（材料学专业论文）水泥基渗透结晶型防水材料的研究.pdf

摘要 水泥基渗透结晶型防水材料的研究 专业：材料学 硕士生：刘红叶 指导教师：何廷树教授 摘要 水泥基渗透结晶型防水材料是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材，掺入活 性化学物质而组成的种新型防水材料。掺入的活性化学物质以水作载体向混凝土内部渗透， 与混凝土中未水化的水泥及部分水泥水化产物发生结晶反应，生成不溶于水的结晶体，堵塞毛 细孔道，使混凝土致密、防水。这种防水材料具有粘结力强、抗渗眭能好、自愈合能力强、防 水效果持久、耐老化、耐腐蚀、易施工、对人类无害等特点。 本文是在对水泥基渗透结晶型防水材料的作用机理详细分析的基础上，选用活性物质及相 关辅料，通过j 下交试验优化涂料中各组分含量，成功地研制出了一种以普通硅酸盐水泥为基材 的水泥基渗透结晶型防水涂料p t 防水涂料。按照g b l 8 4 4 5 2 0 0 l ( 水泥基渗透结晶型防 水材料标准) 中的要求，对该涂料进行了一系列的性能检测。 试验结果表明，f t 防水涂料具有如下的性能特点： 具有良好的防水性能，涂刷厚度1 5 - - - 2 0 r a m ，抗渗压力可提高3 倍以上； 在有水的条件下，结晶反应可以不断进行，能实现自愈合、永久陛防水； 具有很强的环境适应性，在p h 值3 0 - - 4 2 0 条件下均可正常使用： 此外本文还进行了p r r 防水涂料与同类型防水材料x y p e x 和防水宝( 二者都是目a 试应 用广泛的防水涂料) 的性能对比试验。结果表明：f t 防水涂料的抗渗压力、自愈合性能及耐 腐蚀等性能指标均达到或已超过e 述两种防水材料的性能指标。 关键词水泥基渗透结晶型防水材料；普通硅酸盐水泥；渗透结晶：防水涂料 西安建筑科技大学硕士学位论文 s t u d i e so nc e m e n t i o u s c a p i l l a r yc r y s t a l l i n ew a t e r p r o o f i n g m a t e r i a l s s p e c i a l t y ：s c i e n c eo f m a t e r i a l s n a m e ：l i u h o n g y e i n s t r u c t o r ：p r o f e s s o rh e t m g s h u c e m e n f i f i o u sc a p i l l a r yc r y s t a l l i n ew a t e r p r o o f i n gc o a t i n g ( a b b r e v i a t e dc c w c ) i san e w t y p eo f c e m e n t - b a s e dw a t e r p r o o f i n gm a t e r i a l s ，w h i c hi sc h a r a c t e d z e db yi t sv e r yg o o da d h e s i v el d e r f o m l a a c e a n di m p e r m e a b i l i t yt ow a t e r , s e l f - r e h a b i l i t a t i n ga b i l i t y , p e m a a n e n tw a t e r p r o o f i n ge f f e c t , g o o da g i n g r e s i s t a n c ea n dc o r r o s i o nr e s i s t a n c e ，s i m p l ec o n s l a u c f i o nm e t h o da n dh a r m l e s st oh u n m a ne t c c c w c c o n s i s t so f o r d i n a r yp o r t l a n dc e m e n t , q u a r t zs a n da n dr e a c t i v es u b s t a n c e sa n do t h e rs u p p l e m e n t a r y i n g r e d i e n t s ，w h o s er e a c t i v es u b s t a n c ec a np e r m e a t ei n t ot h ei n t e m a lp a r to f c o n c r e t es t r u c t u r e s 吐1 r o u g h w a t e ra n d p r o a u e e i n s o l u b l e c r y s t a l sf i l l i n ge a p i u a r yp o r e s o rc r a c ko f t h ec o n c r e t t h r o u g h r e a c t i o nw i t h c e m