土的性能一、新拌混凝土流動性好、泌水少減水聚合物本身及加入到乳液中以減少聚合物懸浮顆粒聚沉的表面活性劑具有減水劑效果，可減少混凝土用水量。潤滑分散的聚合物顆粒具有滾珠效應(yīng)，能提高新拌混凝土的流動性。引氣加入聚合物乳液中表面活性劑及穩(wěn)定劑在新拌聚合物水泥防水混凝土中引入許多氣泡，改善了顆粒堆積狀態(tài)，提高了聚合物水泥防水混凝土中水泥顆粒的分散效果，從而使泌水和離析現(xiàn)象減少。第64頁/共165頁二、抗拉、抗彎、抗壓與斷裂韌性提高抗壓強(qiáng)度提高聚合物水泥防水混凝土需水量的減少

抗拉抗彎強(qiáng)度提高聚合物與水泥漿體間互穿網(wǎng)絡(luò)的形成

斷裂韌性、變形性能提高工作性和分散性的改善，使水化水泥漿體的均質(zhì)性提高三、與其它材料的粘接強(qiáng)度高

試驗(yàn)表明：添加少量聚合物就可使粘接強(qiáng)度提高30%，當(dāng)聚灰比達(dá)0.2時粘接強(qiáng)度可提高10倍。聚合物水泥防水混凝土的性能第65頁/共165頁聚合物水泥防水混凝土的性能四、抗?jié)B性、耐久性及抗凍能力好硬化后水泥水化產(chǎn)物與聚合物網(wǎng)絡(luò)相互貫穿，形成了與骨料牢固結(jié)合的整體，使混凝土有合理的孔結(jié)構(gòu)和較低孔隙率；彈性模量較普通混凝土低，變形協(xié)調(diào)性有利；抗拉強(qiáng)度提高，延伸性能改善，可減少混凝土內(nèi)裂縫的形成；氣泡可改善硬化混凝土的抗凍能力，但太多的氣泡會使強(qiáng)度降低。通常加入消泡劑，以控制引入的氣泡量。五、良好的抗碳化能力和抗化學(xué)侵蝕性能。良好的抗氯鹽滲透能力對于海工結(jié)構(gòu)混凝土具有重要意義。第66頁/共165頁六、耐火性較普通混凝土差混凝土內(nèi)聚合物網(wǎng)絡(luò)在高溫條件下的不穩(wěn)定性，除了隨溫度升高強(qiáng)度降低外，溫度上升到一定程度會對聚合物網(wǎng)絡(luò)形成破壞，導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性、耐久性大幅度下降。隨溫度升高強(qiáng)度降低外，PCM（丙烯酸酯多元共聚乳液

）中聚合物含量高時可能有輕微的可燃性。通常PCM的使用溫度限制在150℃以下。

第67頁/共165頁2.5.3常用聚合物水泥防水混凝土

一、丙烯酸類聚合物水泥防水混凝土丙烯酸乳液配制

丙烯酸乳液由丙烯酸類單體（包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等）通過乳液共聚而制得。特性

粘結(jié)性、耐水性、耐堿性及耐候性等性較好。丙烯酸類聚合物可能是多種單體的共聚物，如果不說明聚合物的組成和性能，丙烯酸樹脂丙烯酸樹脂這個總稱不足以描述某種具體聚合物的性質(zhì)。第68頁/共165頁丙烯酸樹脂

丙烯酸樹脂由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類及其它烯屬單體共聚制成的樹脂。選用不同的樹脂結(jié)構(gòu)、不同的配方、生產(chǎn)工藝及溶劑組成，可合成不同類型、不同性能和不同應(yīng)用場合的丙烯酸樹脂。據(jù)結(jié)構(gòu)和成膜機(jī)理的差異分熱塑性丙烯酸樹脂熱固性丙烯酸樹脂特性

具有良好的保光保色性、耐水耐化學(xué)性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，在建筑防水等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。第69頁/共165頁丙烯酸乳液按產(chǎn)品用途分：內(nèi)墻用乳液、外墻用乳液、彈性乳液、防水乳液、封閉乳液等。按產(chǎn)品的組成分：純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液等。乳白(微藍(lán))乳狀液水性丙烯酸乳液

