第一节　水泥基渗透结晶型防水材料的基本介绍

随着人们的环境保护意识的逐步提高，无机环保型防水材料应用范围越来越广，水泥基渗透结晶型防水材料已逐渐成为地下混凝土结构防水堵漏工程的主要新型防水材料。

水泥基渗透结晶型防水材料产品在与水拌和后，可配制成刷涂在水泥混凝土表面的浆料，从而形成防水涂层；亦可将其以干粉的形式撒覆并压入尚未完全凝固的水泥混凝土表面或者直接将其用作防水剂掺入到混凝土中以增强混凝土的抗渗性能。

水泥基渗透结晶型防水材料现已发布了适用于以硅酸盐水泥为主要成分，掺入一定量的活性化学物质制成的，用于水泥混凝土结构防水工程的，粉状水泥基渗透结晶型防水材料的GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准。此标准的发布，对水泥基渗透结晶型防水材料的广泛应用起到了很好的规范和推动作用。

一、定义和类型

1．水泥基渗透结晶型防水材料的定义

水泥基渗透结晶型防水材料（cementitions capillary crystalline water proofing materials，CCCW）是指其与水作用后，材料中含有的活性化学物质以水为载体在混凝土中渗透，与水泥水化产物生成不溶于水的针状结晶体，填塞毛细孔道和微细缝隙，从而提高混凝土致密性与防水性的一类用于水泥混凝土的刚性防水材料。

水泥基渗透结晶型防水材料中的活性化学物质是指由碱金属盐或碱土金属盐、络合化合物等复配而成的，具有较强的渗透性，能与水泥的水化产物发生反应生成针状晶体的一类化学物质。

2．水泥基渗透结晶型防水材料的类型

水泥基渗透结晶型防水材料按其使用方法的不同，可分为水泥基渗透结晶型防水涂料（其代号为：C）和水泥基渗透结晶型防水剂（其代号为：A）两大类产品。

（1）水泥基渗透结晶型防水涂料　水泥基渗透结晶型防水涂料是指以硅酸盐水泥、石英砂为主要成分，掺入一定量活性化学物质制成的，经与水拌和后调配成可刷涂或喷涂在水泥混凝土表面的浆料，亦可采用干撒压入未完全凝固的水泥混凝土表面的一类粉状水泥基渗透结晶型防水材料。

水泥基渗透结晶型防水涂料品种繁多，下面举例介绍几种具有不同性能特征的水泥基渗透结晶型防水涂料产品。

① 堵漏型水泥基渗透结晶型防水涂料　堵漏型水泥基渗透结晶型防水涂料是指在水泥基渗透结晶型防水涂料成分中添加速凝剂，并适当使用早强成分的外加剂，或者使用快凝快硬水泥（通常也称为双快水泥）代替硅酸盐水泥，从而制得凝结和强度增长都非常快的一类水泥基渗透结晶型防水涂料。这类产品在满足堵漏施工的同时，能够随着堵漏时间的延长而使堵漏材料逐步密实，并向混凝土基层中渗入活性物质，提高混凝土基层的抗渗性，增加堵漏施工的安全系数。

② 早强型水泥基渗透结晶型防水涂料　早强型水泥基渗透结晶型防水涂料是指在水泥基渗透结晶型防水涂料成分中添加早强剂，或者使用早强型水泥代替硅酸盐水泥，从而制得强度增长快的一类水泥基渗透结晶型防水涂料。这类产品在保持渗透结晶型防水涂料的特征下，由于其强度增长快，故有利于防水施工速度的提高和方便某些防水施工操作。

③ 复合型水泥基渗透结晶型防水涂料　复合型水泥基渗透结晶型防水涂料是指在归属于刚性防水材料的水泥基渗透结晶型防水涂料成分中增加具有柔韧性的有机聚合物（如添加适量可再分散乳胶粉等），从而制得具有弹性涂膜的一类水泥基渗透结晶型防水涂料。这类产品除了具有水泥基渗透结晶型防水涂料的特征外，涂膜还具有很好的柔韧性和防水性的特征。

（2）水泥基渗透结晶型防水剂　水泥基渗透结晶型防水剂是指以硅酸盐水泥和活性化学物质为主要成分制成的，掺入到水泥混凝土拌合物中使用的一类粉状水泥基渗透结晶型防水材料。