e n t h y d r a t e s a n d u n h y d r a t e s i nt h i s 球驴e lb a s e do nt h ec o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so ft h ea c t i o nm e c h a n i s mo fc c w c ，b y s e l e c t i n g t h er e a 血v e 嗣_ x 如叮k e sa n di n t e r r e l a t e d s u p p l e m e n t a r yi n g r e d i 锄 a n d u s i n g c r o s s - e x p e r i m e n t m e a n st oo p t i m i z et h ec o n l e n to f e a c h c o m p o n e n t i n w a t e r p r o o f i n gc o a l i n g ，at y p e o f c e m e n t i f i o u sc a p i l l a r yc r y s t a l l i n ew a t e r p r o o f i n gc o a t i n gb a s e do i l0 1 曲r y p o r t l a n dc e m e n t , i e p t w a t e r p r o o f i n gc o a t i n g ，w 舶s l l c i x s s 如u yd e v e l o p e d t h ep e r f o r m a n c e so fp tw a t e r p r o o f i n gc o a t i n g w e r e t e s t e d i n a c c o r d a n c e w i t h g b l 8 4 4 5 - 2 0 0 1 t h et e s tr e s u l t si n d i c a t e st h a tp t c o a t i n g h a st h e f o l l o w i n ga d v a n t a g e s ： t h ew a t e r p m o f i n ge f f e c ti sr e m a r k a b l e b r u s h e dw i t ht h et h i c k n e s so f1 5 - 2 0 r a m i tc a n i m p r o v e t h e i m p e r m e a b i l i t y p r e s s u r e 叩3 t i m e s t h a t o f b l a n k m n p l e s ； t h e c r y s t a l l i n el e a 商o n c a nc o n t i n u o u s l yc a r r yo u t , s e a l i n gt h ec r a c ka n d w a t e r p r o o f i n gf o r e v e ri f w a t e ri se x i s t e n t ； v e r yg o o d e n v i r o n m e n t a la d a p t a b u i t y , a n dc a nb et l s o a sn o r m a la tp n3 o 一1 2 o ： m o r e o v e r , t h ec o n t r a s tt e s t so f t h ep e r f o n m n e eo fp tc o a 血a gw i t ht w ok i n d so f w i d e l yu s e d w a t e r p r o o f i n gc o a t i n gx y p e x a n dc o p r o xw a l s oc a r d e do u ti nt h i sp a p e r t e s tr e s u l t ss h o w t h a tt h e p r o p e r t i e s s u c ha s 曲p e m 嘲b i l i 钒s e g - r e h a b i l i t a f i n ga b i l i t ya n dc o r r o s i o nr e s i s t a n c ea l e s u p e r i o r t ot h o s eo f t _ h ec o u n t e r p a r t s k e y w o r d sc e m e n t i t i o u sc a p i l l a r y c r y s t a l l i n ew a t e r p r o o f i n gc o a t i n g ；o r d i n a r yp o r t l a n dc e m e n t ； p e r m e a b l ec r y s t a l l i z a t i o n ；w a t e r p r o o f i n gc o a t i n g 声驾 本人郑夔声明我所呈交的论文怒我个人在导师指导下进行的研究工 擎及鼓褥懿研究藏巢。