高光澤、分散性好，優(yōu)異的成膜、耐水耐磨擦性，干燥速度快、透明度好及良好的抗粘連性。第70頁/共165頁丙烯酸類聚合物的典型特征

固含量較高，一般在40%～50%，成膜溫度

低于室溫。防水機(jī)理

丙烯酸配制的聚合物水泥防水混凝土，除在混凝土內(nèi)部聚合形成聚合物網(wǎng)絡(luò)外，丙烯酸還可與水泥水化產(chǎn)生的Ca2+作用下發(fā)生皂化反應(yīng)，生成的鈣鹽不溶于水，能堵塞混凝土內(nèi)毛細(xì)孔，增加混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B防水能力。第71頁/共165頁二、乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）水泥防水混凝土

乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液

乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液是乙烯與醋酸乙烯乳液聚合而得的共聚物水分散體系。乙烯-醋酸乙烯共聚物也稱為乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA），是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得。根據(jù)醋酸乙烯含量的不同，我國將乙烯與醋酸乙烯共聚物分為：EVA樹脂、EVA橡膠和VAE乳液。EVA樹脂：醋酸乙烯含量小于40％；EVA橡膠：醋酸乙烯含量40％～70％，很柔韌，富有彈性特征；VAE乳液：醋酸乙烯含量在70％～95％，通常呈乳液狀態(tài)，外觀呈乳白色或微黃色。

第72頁/共165頁乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA聚合方法高壓本體（塑料用）溶液（PVC加工助劑）乳液（粘合劑）、懸浮聚合。乙酸乙烯含量高于30%的采用乳液聚合，乙酸乙烯含量低的就用高壓本體聚合。第73頁/共165頁健康危害：對眼睛和皮膚有刺激作用。皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動清水沖洗。眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。吸入：脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。就醫(yī)。食入：飲足量溫水，催吐。就醫(yī)。

燃爆危險(xiǎn)：本品可燃，具刺激性。EVA特性耐水性：密閉泡孔結(jié)構(gòu)、不吸水、防潮、耐水性能良好。耐腐蝕性：耐海水、油脂、酸、堿等化學(xué)品腐蝕，抗菌、無毒、無味、無污染。加工性：無接頭，且易于進(jìn)行熱壓、剪裁、涂膠、貼合等加工。防震動：回彈性和抗張力高，韌性高，具有良好的防震/緩沖性能。保溫性：隔熱，保溫防寒及低溫性能優(yōu)異，可耐嚴(yán)寒和曝曬。隔音性：密閉泡孔，隔音效果好。第74頁/共165頁EVA樹脂特點(diǎn)具有良好的柔軟性，橡膠般的彈性，在-50℃下仍能夠具有較好的可撓性，透明性和表面光澤性好，化學(xué)穩(wěn)定性良好，抗老化和耐臭氧強(qiáng)度好，無毒性。與填料的摻混性好，著色和成型加工性好。用途據(jù)乙酸乙烯含量不同其產(chǎn)品形式有薄膜、電線電纜、LDPE改性劑、熱熔粘合劑、涂層制品、薄膜（包括農(nóng)用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，發(fā)泡制品等。如：食品包裝薄膜、電力電線絕緣皮包、家用電器配件、窗密封材料玩具、泡沫塑料拖鞋、涼鞋、建筑材料等第75頁/共165頁EVA薄膜EVA薄膜EVA發(fā)泡鞋材EVA制品第76頁/共165頁

VAE乳液的特性

VAE乳液是以醋酸乙烯和乙烯單體為基本原料，與其它輔料通過乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。通常呈乳液狀態(tài)，外觀呈乳白色或微黃色粘稠液體，醋酸乙烯含量在70％～95％。VAE乳液主要用于膠粘劑、涂料、水泥改性劑和紙加工，具有許多優(yōu)良的性能。

永久的柔韌性，無毒無味，綠色環(huán)保；較好的耐（弱）酸堿性；良好的耐紫外線老化、耐候性和耐水性；良好的混容性、成膜性（＜5℃）、粘接性（纖維、木材、紙、塑料、油漆、鋁箔、水泥、陶瓷、玻璃、磚、混凝土等）。第77頁/共165頁EVA水泥防水混凝土的特性良好的力學(xué)性能和較好的抗裂性能

與相同配合比的普通水泥混凝土比，EVA聚合物水泥防水混凝土抗壓強(qiáng)度提高，抗拉強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度提高1.5倍左右。良好的防水抗?jié)B性能