目前的建筑防水剂，从防水原理上可分为三类。第一类是防水剂的作用从堵塞建材毛细孔，降低孔隙率着手。由于建材与防水剂接触部位的密度增加，使抗渗性得到提高，从而达到抗渗防水的目的，这是一种永久性的功能。但由于防水剂不改变建材表面的分子结构，故水滴在建材表面仍显示湿润现象，其防水效果不能直观见到，需通过测定试件在使用防水剂前后的抗渗性能，从对比结果来了解。第二类以有机硅防水剂为代表，防水剂在硅质建材表面与羟基脱水交联，通过Si—O—Si基团朝向硅质建材，甲基基团向外而形成憎水层。此种状态的建材，毛细孔依然存在，气态水作用依然存在，进行洒水试验可以看到水在建材表面形成滚动的水珠，而不能侵入建材的现象。第三类以各种高分子乳液为代表，它们在建材表面脱水形成致密连续的防水膜，隔绝雨水与建材的接触。它不同于第二类的疏水处理，而是密封处理。由于高分子膜不同，水与膜所形成的湿润角大小不同，故水洒在其表面呈不同球状的水滴。

堵塞毛细孔，提高建材抗渗性的防水剂又有两种类型，一种是结晶型，另一种就是渗透结晶型。结晶型以氯化物金属盐为代表，此种防水剂含有活性金属离子（阳离子），在水泥中可生成一系列不溶性盐堵塞于毛细孔中，防水剂被消耗，金属离子不能继续迁移，故称为结晶型防水剂，这种防水剂必须掺入水泥中使用。有些防水剂含有活性阴离子，在遇到水泥中的钙、镁等离子时生成不溶性盐，同时产生结晶，它们可以掺入水泥使用，也可以涂刷于建材表面。此类防水剂称渗透结晶型防水剂。

水泥基渗透结晶型防水材料（A型）防水剂的主要成分与（C型）防水涂料基本相同，是一种无毒、无害、无污染的环保型粉状刚性防水材料。

混凝土是一种非匀质材料，从微观结构上看属于多孔体，这些空隙是造成混凝土渗漏水的主要原因。水泥基渗透结晶型防水剂掺入混凝土后，与水泥的化合生成物发生化学反应，产生氢氧化铝、氢氧化铁等胶体物质堵塞混凝土内的毛细通道和空隙，降低混凝土的空隙率，提高其密实性，同时还生成具有一定膨胀性的结晶体水泥硫铝酸钙，它不但具有填充、堵塞毛细孔隙的作用，还具有一定的膨胀性能，可减少或消除混凝土体积收缩，提高混凝土的抗裂性。

水泥基渗透结晶型防水材料（A型）防水剂的主要成分有高活性化学物质，掺入水泥砂浆和混凝土中，在水泥水化过程中能形成结晶体，封闭砂浆或混凝土内的细微裂缝和毛细通道，将水泥石和骨料牢固地结合在一起，并成为砂浆和混凝土的一部分，在潮湿或受水侵蚀的环境中，它将会继续起水化作用，使砂浆和混凝土的强度和抗渗性得到进一步的加强。因此，掺入水泥基渗透结晶型防水材料（A型）防水剂的水泥砂浆和混凝土具有良好的防水、防冻、防腐、高强度、抗裂性、耐久等物理性能，真正达到了防水防腐作用。主要适用于工业与民用建筑、地下结构等工程的防水、防潮、抗渗。

二、水泥基渗透结晶型防水材料的技术性能要求

（一）相关标准对水泥基渗透结晶型防水材料产品提出的技术性能要求

1．GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准对其提出的技术性能要求

（1）水泥基渗透结晶型防水材料产品按产品名称和标准号的顺序标记。如：水泥基渗透结晶型防水涂料的标记为：“CCCW-C-GB 18445—2012”。

（2）水泥基渗透结晶型防水材料的一般要求是：产品不应对人体、生物、环境与水泥混凝土性能（尤其是耐久性）造成有害的影响，所涉及与使用有关的安全与环保问题，应符合我国相关标准和规范的规定。

（3）水泥基渗透结晶型防水材料的技术要求如下：①水泥基渗透结晶型防水涂料应符合表1-1的规定；②水泥基渗透结晶型防水剂应符合表1-2的规定。

① 基准砂浆和基准混凝土28d抗渗压力应为0.4MPa，并在产品质量检验报告中列出。

① 基准混凝土28d抗渗压力应为0.4MPa，并在产品质量检验报告中列出。

表1-1、表1-2中的去除涂层的抗渗压力是指将基准试件表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后，在规定养护条件下养护至28d，去除涂层后进行试验所测定的抗渗压力；第二次抗渗压力是指水泥基渗透结晶型防水材料的抗渗试件经第一次抗渗试验透水后，在标准养护条件下，带模在水中继续养护至56d，进行第二次抗渗试验所测定的抗渗压力。