尽我所知，除了文孛蒋剐船以标注帮致谢懿适方辨， 论文中不包含其他人已经发表或撰筠过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它摹位已串请学位或兔萁它耀途捷霜过酶戏粱。与我窝工律懿溪 志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明辩表示了致谢。 枣请学位论文与资料若毒不实之处，本人承担一密籀关责任。 论文作糟签名：旁移砌f 日期。槲冬、多。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解诱安建筑科技大学曹关僳孵、使用学位论文的规定，p ： 学校有权保赠送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文静全部躐豁分肉容，可以采用影露、缩窜或者英它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者签名jb 导师签名：髭鑫鍪硝 西期：删。夕多口 孩坳叶 “ 吏：请将此页附程论叟首页。 第l 章绪论 1 。1 课题研究的背景 第1 辈绪论 1 11 渗漏的毹窖 各 孽| 建筑物熬稳不嚣类受豹承接舷，麴大汽拳、建表考( 、邃t t k 等。这些瘩良不曩方式在 不间程度上对建筑物的结构产生有害的作用，如吸湿作用、毛细作用、侵蚀作用、渗透作用、 椿融作甩等。这始作用轻则影响建筑物的使用，重则缩短建筑物的使用年限，甚至无法保证人 类的生命财产安全。 近年来，尽管我国在建筑工程防水技术有了缀大的谶步，并取得了驻著的成绩。然而， 目前，建筑工程的防水材料和防水技术还不自完全适应形瓣发展的需要，因混凝土结构防 水造成的渗漏情况比较严黧，屋面漏水现象普遍存在。据宥关资料介缨：“部分城市房崖 渗漏两匿己成为公害。每年全瓣竣工酶房屋建参专有l 亿警方米，其中鸯3 0 9 o 的建筑物经过三 年就出现渗漏。有关部门曾对现有的房屋建筑渗漏进行调谶统计，抽样液明：全国城市约有 6 0 的房屋存在不同程度的渗漏，每年耗费的建筑防水维修赞用达人民币1 2 亿元以上。”。在 鬻辨，对建筑魏渗漏静蠢题龟滏岽彀褥努豹熬决。据日疑撬辫，霹承鼙大、承凌差静琏遴激瘩， 目前根治尚有困难。据调查，困本已建铁路隧道中，有7 l 产生不同程殿的漏水“1 。 地下渗漏问题比屋面渗漏问题还要严重，据对我国国内1 0 省市2 1 0 个混凝土衬砌的地下 建筑调查发瑷，蠢严重渗漏静王程占5 7 ，皴爨渗溪豹占8 0 鞋上。逡戒渗潺魏覆嚣多耱多 样。统计表明。属于施工因素的占4 8 ，设舌 “因素占2 6 ，材料因素占2 0 ，管理因素占6 。 藏中，在材料因素中，因使用防水材料造成的渗漏现象里，防水涂料最多，占防水工程的4 4 3 ， 因深耀刚性屋瑟防水造成的渗漏占藏隶工程鹣3 8 。7 ，困便鼹防承卷专才造成鲮渗漏占防水工程 3 1 4 翻。并且掰予渗漏酶维护赞占全部维修赞的5 0 。 渗漏不仅鼹花费大量的资众和劳力进行邋修，而且还严麓影响用户的正常使用。房熙严重 渗漏，就会出现隧外下雨，室内漏雨，墙上淌水，地上流水的现象。日复一日，房顶内域邋就 会避渗漏嚣筏壤瘦大片弱落，鸯豹墙嚣嚣长鹤渗漏潮湿嚣发霉交睬，镰藏螽黯腐烂交爨，影确 住户的身体健康，也严重扰乱了人们正常生活秩序。不仅如此，办公室、机房因长期渗漏也会 严霪损坏办公设施，导致精密仪器锈蚀，长霉斑而失灵，甚麓引起电路缀路而发生火灾。 霹觅，渗漏| 、掰越甭投霞錾家麓产蒙受壅大援失，嚣显还彩穗到a 民豹隽心襄裹，蓥至愁及 地谢建筑和交通的安全。 1 1 2 混凝土结构渗漏原因的理论分析 建筑耪渗漏瓣鞭因有多种，健是不管嚣么淼蠢，癌禳绦藤帮与混凝爨身昀结秘有关。众 l 鼷安建筑稳羧大学矮学铰论文 所周知，混凝士是一种非均质脆性材料，叭微观结构上看属于多孔结构，混凝土中的孔按其成 【甜可分为施工孑l 隙和构造孔隙两大类。施工孔隙是由于浇：；! | = 时振捣不良引起的。构造孔隙主要 数次子拳获魄，麓混凝i 凝结矮亿过程中彩成戆。构造手l 豫毯蘩凝荻琵、罨壤孑围沉隆孑l 潦等。 其中，凝胶孔怒 j ；= 水泥水化产物硅酸钙凝胶产生的，其尺寸为( 5 2 5 ) a ，是构造孔隙中孔隙 尺寸最小的一种孔隙，可以视为是不渗水的：毛细孔是水泥水化过程中多余水分蒸发后在混凝 串遮蟹下柬黪孔稼，其尺寸为( 1 0 乙1 0 4 ) a ，这样豹孑l 臻楚渗承的，并艇毛纲孔骧率隧羞东 荻比的增大丽增大，强口混凝渗水的可鲁隆溆就随之增大。试验表明：当毛细孔孑l 隙率低于 4 0 以后，抗压强度随孔隙肆i 的下降而急剧增长：当毛细孔隙率大于2 5 时，渗透系数随孔隙 率的增加丽急刷增加；丽当i l 隧i 率低于2 0 时，则可以徽至8 几乎不透水啪 43 。沉降孔隙是水 淀帮餐车 在重力佟蘑下产釜不黼程度静沉降褥形成翡孔涨。