EVA聚合物分子鏈上的極性基團(tuán)對水有一定的吸附作用，在水的作用下，適度交聯(lián)的聚合物仍有一定的遇水溶脹作用使水泥石孔隙中的聚合物發(fā)生體積膨脹，阻止水進(jìn)一步的滲透，使混凝土具有良好的防水抗?jié)B性能。良好的濕態(tài)粘結(jié)性

聚合物分子鏈上的極性基團(tuán)與水泥無機(jī)相產(chǎn)生化學(xué)吸附作用，可提高兩相的粘結(jié)力。這在已發(fā)生滲漏和潮濕的工作面上施工具有特殊的意義。第78頁/共165頁應(yīng)用

EVA水泥防水混凝土既可用作一般防水工程的防水抗?jié)B處理，也可用作潮濕工作面及有一定慢滲水壓的已滲漏防水工程的防水、防滲維修。第79頁/共165頁三、環(huán)氧聚合物乳液水泥防水混凝土

環(huán)氧聚合物乳液

環(huán)氧聚合物乳液是將環(huán)氧樹脂單體在水中進(jìn)行乳液聚合而獲得的，乳液中聚合物粒子很小，是低分子化合物。通常環(huán)氧聚合物是雙組分的，一個組分含環(huán)氧樹脂，另一個組分含固化劑。兩個組分一般都配制成乳液；也可配制時加入一定的乳化劑，當(dāng)它們與水混合時才形成乳液從而分散在水泥漿體中。最常用的環(huán)氧樹脂是雙酚A環(huán)氧樹脂雙酚A環(huán)氧樹脂，當(dāng)環(huán)氧樹脂與固化劑配比（一般按官能團(tuán)的摩爾比進(jìn)行配比）適當(dāng)，固化得到的環(huán)氧樹脂的強(qiáng)度及耐久性比較好。第80頁/共165頁

雙酚A環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂：o

分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)(—C—C—),而相對分子質(zhì)量較低的有機(jī)高分子化合物。雙酚A環(huán)氧樹脂是二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂的簡稱，屬于縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂，由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。大多數(shù)的分子是含有兩個環(huán)氧基端的線型結(jié)構(gòu)。少數(shù)分子可能支化，極少數(shù)分子終止的基團(tuán)是氯醇基團(tuán)而不是環(huán)氧基。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。第81頁/共165頁雙酚A環(huán)氧樹脂的特性平均相對分子質(zhì)量：300~7000。外觀近乎無色或淡黃色透明粘稠液體或片狀脆性固體。熱塑性線型聚合物，但具有熱固性，受熱時液體樹脂粘度變低，固體樹脂軟化或熔融。能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優(yōu)異的固化物，在土木建筑上它可作為涂料、膠粘劑等。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學(xué)性能，優(yōu)異的強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度，介電性能良好，成型性好，硬度高，柔韌性較好；對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，耐腐蝕；

但耐濕熱性和耐候性差。

第82頁/共165頁防水機(jī)理

配制防水混凝土?xí)r，各組分材料混合以后，在水泥水化的同時，小分子環(huán)氧樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)生成交聯(lián)的體形大分子。聚合形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穿插水泥硬化漿體中，與水泥形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了防水混凝土的強(qiáng)度及抗?jié)B性。特性

環(huán)氧聚合物乳液防水混凝土的抗折、抗拉強(qiáng)度比普通混凝土提高近1倍，收縮率為普通混凝土的40%左右；混凝土的抗?jié)B性有較大的提高。環(huán)氧聚合物乳液防水混凝土的聚灰比為0.10～0.20。第83頁/共165頁

2.6其它類型防水混凝土

2.6.1高性能混凝土高性能混凝土

20世紀(jì)80年代末90年代初才出現(xiàn)的，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上，以耐久性作為設(shè)計(jì)主要指標(biāo)，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。配制特點(diǎn)低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，并除水泥、水、集料外，必須摻加足夠數(shù)量的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料和高效減水劑。高性能混凝土因其很低的水膠比和相對較好的勻質(zhì)性使得其滲透性非常小，具有較好的防水功能。第84頁/共165頁一、高性能混凝土的微觀結(jié)構(gòu)與抗?jié)B機(jī)理