2．GB 50208—2011《地下防水工程质量验收规范》国家标准对其提出的技术性能要求

水泥基渗透结晶型防水涂料的质量指标应符合表1-3的规定。

3．JGJ/T 212—2010《地下工程渗漏治理技术规程》建筑工程行业标准对其提出的技术性能要求

水泥基渗透结晶型防水涂料的性能指标应符合表1-4的规定，并应按现行国家标准《水泥基渗透结晶型防水材料》（GB 18445—2012）的规定进行检测。

4．CECS 195：2006《聚合物水泥、渗透结晶型防水材料应用技术规程》中国工程建设标准化协会标准对粉状渗透结晶型防水材料提出的技术性能要求

（1）粉状渗透结晶型防水材料应为无杂质、无结块的粉末。

（2）粉状渗透结晶型防水材料的物理力学性能应符合表1-5的要求。

5.HJ 456—2009《环境标志产品技术要求　刚性防水材料》国家环境保护标准对其提出的技术性能要求

（1）水泥基渗透结晶型防水材料的基本要求是：①水泥基渗透结晶型防水材料的质量应符合GB 18445—2012的要求；②产品生产企业污染物排放应符合国家或地方规定的污染物排放标准的要求。

（2）水泥基渗透结晶型防水材料的技术内容要求如下：①产品中不得人为添加铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、硒（Se）、砷（As）、锑（Sb）、六价铬（Cr6＋）等元素及其化合物；②产品的内、外照射指数均不大于0.6；③产品有限物限值应符合表1-6要求；④企业应建立符合GB/T 16483—2008要求的原料安全数据单（MSDS），并可向使用方提供。

（二）水泥基渗透结晶型防水材料部分技术性能指标的意义

1．水泥基渗透结晶型防水材料的均质性指标

水泥基渗透结晶型防水材料的均质性指标有含水率、总碱量、氯离子含量、细度等，这些试验项目是反映生产企业质量管理水平与产品质量稳定性的重要指标。

水泥基渗透结晶型防水材料一般是以粉状形式供应用户的，因此含水率的高低会影响到产品的储存与使用性能，所以应加以控制。

氯离子对钢筋有锈蚀作用，所以也应加以控制。

碱集料的反应可导致混凝土的破坏，混凝土中的碱主要由水泥、集料、外加剂等材料带入，因此，严格降低混凝土中的总碱量，则可以提高建筑物和构筑物的耐久性。

各生产企业掺合料的细度差别较大，所以也应加以控制。

2．水泥基渗透结晶型防水涂料的物理力学性能指标

水泥基渗透结晶型防水涂料的物理力学性能指标有施工性、抗折强度、抗压强度、湿基面黏结强度、砂浆抗渗性能、混凝土抗渗性能等。

水泥基渗透结晶型防水涂料是刷涂在水泥混凝土表面，依靠活性化学物质渗入混凝土内部，形成不溶于水的结晶体，从而堵塞毛细孔道而使混凝土致密，同时，涂层与混凝土基层形成一个整体，达到防水、抗渗的目的。由此可见，涂层与基层混凝土的黏结是十分重要的，是形成整体防水的必要前提。按照国家标准，涂层与湿基面的黏结强度应≥1MPa。

抗渗压力可以分为迎水面抗渗压力和背水面抗渗压力，一般防水材料都用作外防水，只需要做迎水面抗渗压力的测试，水泥基渗透结晶型防水涂料既可以用于外防水，又可以用于内防水。故需要做迎水面抗渗压力测试和背水面抗渗压力测试。若进行背水面抗渗压力测试，则会对产品的抗渗性能要求更高。水泥基渗透结晶型防水材料由于其作用是通过“渗透结晶”、“堵塞毛细孔道”来达到抗渗防水的，而这种物理化学反应是在整个使用过程中持续进行的，当混凝土表面在其内部出现微细裂纹时，水泥基渗透结晶型防水材料中的活性化学物质就能“渗透结晶”，从而使已出现的裂纹得到自动愈合。为了能直观表征水泥基渗透结晶型防水材料的自愈能力，一般在进行试验验证过程中，采用两种试验方式：去除涂层的抗渗压力试验和第二次抗渗压力试验。①去除涂层的抗渗压力是指将基准试件表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后，在规定的养护条件下养护至28d，去除涂层后进行试验所测定的抗渗压力，观察其是否“渗透结晶”；②第二次抗渗压力是指水泥基渗透结晶型防水材料的抗渗试件经第一次抗渗试验透水后，在标准养护条件下，带模在水中继续养护至56d，然后进行第二次抗渗试验所测定的抗渗压力，观察其有无抗渗能力。