除l & 芝乡 ，獠缫雷糌本身内部也存 在孔隙，但骨料的渗透| 生一般鼹比水泥浆体低得多，因为骨料颗粒会切断水泥浆基体中的渗水 通道。在混凝土撼相中，除凝胶孔外，其余的孑螈( 毛细孔和沉降孔隙) 的尺寸均大于2 5 0 a ， 薰怒多透开日，这是造成混凝渗零懿主要激爨渤嘲。 除此之外，当混凝土处在辫性阶段，表面水分大量、迅速地蒸发，如果水分蒸发的速度超 过混凝土内部水分向表面迁移的速度时，则会产生塑性收缩裂缝；在水泥水化过程中，水泥不 颧地教窦拳耽热( 大约4 0 - 5 0c a t ；g ) ，垂予磺纯承泥浆传与爨料豹热澎胀不致，强潺震变化 会引起浆体与繁拳埠赛面区产生裂缝；另外在常规条件下，水化热还将造成与时间有关的濑发梯 魔，引起混凝土局部变形，耐这种变形受到混凝土其它部分的牵制或限制时也会产生裂缝；水 分不断蒸发，孔隙中的毛细镣菠西张力发生焚化，将弓l 起蕺缨管收缨丽产生裂缝；由予撼凝 的于缩大蘸分穗磺佬后骱届菠至一年方完成，连续不断豹收缩受限隶l 纛逐可能使由于箕它原 因( 如热致、化学减缩、碳化收缩等) 产生的裂缝进一步扩展；在硬化混凝土中，集料水泥 石界面较弱，在上述因素作用下，最易由于艨楚差产生裂缝，宽度也较水溅石基体中存焱的裂 缝宽度宽，嚣攘筋与零覆蚕中裂缝连逶，获瓣大大壤燕了悉绕的渗透毪喇戮。 从e 述分析可见，混凝土产生渗透主要脊两大方面的原因，一是混凝士内部的孔隙；二是 混凝土内部的裂缝”。并且孔隙秘裂缝的形成是混凝土自身特性、物理化学作用的表现，是混 凝主垂鸯无法纛溅魏，遣是葵焉法避免兹。获嚣傻混凝懿渗漏戒尧鑫努罐整解决豹阏熬。 为此，多年以来人们一赢在为提高混凝土抗渗漏等问蹶而做着不懈的努力。 1 1 3 建筑防水蚋发展 在建筑骁窳镶域，可敬将建筑茨承大致分为潼凝缭褥垂耱东帮柔壁渺 毪防永嚣大类。混 凝土结构防水慰捂依靠混凝士本体防水来实现建筑防水；丽柔性外包防水，是指采用防水港材 溅防水涂料对结构进行外包防水，从而实现建筑防水。经过长期的施工实践，建筑工程界逐渐 形藏较燕一致靛试识，i # 建襞貔瘩应潋撬凝绪稳鑫茨拳笼主、柔整努氛耱承为辘。翁穆髫耱 第1 章绪论 水为最根本的防水措施 1 0 o 1 13 1 混凝土结构自防水技术的发展 混凝十| 结构白防水技术的发展大致经历了：级配防水混凝土、富砂浆防水混凝土、外加剂 防水混凝土、补偿收缩防水混凝土等几个阶段 1 1 o 级配防水混凝土，即通过不同级配的石子获得最小空隙毫使混凝土致密。这种技术最初 是由德国提出的。解放初，在我国也进行了推广，但是它对石子的级配要求严格，按筛分曲线 级配，不但增加成本，而且施工麻烦。所以，这种防水混凝土在我国难以推广。 富砂浆防水混凝土，这种防水技术提出混凝土中的灰砂比为1 ：2 1 ：2 5 ，砂率为3 5 - - 4 0 ， 石子粒径不大于4 0 m m ，水灰比不宜超过0 6 ，加强早期养护，养护龄期不少于1 4 b a c ；对于抗渗服力指标，从r 值的大小可以判断 转缒分对抗渗魏g 影晚最大，a 、b 组分对其影穗较大，聪c 缀分对其影拣最小。其影响程度 大小排列顺序为d b a c 。 再看图3 4 、图3 5 、图3 和图3 7 ，在图中用主次嫩标轴分别表示涂料的抗渗压力和涂 鼷抗压强痘。从圈中的变化熬线的趋势也可以着出，对涂料性能影q 自程度大的因素d 的曲线 菠安建筑毒萼技大学颈士学位论文 变化很明显，线型突兀，而对涂料性能影响不明显的因素c 的曲线变化= = 1 i 是很明显，线捌呈 平缓状态。a 和b 的变化曲线的状态介于变化曲线d 和c 的两者之间，其中，b 的曲线变化 徽太予a 麴线变纯程度，说明b 对涂料豹蠛蕤影晚程度大予a 对涂料性毙麴影魄程度。 3 2 5 爰2 专 心l5 碰 啦! 蜒 05 o 弓 蕞 甾 潞 蜒 5 7 5 6 5 5 量； 。 宝 麓蚕 s z 嚣 爨 5 1 媾 5 0 0l23456 一抗渗压力一- 一沫屡抗堆强度 水p ( ) 强3 4 涂辩蛙辘楚a 鞠豢求警交纯静 曲线 3579 l l 十抗渗压力一一滁磋抗强强度 瘩乎 b a c 。即d ( p t 0 4 2 5 r 水泥) 是最主要的影响因素，其次是b ( 硬脂酸铝) ，再次是a ( 速溶硅酸钠) ，c ( c a ( o h ) 2 ) 是最小的影响因素。 出现t 述影响程度不一的现象，主要原因是：在正交配料中，水泥作为涂料的主要成膜物 质，其性能决定着涂料的主要性能，其掺量的大小也决定着涂料的主要性能。并且随着掺量的 不同，性能变化的幅度也很大。而其他的三种组分作为涂料的次要成膜物质，掺量较少，但是 作为活性组份的a ( 速溶硅酸钠) 和b ( 硬脂酸铝) ，微小的变化却对涂料的性能影响也较大， 而c 即熟石灰，它的作用是为a 、b 活化反应提供c a 2 + 。它的掺量对涂料的性能影响不是很 大，只是它的掺量过大，易会造成水泥水化反应减慢，用水量增加。在用水量相同的条件下， 无法提供水泥水化所需的水量，致使水泥水化不充分，从而使涂料的净浆强度刚氐。 从以上表中的试验数据及计算出的r 值、k 值，可以推断在本次试验中试验性能饺好的配 比为( a 2 8 2 c i d 2 ) 或( a 2 8 2 c 2 d 2 ) 。 