改善孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性水灰比很低的高性能混凝土中，水泥石的孔隙率很低，水的滲透通道較少，因而混凝土的抗?jié)B性得到了較大的提高；礦物摻合料一般較水泥顆粒細(xì)，這樣，礦物摻合料的摻入有利于膠凝材料體系緊密堆積的形成；隨著水化齡期的發(fā)展，在后期礦物摻合料將同Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物及未反應(yīng)的細(xì)顆粒可填充水泥石的毛細(xì)孔，使混凝土毛細(xì)孔徑更小，有害大孔大為減少，無害或少害的小孔或微孔增多，孔結(jié)構(gòu)得到改善，有利于混凝土抗?jié)B性能的提高。第85頁/共165頁界面過渡區(qū)得到改善和加強(qiáng)，具有較好抗?jié)B性低水灰比提高了水泥石的強(qiáng)度和彈性模量，使水泥石和集料間彈性模量差距減少，因而使界面處水膜層厚度減少，晶體生長的自由空間減少；摻入的礦物摻合料和Ca(OH)2反應(yīng)，會增加C-S-H凝膠和鈣礬石，減少Ca(OH)2含量，并且干擾水化產(chǎn)物的結(jié)晶，因此水化產(chǎn)物顆粒尺寸變小，富集程度和取向程度下降，硬化后的界面過渡層孔隙率也下降；粒徑小于1μm的礦物摻合料顆粒對界面過渡區(qū)孔隙的填充作用使過渡區(qū)更加密實(shí)。在普通混凝土中，界面過渡區(qū)相互連通，成為混凝土滲水的主要通道。第86頁/共165頁二、高性能混凝土的物理力學(xué)性能及耐久性優(yōu)異的耐久性

任何強(qiáng)度等級的混凝土都可以做成高性能混凝土。高性能混凝土在新拌狀態(tài)時，應(yīng)具有良好的工作性；在水化硬化早期，其沉降收縮和水化收縮小、溫升低，硬化過程中干縮小，以達(dá)到混凝土內(nèi)不產(chǎn)生初始裂縫；硬化后體積穩(wěn)定、滲透性低，以保證高性能混凝土的耐久性。有很高的抗?jié)B性降低水灰比可減少混凝土內(nèi)的滲水通道，從而提高混凝土的抗?jié)B性。高性能混凝土用抗水滲實(shí)驗(yàn)測定其抗?jié)B性時，在很大水壓下滲水都很小甚至不滲水。第87頁/共165頁三、高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

嚴(yán)格控制高性能混凝土的原材料質(zhì)量。必須采用強(qiáng)制攪拌，并適當(dāng)延長攪拌時間。因流動性很高，易于流平和密實(shí)，不需要強(qiáng)力振搗。早期強(qiáng)度并不比同強(qiáng)度普通混凝土低（因水膠比低，雖摻入較多的礦物摻合料）。要盡早保水養(yǎng)護(hù)，否則影響混凝土強(qiáng)度，還會開裂，影響耐久性能。第88頁/共165頁2.6.2纖維混凝土

纖維混凝土

以普通混凝土為基材，外摻各種短纖維材料增強(qiáng)而制成的一種新型混凝土材料。常用纖維

聚丙烯纖維、鋼纖維、杜拉纖維等。纖維混凝土發(fā)展美國上世紀(jì)90年代初研制出微纖維混凝土，后迅速發(fā)展，其中應(yīng)用最多的是聚丙烯纖維混凝土。如今美國新建地下室和屋面混凝土中大多采用聚丙烯纖維混凝土，國內(nèi)亦開始在防水工程中得到成功應(yīng)用。第89頁/共165頁聚丙烯纖維混凝土