3．水泥基渗透结晶型防水剂的物理力学性能指标

水泥基渗透结晶型防水剂外掺入混凝土内，可以减少其用水量，具有微膨胀作用，能改善和提高抗压强度，防止钢筋锈蚀，其综合改善混凝土性能的优势是其他防水剂所不具备的。

已掺水泥基渗透结晶型防水剂的混凝土，其物理力学性能包括减水率、含气量、凝结时间差、抗压强度比、收缩率比、混凝土抗渗性能等指标。

三、水泥基渗透结晶型防水材料的性能特点

水泥基渗透结晶型防水材料的主要特征是渗透结晶，一般的表面防水材料在经过一段时间的老化作用后，即可能逐渐丧失它的防水功效，而水泥基渗透结晶型防水材料在水的引导下，以水为载体，借助强有力的渗透性，在混凝土微孔的毛细管中进行传输充盈，发生物化作用，形成不溶于水的结晶体，与混凝土结构结合成为封闭式的防水层整体，堵截来自任何方向的水流及其他液体侵蚀，既达到长久性防水、耐腐蚀的作用，又起到保护钢筋、增强混凝土结构强度的作用。不同生产厂家的不同产品，其性能特点也略有不同，但主要性能特点如下。

1．具有双重的防水性能

水泥基渗透结晶型防水材料所产生的渗透结晶能深入到混凝土结构内部堵塞结构孔缝，无论其渗透深度有多少，都可以在结构层内部起到防水作用；同时，作用在混凝土结构基面的涂层由于其微膨胀的性能，能起到补偿收缩的作用，能使施工后的结构基面同样具有很好的抗裂抗渗作用。

2．具有极强的耐水压能力

能长期承受强水压，部分产品的测试结果表明：在厚50mm、抗压强度为13.8MPa的混凝土试件上，涂刷两层水泥基渗透结晶型防水材料，至少可承受123.4m的水头压力（1.2MPa）。

3．具有独特的自我修复能力

水泥基渗透结晶型防水材料是无机防水材料，所形成的结晶体不会产生老化，晶体结构许多年以后遇水仍能激活水泥，产生新的晶体将继续密实，密封或再密封小于0.4mm的裂缝，完成自我修复的过程。

4．具有防腐、耐老化、保护钢筋的作用

混凝土的化学侵蚀和钢筋锈蚀与水分和氯离子渗入分不开。水泥基渗透结晶型防水材料的渗透结晶和自我修复能力使混凝土结构密实，从而最大程度地降低了化学物质、离子和水分的侵入，保护钢筋混凝土免受侵蚀。

水泥基渗透结晶型防水材料产生的不溶于水的晶体不影响混凝土呼吸的能力，能保持混凝土结构内部的正常透气、排潮、干爽，在保持混凝土内部钢筋不受侵蚀的基础上延长了建筑物的使用寿命。同时，用水泥基渗透结晶型防水材料处理过的混凝土结构还有效地防止了因冻融而造成的剥落、风化及其损害。

5．具有对混凝土结构的补强作用

用水泥基渗透结晶型防水材料施工后的结构，由于它不是晶体结构重新激活，而是未水化水泥被激活，增加了密实度，对结构起到了加强作用，一般能提高混凝土强度的20%～30%。

6．具有长久性的防水作用

水泥基渗透结晶型防水材料所产生的物化反应最初是在工作面表层或临近部位，随着时间的推移逐步向混凝土结构内部进行渗透。各生产企业的产品渗透深度为10～30cm不等（个别生产企业表示其产品渗透深度更大）。在通常情况下，所形成的晶体结构不会被损坏，且性能稳定不分解，防水涂层即使遭受磨损或被刮掉，也不会影响防水效果，因为其有效成分已深入渗透到混凝土结构内部，故其防水作用是长久性的。

7．符合环保标准，无毒、无公害

水泥基渗透结晶型防水材料是一种无毒、无味、无害、无污染的环保型产品，可按环保（绿色）建材的通用标准进行检测。

8．具有施工方法简单、省工省时的优点

水泥基渗透结晶型防水材料施工时对基面要求简单，对混凝土基面不需要做找平层；施工完成后也不需要做保护层。只要涂层完全固化后就不怕磕、砸、撞、剥落及磨损。对渗水、泛潮的基面可随时施工，对新建或正在施工的混凝土基面，在养护期间（水分未完全挥发时）即可同时使用。底板施工若采用干撒法则更为简单（具体参阅第五章第二节内容）。