3 1 2 1 主要组分含量的优化 为了进步提高正交试验数据的可靠性，在上述两个较好的配方附近，缩小影响因素大的 因素的水平范围，进行第二次正交试验，以便确定涂料主要组分的最佳含量。 试验设计仍采( b 3 4 ) 正交表，具体因素见表3 - 6 ，此次试验仍是安排2 9 组试验。成型抗 渗试件l o 组，7 0 7 m i n x 7 0 7 r a m 7 0 7 m m 砂浆涂层试件1 0 组，4 0 m m 4 0 m m 1 6 0 r a m 涂料 鼷安建筑科投大学疆学缎论文 净浆试件9 组。涂料中其余的缀分没有改变，依旧与第一次试验加入量相同，只是改变了对涂 料性能影响大的因索b 和d 的水平。试验的成型过程及养护的过程同前3 1 2 1 中所述。仍然 以粥养护豹龄期为试验漏期，以7 d 静试验结莱烫对 僮。7 d 试验结果分筹l 显表3 7 窥蔽3 堪。 表3 - 6 因素及水平 冈素 水平( ) 瘩平i+ 隶乎嚣隶平噩 速溶硅酸钠 l 3 5 硬脂酸锦 l 2 3 c a ( o h ) 2 5 8 1 0 p 0 4 2 5 r 水泥 5 s 6 0 6 5 袭3 - 7 第二次惩交试验安排及试验结果 a转 e 羚 抗垂强度抗渗援力 编号 速溶硅酸钠硬脂酸铝q p 0 4 2 5 r( m p a )( m p a ) 3 1 0 4 o 0 0 1 5 7 2o 3 3 l 鼻i ( 1 ) ( 1 )i ( 5 )i ( 5 5 )1 9 嚣o 一 3 - t 少i ( 1 )( 2 )( 8 )( 6 0 )1 7 7 4 0 。8 3 1 3 4i ( 1 )( 3 )i i i ( i o )( 6 s )1 6 2 10 s 3 - 1 矿 a c ，与第一次试验的结果相同。可见，程误差允许的范围内， 掰次试验缝聚巾，疆耱戏分x 撬渗蛙能豹影翻程凌是致熬；由涂篡强袭翡r 藿还霹叛器篷， r 值的大小次序为d b a c ，可见，四种缀分对涂层抗服强度的影响黻与抗渗性能的影响 程度相一致，并且，经涂层处理的试件抗聪强度值平均b b 朱处理的空囱试件的强度假提高 1 7 5 9 ，蕊谤试验结象高予第一次试验豹遽验结果。 第3 豢试验内容 为了能够受清晰的看出各因素不同水平变化对涂料的性能影响的程度，根据表3 - 8 试验数 撼绘制图3 - 9 、图3 - 1 0 、图3 ，1 1 和图3 一1 2 。 表3 - 8 试验数据魄分耩 i 涂冈索 a bcd 黼貅心 速溶硅酸钠 硬脂酸锵c a ( 0 1 1 ) 2 p 0 4 25 r i5 3 t 2 莲5 2 薛5 6 ，1 3 6 2 2 涂 5 7 6 05 4 0 65 5 - 甜 5 7 2 8 层 5 5 5 6 5 9 6 s5 5 2 34 6 9 1 抗 k t = i 3 1 7 7 5 1 7 。5 6l s 7 l2 0 + 7 4 压 k 2 = 1 1 3 1 9 2 01 8 0 21 8 ，3 51 9 0 9 强 k ，= 1 1 1 31 8 5 2 1 9 8 81 8 4 11 5 6 4 度 援差 ( i v p a ) l 。4 5 2 t 3 2e 。3 65 、1 0 r 武。一 i2 o1 82 32 6 2 t 3 2 。4 2 22 2 挠 噩王l托2 1l 、6 渗 k l = i ，3 0 ，6 70 6 00 7 70 8 7 压 b = 3o 7 70 8 0 0 7 30 7 3 力 毽= 露30 t 7 0毽1 30 。7 00 。5 3 ( m p a ) 极差 o 1 0 o 2 00 0 40 3 4 r 爿( 一k 3 2 5 霎2 v 长1 - 5 出 璐 1 辗 o 5 0 o123456 十抗渗压力+ 橡层抗压强度 水平( ) 圈3 9 涂料性能随 矧豢水平变化的 鎏线 25 3 2 5 ，、 霎2 v r 1 t5 出 璐 1 蝠 o 一5 0 ol234 6 5 6 00 妻 5 5 裂 醛 5 0 醚 蜒 4 5 襞 4 0 小抗潘压力+ 滁层抗既强度 水甲( ) 圈3 一l o 涂料挂能随8 因素水平变化盼 麴线 n芒詈避辩糍辖趟嚣 ：2 酶 蛎 翡 嚣安建筑辩按大学矮学位论文 銎 一 弋 出 璐 蝠 46 81 01 2 十抵渗慷力+ 滁腻抗脏强度 水、卜( ) 圈3 一l1 涂料性能随c 崩豢水平变诧的 善 r 出 她 蝠 6 5 6 0 基 弓 蕊憝 想 5 0 冀 蜒 4 5 鬻 4 。 5 05 56 06 57 0 抗渗雎力一滁层抗堆强度 水、f ( ) 图3 一1 2 涂斟性能髓0 凼素水平变化 l l i l 线藏线 在图3 - 9 、圈3 1 0 、图3 - 1 l 和图3 1 2 中，涂料的抗渗压力和涂层抗腰强度分别用主次坐 标轴表示。从圈中的变化曲线的趋势也可以瓣出，对涂料性能影响程度大的因素d 的曲线变 诧缓竣显，凡乎麓线性下海，线鍪突兀，露蹲涂凝蛙栽影不疆显懿因素e 熬莲线变纯不是 很明显，线型近似呈平缓趋羚。