是把一定量的聚丙烯纖維聚丙烯纖維加入到混凝土的原材料中，經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，纖維受到水泥、砂石和水的沖擊混合，均勻分布在混凝土中形成的一種高性能混凝土。聚丙烯纖維混凝土(PolypropyleneFiberConcrete,簡稱PPFC)是近年來迅速發(fā)展起來的一種優(yōu)良且應(yīng)用廣泛的新型復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用于水利、交通、城市建設(shè)等工程中。第90頁/共165頁聚丙烯纖維聚丙烯纖維是一種新型的混凝土增強(qiáng)纖維,被稱為混凝土的“次要增強(qiáng)筋”。經(jīng)改性處理摻入混凝土中,可明顯改善其韌性,有時還能改善強(qiáng)度指標(biāo),增強(qiáng)抗?jié)B能力。特性乳白色、無味、無毒,耐酸堿,表面疏水,化學(xué)穩(wěn)定性好;主要缺點(diǎn)是分散性能差、與基體間的粘結(jié)力差。第91頁/共165頁美國杜拉纖維(Durafiber)美國希爾兄弟化工公司的產(chǎn)品,是以聚丙烯為原料，經(jīng)特殊工藝制成的聚丙烯單絲短纖。有效提高混凝土抗裂、抗?jié)B、抗凍、耐磨性能及抗沖擊韌性，增加其延性。防止或抑制裂縫的形成及發(fā)展，對改善混凝土結(jié)構(gòu)、提高混凝土的耐久性、保障工程質(zhì)量、延長工程壽命均有顯著意義。廣泛用于地下工程、屋面、墻體、地面及道路和橋梁工程的防水在國內(nèi)一千多個各類工程得到了成功的應(yīng)用，取得了較好的工程效果和經(jīng)濟(jì)效益。第92頁/共165頁聚丙烯纖維的物理性能相對密度：0.91熔點(diǎn)：165℃燃點(diǎn)：593℃拉伸極限：15％抗拉強(qiáng)度：275MPa含濕量：＜0.1%彈性模量：3793Mpa細(xì)度：0.048mm耐酸堿性極高、無毒，幾乎不吸水，導(dǎo)熱（電）性差第93頁/共165頁纖維混凝土防水機(jī)理纖維混凝土：主要通過抗裂達(dá)到防水目的。微纖維分散了混凝土的定向拉應(yīng)力，有效抑制混凝土早期干縮微裂及離析裂的產(chǎn)生和連通發(fā)展，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性；

每公斤聚丙烯纖維連起來的總長度可繞地球10多圈，若分布在1m3的混凝土中，則可有近20千萬條纖維絲，故能在混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種均勻的亂向支撐體系。當(dāng)微裂縫在細(xì)裂縫發(fā)展的過程中，必然碰到多條不同向的微纖維，由于遭到纖維的阻擋，消耗了能量，難以進(jìn)一步發(fā)展。

聚丙烯纖維體積摻量為0．05％(約0.5kg／m3)的混凝土抗裂能力提高了近70％。第94頁/共165頁纖維混凝土防水機(jī)理減少泌水，使毛細(xì)孔隙尺寸減小均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的離析，從而使混凝土中直徑為50～100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，由此可以極大地提高混凝土的抗?jié)B能力。

0.05％體積摻量的聚丙烯纖維比普通混凝土的抗?jié)B能力提高了60％一70％。第95頁/共165頁纖維混凝土特性聚丙烯纖維對抗壓強(qiáng)度影響不大，但其抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗塑性收縮、抗?jié)B、抗凍、抗沖擊、抗腐蝕和耐久性等均有明顯提高。試驗(yàn)表明：與普通混凝土相比，聚丙烯纖維體積摻量為0.05％（約0.5kg/m3）的混凝土抗裂能力提高了近70％，抗?jié)B能力提高了60%～70％。應(yīng)用

聚丙烯纖維加高效減水劑的防水方案，防水效果較可靠、施工最為便易，可廣泛應(yīng)用于地下室工程、層面、貯水池、腐化池等工程中。第96頁/共165頁纖維混凝土應(yīng)用道路、機(jī)場、橋梁、水工、港口、鐵路、礦山、隧道、水泥井蓋及工民建筑等。對抗拉、抗剪、抗折強(qiáng)度和抗裂、抗沖擊、抗震、抗暴等要求較高的結(jié)構(gòu)工程或局部部位。第97頁/共165頁在C60砼中聚丙烯纖維。其中聚丙烯指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度400MPa，長徑比750～900，斷裂伸長率8.2％。實(shí)驗(yàn)梁編號一二三四五纖維摻入量(vol）砼抗壓強(qiáng)度/Mpa砼抗折強(qiáng)度/Mpa初裂荷載/kN破壞荷載/kN平均裂紋間距/mm0.065.37.6572.82952570.567.68.6988.33171800.768.98.9796.63421640.970.89.6199.83561431.170.89.6399.8359138

經(jīng)濟(jì)合理的聚丙烯纖維摻入量應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際和試驗(yàn)來確定。一般為0.5～1.5kg/m3，不宜超過2kg／m3，否則將影響纖維的分散性和混凝土的抗壓強(qiáng)度。第98頁/共165頁