a 和b 的变化曲线的状态依旧介于变化曲线d 和c 的两者之 间，其中，b 的曲线变化程度大于a 曲线变化程度，在图3 1 0 中b 出现曲线变化趋势不致， 抗渗压力趋线呈凸线型，蠢涂艨抗压强度馥线部呈上丹状杰。说骥b 弱东平变纯对涂糕的牲 自澎响程度不稳定，而且对涂科性能的影响程度大于a 对涂辩性能的影响程度。 再从图3 1 3 的净浆试件的试验结果可见，净浆试件强度相差不大，比第一次的试验结果 稳定。缩小了对涂料性能影响大的因素的变化范围，对强魔瓣变 域霆均衡，说明涂料的强度主 黉遂是受主要成膜物质酶影醯。 翻3 1 3 涂料净浆强度柱形图( 第二次正交试验) 本次试验缀谂：惑豹来番，嚣次试验耩褥副酶觏律楚致静。禳据方差分褥方法，尉 3 5 2 5 l 5 o 2 l 0 毫避臻出蠕啦始 晡 印 繇 蛎 翡 3 5 2 5 l 5 0 2 l 0 第3 耄试验内容 煎要影响因素。取试验中一因潦不同水平值中，试验结果最大值的水平，即表中k 值最大所对 应的水平；而对不重要的影响因素，则取用髓少且又经济节约的原则来确定。则在本次试验中 获簿较好熬试验鬻篷为( a 2 8 3 c l d i ) 。款嚣次试验豹结果，结合援差分瓣及翅3 】l 鞠爝3 1 2 巾曲线变化趋势，可确定水泥加入量为5 5 ，c a ( o h ) 2 的加入量为5 。瓶a 、b 两物旗盼含 燃虽较小，但微小变化却对涂料的性能影响却很大，使得两次试验数据存在定的差异，这也 西以从强3 _ 5 、黼3 - 6 、图3 - 9 鄹圈3 1 0 的曲线熏麟势露i 蠡。为确定涂料的最佳配比，i 冬在 下赫的试验作避一步的优亿，觚雨最终确定必含量。 对于在试验中出现涂层试件抗压强度略低于空白试件强度的现象，及抗渗试件抗渗压力仅 微离于空白试件抗渗压力的现象。原因可能有以下几点： ( 1 ) 、x , t i 式4 表蘑涂蓐l 处臻时，舞l 手工涂霉瓣2 会层表露不甥匀、不平熬，逡成撬压试验瑟积 比实际受压面积偏大，经计辫得出的结果偏小，从而使涂朦试件抗压强度值有所降低； ( 2 ) 、抗渗试件在处理过程中，因养护l d 后就进行表耐处理，基体试件强度还不高，在拆 骥强涂霉l 过程中胃戆会酸琢试 孛弱边缘，镶褥蓬力东跌弱强赛逮缘懿渗窭；遥纛凌毽羲渗 强度下降； 为此，在下面的试验中，应尽量不破坏试件的完整性；税涂刷表面时，尽量使其表面平整、 残游；密封抗渗浚l 孛霹尽量避受承扶套封懿渗出。 3 1 2 3 活陛编分优化试验 在前面的试验中，活性组分速溶硅酸钠和硬脂酸铝对涂料的性能影响程度仪次于 e 0 4 2 ，5 r 承瀑瓣彩响程褒，露基髓懿缝暴魄苓稳定。为? 获褥最往数缀分含量，在下藤戆试 黢中，根据前黼的试验结果，在保持涂料中其余组分不变的| 隋况下，改变速溶硅酸钠和硬脂酸 铝的掺量。试骏分两组进行，艇于在前两次的试验中涂料性能较好时，速溶硅酸钠和硬脂酸铝 豹掺量分裂为3 ，n 在下蠹静试验中终攫撵这个掺量来诵怒速滚硅酸链翻硬g 鬟酸铝豹掺量。 舆体掺量的变傀及其试验结粜觅表3 - 9 和表3 - l o 。控制指标为涂层抗压黻和抗渗压力。为了 叙述方便，在下面的试验中，用a 代表速溶硅酸钠，b 代表硬脂酸铝。 涂料中的其余组分：r 0 4 2 5 r 水泥：5 5 ：壤缨石荚砂：2 5 ；c a ( o h ) 2 ：5 ：耱锈缓凝 帮o - 2 u n f 疆承裁1 ；醚荻9 ：汞获院是0 4 。 本次试验麸成型抗渗试件2 8 组，抗压试件2 8 组，成烈的过程及其养护过程同前所述。考 虑到试件7 d 的性能作参照，涂层养护时间短，强度偏低，会影响数据的可靠性及对比蚀，现 将试释养护嚣麓浚为瓷霸2 8 d 。7 d 霹2 8 d 静 趱结采努要糯表3 - 9 移表3 1 0 及强3 ，1 4 帮3 1 5 。 对试验的结果分析如下： ( 1 ) a 掺鼹3 为定值，b 掺量变化的试验结果见表3 - 9 和图3 一1 4 。 涂最撬疆 莪；9 垒鬟采分援 27 西安建筑科技大学硕士学位论文 从表3 - 9 中的数据，结合图3 1 4 的曲线可知：涂层的抗压强度随b 的含量的变化呈现出 强度先增加后、减少的趋势，这是因为b 作为活性组分，在一定范围内含量的增加有利于涂料 的渗透结晶反应，从而增加基体的密实度，故表现出抗压强度值增大，但是由于b 的掺量过 多，致使涂料水4 9 _ 5 立程中无法再提供能与b 反应的物质，而且需水量也增加，从而造成涂料 凝结快，稠度大，在试块成型后的断面出现白色不溶物，影响了试块的强度。因而，在b 掺 量大于3 时出现抗压强度下降的现象。根据试验结果及图3 1 4 可以初步确定b 组分的含量 为2 和3 。 表3 _ 9 涂层抗渗压力和涂层抗压强度( 为定量，b 为变量) 抗渗压力( m p a )抗压强度( m p a ) 编号 b ( 硬脂酸锅) 含耸( ) 7 d 2 8 d 7 d 2 8 d 1 ”o0 6o 91 5 _ 3 7 2 4 7 2 2 “10 71 11 6 1 9 2 5 6 2 3 。 2 0 91 21 7 3 82 6 7 8 d 4 30 9 1 41 7 6 72 7 3 4 5 44o 81 - 2 1 7 2 52 6 1 2 6 。60 71 21 6 9 3 2 4 6 8 7 “8 0 71 01 6 4 l2 4 1 2 o12 3456789 + 7 d 抗渗胝力+ 2 8 d 抗渗压力+ 7 d 涂层抗压强度x 一2 8 d 涂层抗雎强度 b 含量( ) 图3 1 4 涂层抗压强度和抗渗压力随b 含量的变化曲线 3 0 2 5 2 0 善 弓 1 5 篓 崮 蝠 1 0 篓 5 o 第3 章试验内容 抗渗试验结果分析 从表3 - 9 中的数据及图3 3 的变化曲线可见：4 。和6 “的抗渗性能好，但6 4 的2 8 d 涂层抗压 强度不高，呈下降趋势：3 。和4 4 虽然在7 d 时的抗渗压力相同，但是在2 8 d 时3 4 的抗渗压力却 低于4 ”，并且3 4 的2 8 d 涂层抗压强度的强度值增长低于4 “的2 8 d 涂层抗压强度的强度值增长。 综合以上分析，最后确定b 的最佳掺量为3 。 ( 2 ) b 掺量3 为定值，a 掺量变化的试验结果见表3 1 0 和图3 1 5 。 表3 1 0 涂层抗渗压力和涂层抗压强度o a 为变量，b 为定量) a ( 速溶硅酸钠) 含量抗渗压力( m p a )抗压强度( m p a ) 编号 ( )7 d2 8 d7 d2 蹦 1 “0o 6 00 9 01 5 3 12 2 3 4 2 。 10 7 01 1 01 7 8 7 2 52 2 3 ” 2o 8 01 4 0 1 8 f 3 l 2 78 6 d 。 3o 8 01 2 01 7 5 22 5 3 4 5 “40 7 01 1 01 7 2 42 4 8 6 6 4 6o 8 01 1 01 7 3 62 3 4 5 7 480 7 01 0 01 6 4 22 2 1 2 涂层抗压试验结果分析 从表3 1 0 中的试验数据及图3 1 5 的变化曲线可见：7 d 时的涂层抗压强度曲线还是比较平 缓，a 的不同掺量对涂料的性能影响还不是很大，但是到了2 8 d 时，涂层抗压强度随a 的含 量的不同的变化较明显，从图3 1 5 中看到，随着a 的含量的增长，曲线出现先增后降，在a 含量大于2 时，涂层的抗压强度曲线呈现明显的下降趋势。在搅拌涂料的过程中也发现，随 着a 的掺量增加，在加水量相同的条件下，涂料的稠度明显增大，凝结时间也比较快。其原 因是a 中的硅酸根离子与b 中的硬脂酸根离子都与涂料中的c a 2 + 发生反应，而涂料中的钙离 子只来源于水泥水化产生的c a 2 + 和加入涂料中c a ( o h h 的c a 2 + ，由于b ( 硬脂酸铝) 中a r 与( 0 埘也发生反应，所以在涂料中能与a 发生反应的有效物质就减少；再加上涂料中水泥水 化反应所需的用水量相对而言也不充足，使得涂料的水化反应受到抑制，表现出a 在不同掺 量时，早期强度相差不明显，但后期强度的增长受到影响，2 8 d 的抗压强度曲线起伏较大。根 据以上试验结果分析，初步确定a 的掺量为2 。 抗渗试验结果分析 从表3 1 0 的试验数据和图3 1 5 的曲线变化趋势可以看出：当a 的含量大于2 时，7 d 时 的抗渗压力变化不大，但是2 8 d 的抗渗压力变化较大，呈现明显的下降趋势，与涂层抗压强度 的变化趋势相一致。所以，结合以上的试验结果及试验结果分析，最终确定a 的掺量为2 。 嚣安建筑辩按大学硬学位论文 + 7 d 抗渗压力一2 8 d 抗渗压力7 d 涂层抗鹾强度一2 8 d 滁膳抗艇强度 a 含量( ) 图3 1 5 涂层抗压强度和抗渗压力随a 禽量变化的曲线 3 0 2 5 2 0 量 一 1 5 萋 氆 蛙 l o 篓 r 3 0 ( 3 ) 结论 综合以e 对抗渗压力及涂层抗压强度试验数据的分析，可以最终确定a 和b ( 速溶硅酸 钠和硬月旨酸铝) 蹰种活性物质的最佳掺量为：a 为2 ：b 为3 。 3 2 本章小缩 在本章中，通过一系列正交试验及对试验结果的分析熬础上，再根据涂料自身的强度、凝 缝瓣阗、涂爱挽魇爨蔓秘捷渗攫力等蛙能豹特点。最终确定该涂辩兹鏊本缀藏冕表3 1 l 。 表3 1 1 涂料的基本组成 r 0 4 2 5 r摩细 速溶碗脂 u n f 糖钙 组分名称 q 。 魏； 醚获 承嚣孤燕砂硅酸镳酸铝翻 2 0 m i n 3 4 r a i n3 9 m i n2 8 r a i n i 终凝时间，h 。2 4 h 2 h ：1 l m i n2 h ：4 0 m i n1 h ：4 8 m i nl 4 3 净浆羟凌 按照g w i 1 7 6 7 l 一1 9 9 9 规定，把p t 涂料、x t 涂料和1 t 涂料分另叻口水机械搅拌扁，装入 成型试模4 0 m m x 4 0 m m 1 6 0 m m 的三联膜中，虽然标准规定每次成型两组即可，但为了更好 熬说明该涂辩其鸯二次拳纯戆链缝，绣班藏黧斌块为1 5 缀，分筹耀定三耪不曩涂料豹3 d 、7 d 、 2 8 d 、5 6 d 和9 0 d 的抗折强度、抗压强度。试块按照g b , f f1 7 6 7 l 规定方法进行成型、养护，养 护龄期分别为3 d 、7 d 、2 8 d 、5 6 d 和9 0 d ，试验结果按g b t1 7 6 7 1 规定计算。具体试验结果如 嬲4 1 和图4 - 2 掰示。 