實(shí)例1：廣州新中國大廈地下室工程廣州新中國大廈是一座集商業(yè)、娛樂、辦公、旅游業(yè)于一體的面積約為17萬m2的綜合大廈，結(jié)構(gòu)總層數(shù)為56層，其中地下室為5層。地下室底板面相對標(biāo)高為－17.65m，是國內(nèi)高層建筑中較深的地下室之一。地下室防水方案全底板均采用在C60混凝土摻0.08％的聚丙烯微細(xì)纖維混凝土施工。實(shí)際情況表明：整個大面積的底板未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫、效果良好。實(shí)例2：廣州南方房產(chǎn)實(shí)業(yè)大廈地下工程

大廈地下室底板及壁板添加聚丙烯纖維混凝土均為C40S8，防水效果良好。第99頁/共165頁杜拉纖維混凝土工程應(yīng)用實(shí)例

(1)廣州市50層的中心廣場大廈，共有4層地下室，每層面積為7500m2

，用杜拉纖維摻量為0.4kg/m3纖維混凝土澆筑各地下室的底板、側(cè)墻、樓板等，解決了剛性本體防水、抗裂問題。(2)廣州市文德廣場大廈7000m2的防水屋面采用杜拉纖維混凝土，杜拉纖維摻量為0.6kg/m3.(3)深圳怡寶蒸餾水水廠7000時廠房防水屋面施工，杜拉纖維摻量0.8kg/m3第100頁/共165頁聚丙烯纖維為混凝土裂縫克星？合成纖維對抑制混凝土塑性裂縫確實(shí)較為有效，但對混凝土的后期干縮裂縫作用不大，對溫度裂縫很難有所作為。例：某泄洪洞施工中“襯砌為C50混凝土”設(shè)計(jì)厚度為80～100cm，但由于超挖實(shí)際平均厚度約為160cm，由于硅粉混凝土出現(xiàn)了大量裂縫，為減少裂縫使用了從新加坡進(jìn)口的合成纖維，但在拆模后3～5d觀測，同樣出現(xiàn)大量裂縫,后來采用內(nèi)部循環(huán)水冷卻方法混凝土幾乎沒有再出現(xiàn)裂縫。注意纖維混凝土在實(shí)際施工過程中“坍落度損失較快“，粘性較大，“致使長運(yùn)輸后”較難入倉。這樣容易導(dǎo)致施工現(xiàn)場人員在入倉口或者攪拌運(yùn)輸車內(nèi)加入水造成強(qiáng)度不穩(wěn)定。第101頁/共165頁噴混凝土干（濕）噴混凝土中不宜摻入聚丙烯纖維少數(shù)纖維在混凝土中不易分散“在噴混凝土中存在少量結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；聚丙烯纖維在噴出后四處飄散，大量纖維不能和混凝土一同噴到噴射面上，同時纖維在噴到噴射面上的混凝土對混凝土產(chǎn)生了架空作用，使噴混凝土容易呈米花糖狀或者蜂窩狀。在小灣工程的噴混凝土施工實(shí)踐中得到證實(shí)。第102頁/共165頁選擇纖維的盲目性目前我國對專為混凝土所用的合成纖維尚未有統(tǒng)一的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。塑性、耐老化、伸長率纖維首先應(yīng)當(dāng)具有較好的施工適應(yīng)性在拌和過程中纖維的易分散性纖維對混凝土坍落度的影響纖維在硬化混凝土中的分散性以及排列情況第103頁/共165頁

2.7防水砂漿

2.7.1防水砂漿概述

一、防水砂漿及作用用于制作結(jié)構(gòu)防水層的砂漿稱為防水砂漿。砂漿防水（又稱抹面防水）是一種剛性防水層防水，是混凝土結(jié)構(gòu)自防水的輔助防水形式。在構(gòu)筑物表面抹一層或幾層防水砂漿，防止結(jié)構(gòu)自防水（防水混凝土）工程施工中產(chǎn)生的缺陷而滲水、漏水。二、防水機(jī)理防水砂漿是通過嚴(yán)格的操作技術(shù)或摻入適量的防水劑、高分子聚合物等材料，以提高砂漿的密實(shí)性和憎水性，從而達(dá)到抗?jié)B防水目的。第104頁/共165頁三、防水砂漿分類