从图4 _ l 和瞬4 - 2 所示斡强度凿线增长趋势可见：自酉0 涂料雕与箕它两 中涂辩的强度增长 越羚相似，p t 涂料的7 d 抗折强度及抗压强度分别是4 9 m p a 、1 4 3 2 m p a ：2 8 d 的抗折强艘及抗 压强度分别是7 2 m p a 、2 4 3 1 m p a ，而g b t 8 4 4 5 规定防水涂料的7 d 抗折强度和抗压强度分剐为 2 8 0 v i p a 帮1 2 o m 豫；2 8 ( 1 的统辑强度秘菝藤滏度分舅l 隽3 5 0 m p a 帮1 8 。0 m p a 。可冤p l 涂耩完 3l 遴安建筑稀按大学硕士学位论文 全满足g b l8 4 4 5 - - 2 0 0 1 规定及实际的应用的蹑求。并且自髑已涂料p t 的强度达到甚至超过同类 产品x t 涂料及t t 涂料的强度。这说明该涂料具有很好的自身强度。 8 7 奎6 考s 鬟； 囊； o o2 04 06 0 8 01 0 0 一p t 卜一x t 一t t 龄期( d ) 强4 - 1 涂鞋净浆强发整线 5 。 主4 0 考3 0 篓2 0 羹l 。 o o2 04 06 08 01 0 0 _ p t _ x t ft t 龄期 d ) 黼4 - 2 涂辩净絮强度基鼗 4 3 1 净浆二次压力 爨谓净浆二次匿办是指德巴骰过自毫匿强发鸵试 牛再教入券护室中继续券护，养护至一定龄 期( 本试验选定2 8 d ) 后，褥次进行抗压试验，此晰褥至l 酌试验结果簸蹩净浆二次厩力。永 溅是脆性材料，破坏后几乎无强度。而涂料凼于活性组分的存在，在有水的条件下，它可以与 水泥水化产物继续发生结晶反应，生成不溶的结晶体，填巍基体内部的孔隙嵇裂缝，搜篡恢复 一部分强度。恢复雏力越强，二次压办戮褥络莱趣大。盍j 龋觅，二次聪力迮可以反映滋涂糕 对基体的自愈合能力3 。试验结果见表4 _ 2 。 表4 - 2 涂$ 糠浆试块的二次聪力 产麓代号舸 x t1 f f 3 d 第一次抗压强度( m p a )1 4 4 2l n 5 61 9 2 7 3 d 第二次抗压强度( m p a )2 0 ，6 71 & 2 71 8 1 2 碴媲 + 4 3 3 4+ 7 3 。0 l- 5 9 7 7 d 第一次抗压强度( m p a )2 4 3 11 5 4 72 8 6 2 7 d 第二次抗压强度( m p a ) 2 9 4 62 9 2 82 0 4 9 蜜毛量弼 丰2 1 1 3+ 8 9 舅 璐。4 2 8 ( 1 第一次抗压强度( m p a ) 3 7 2 23 2 5 l4 n 9 2 2 8 d 第二次抗压强度( m p a )2 8 2 42 6 7 61 9 2 6 变纯量如t 1 3，1 7 圆- 5 2 。9 4 5 6 d 第一次抗压强度( m p a )3 9 | 3 63 禾4 14 2 7 3 5 6 d 第二执抗压强度( m p a )2 5 0 l2 0 1 11 7 8 4 变化餐0 6 4 6- 4 l ，5 6- 5 8 8 4 32 蘩4 豢谯缝溅试 从表4 - 2c 扣的不同龄期的变化量可知：x t 涂料和p t 涂料试件在3 d 和7 d 受压后，在同 袈件养护2 8 d 后，各自强度增长较大，而t f 涂料强度却没静陕复，这是因为在盯涂料中缓 凝蠲终露经褥涂攀罩早期承纯反纛疆对延缓，致绶翠蘩强度摆麓藏蘸，试 ；! ：酸环后继续姜护2 8 d ， 滁料水化反应 较充分，并且涂料中含有的活性成分在有水的作用下还自粥渗迸裂缝中，继续 水化生成结晶产物弥补裂缝，谶而恢复被破坏的试件的强度，故强度增 受偏高。所以虽然在同 条 孛下养护，扶2 8 d 秘5 6 d 豹强度交健量寒番，各试 孛豹强度恢复摆对于3 d 鞠7 d 的强度恢复 簸铰少。但各试忭的强度至少还达到g b l8 4 4 5 - - 2 0 0 1 的要求( 2 8 d 时的抗聪强度为l8 0 m p a ) ， 可以满足施工使用要求。至于出现负的变化鬣的原因是：2 8 d 和5 6 d 净浆试件水化己基本结束， 涂料中的各种活性成分已完全发应，不再会肖如数的反应如现，强度几乎不褥育增长，棚对于 第一次的抗压强度，第二次静瓣抗压强度较低，敌而试验数攒强度变纯羹国现负值。 4 4 粘结强度 按照j t j 2 7 0 - - 1 9 9 8 黎录a 7 痰定进行斌狻，基准砂浆既按承涯：移：承= 1 ：2 ：0 5 。 试件的制作和成型、养护均技j t j 2 7 0 - - 1 9 9 8 规定进行。养护龄期为7 d 、2 8 ( t 和5 6 d 。p t 涂料、 x t 涂料和t r 涂料各成型试件9 组，结果见寝4 - 3 。 表4 - 3“扩宰缕粘缕强艘 7 d 龄期2 8 d 龄期 9 0 d 龄期 产 断断 相对 断 熬 擒对 豁雏强瘦乎玛 裘 糖绪强度平均 裂 姑 糖臻l 虽度平均 裂 2 s d 代 ( m p a )( m p a ) 位 ( h 僻a )( m p a ) 位 增长率( m p a ) ( m p a )位增长率 号 置置 ( ) ( ) 置 鞑1 5 5 粘 1 9 e 粘