據(jù)防水砂漿施工方法分高壓噴槍機(jī)械施工具有較高的密實(shí)性，能夠增強(qiáng)防水效果。人工抹壓依靠特定外加劑（如聚合物、膨脹劑等），提高砂漿密實(shí)性、抗裂性、憎水性而達(dá)到防水抗?jié)B目的。第105頁/共165頁四、防水砂漿的基層要求

防水砂漿剛性防水層同基層的牢固結(jié)合是保證其達(dá)到設(shè)計(jì)防水功能的關(guān)鍵。防水砂漿涂抹的剛性防水層（特別是背面防水時），總要受到一定的水壓力；而剛性防水層本身較薄，承載能力有限，通常是依靠其同承重結(jié)構(gòu)部分（基層）牢固結(jié)合而共同承受荷載的?；鶎右鬄榛炷粱虼u石砌體墻面?；炷恋膹?qiáng)度等級≮C20；磚石結(jié)構(gòu)砌筑砂漿強(qiáng)度≮M7.5；基層應(yīng)保持濕潤、清潔、平整、堅(jiān)實(shí)、粗糙。當(dāng)年平均氣溫＜15℃時，一般建筑物設(shè)置變形縫的間距應(yīng)＜30m。第106頁/共165頁五、防水砂漿特性和應(yīng)用

特性

從40年代水泥防水砂漿開始在我國地下工程應(yīng)用以來，我國防水砂漿品種日益增多，并廣泛應(yīng)用。與卷材、防水混凝土等防水材料相比：有一定防水功能且施工操作簡便、造價低、易修補(bǔ);但其韌性差，較脆、極限抗拉強(qiáng)度低，適應(yīng)變形能力差，承受不住由于干縮、溫差及振動等引起的變形，易受基層體積變化影響而開裂。聚合物水泥防水砂漿具有相對較高的抗拉強(qiáng)度和韌性，提高了防水砂漿的抗裂韌性，聚合物的摻入雖改善了砂漿的性能，但未能改變剛性防水材料的基本性質(zhì)，仍存在著隨基層開裂而開裂的缺點(diǎn)。第107頁/共165頁應(yīng)用

適用于結(jié)構(gòu)剛度較大、建筑物變形小、埋置深度不大，使用時不會因結(jié)構(gòu)沉降，溫度、濕度變化及受振動等產(chǎn)生有害裂縫的地面及地下防水工程。作為附加防水層，用于有防水防潮要求的地下工程混凝土結(jié)構(gòu)的迎水面、背水面，以彌補(bǔ)大面積混凝土施工中出現(xiàn)的蜂窩、麻面等不密實(shí)缺陷，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的防水性。除聚合物水泥防水砂漿外，其它防水砂漿均不宜用在長期受沖擊荷載和較大振動作用下的防水工程、有侵蝕介質(zhì)存在的腐蝕性環(huán)境及＞100℃高溫環(huán)境和遭受反復(fù)凍融的磚砌工程。第108頁/共165頁

2.7.2幾種常用的防水砂漿

一、外加劑防水砂漿

外加劑防水砂漿是在水泥砂漿中摻入外加劑配制而成的。外加劑種類（按防水機(jī)理分）改善抗?jié)B性外加劑多為無機(jī)化合物，其本身或是與水泥的水化產(chǎn)物反應(yīng)形成新的產(chǎn)物能填充砂漿內(nèi)毛細(xì)孔管道，減少孔隙率，改善砂漿的抗?jié)B性，提高其防水性能。賦予憎水性外加劑多為有機(jī)物質(zhì)（如有機(jī)硅防水劑），可使砂漿內(nèi)的毛細(xì)孔由親水性變?yōu)樵魉?，減少水通過毛細(xì)孔的滲透，提高砂漿的抗?jié)B水能力。第109頁/共165頁防水砂漿常用外加劑氯化物金屬鹽類防水劑氯化鐵防水劑皂類防水劑無機(jī)鋁鹽防水劑水玻璃礬類防水劑等。應(yīng)用于防水砂漿的不同外加劑品種及防水機(jī)理見表2.15所示。第110頁/共165頁表2.15用于防水砂漿的防水劑品種及防水機(jī)理品種主要成分防水機(jī)理氯化物金屬鹽類防水劑氯化鈣、氯化鋁

與水泥和水反應(yīng)生成氯硅酸鈣、氯鋁酸鈣等水合結(jié)晶物，填充砂漿中孔隙，增強(qiáng)防水性能氯化鐵防水劑氯化鐵、氯化亞鐵

氯化鐵、氯化亞鐵