渗透结晶母料的研制与应用
摘要：本文简要介绍了水泥基渗透结晶型防水材料,核心母料的研发机理和性能领先性，以及目前该材料在推广应用中面临的问题。
关键词：水泥基渗透结晶型防水材料母料，作用机理，性能特点
张家港市福明防水防腐材料有限公司经数年自主研究开发，研制、生产出性能优异的水泥基渗透结晶型防水母料。该母料由复合活性物质经过先进的生产工艺精细制成。母料生产的渗透结晶型防水涂料所有指标均超过国标GB18445-2001中II型的各项要求，且二次渗透压力等关键技术指标均有足够的富余率。
1． 母料的作用机理
含有母料的水泥基渗透结晶型防水涂料涂布与混凝土表面时，母料中含有的高活性物质在自由水的激发下迅速游离出独有的活性基团R2-，并溶解分散到水中，在有水存在的混凝土表面形成活性基团R2-的高浓度区。由于浓度梯度的存在，活性R2-基团沿着水分向混凝土基体内部扩散。由于混凝土硬化水泥浆体中含有大量的六万片状Ca(OH)2晶体，当活性R2-基团遇到Ca(OH)2晶体附近的Ca2+离子时，形成溶于水的络合物Ca2+--R2-，从而增大Ca2+的溶解度，促使水泥水化产物Ca(OH)2晶体溶解。络合物Ca2+--R2-会随水分在混凝土缺陷（如毛细孔、裂缝）扩散，当遇到富硅区的SiO32-离子时，SiO32-即取代络合物Ca2+--R2-中的活性基团R2-，发生沉淀生成水化硅酸钙晶体，这些晶体不断生成和长大，从而填充混凝土中的裂缝和毛细孔，而活性基团R2-又重新还原成自由基，继续循环与Ca2+发生络合，发生迁移并产生沉淀、结晶。整个反应循环过程如下图所示：
图1 活性物质迁移、催化循环示意图
由上述循环反应过程可得出如下结论：
1、 只有在水分存在的情况下，CRM系列母料中独有的活性基团R2-才能通过络合、扩散等过程将Ca2+迁移至富硅区陈胜CSH结晶，所以CRM系列母料的渗透结晶活性在无水的情况下处于休眠状态，一旦有水分存在，渗透结晶活性就会被激活。
2、 CRM系列母料中的活性基团R2-在上述整个过程中起到迁移Ca2+和催化CSH结晶反应的作用，本身并不参与CSH结晶结构的形成。所以活性基团R2-并不随结晶反应进行而有损耗，只要有水存在，上述过程就能循环进行，从而能使渗透结晶涂料能对混凝土缺陷反复修复，达到永久防水效果。
3、 由于Ca2+--R2-在富硅区的扩散动力来自于浓度梯度，与水流方向无关。所以用CRM母料生产的渗透结晶涂料能在背水面施工，效果同样理想。
此外，络合物Ca2+--R2-的形成增大了Ca2+的表现溶解度，从而促使混凝土基体中的未水化水泥中C3S、C2S等进一步溶解，继续发生水化反应，生成水化产物，进一步堵塞毛细孔隙和裂缝等渗水通道，从而进一步提高混凝土基体的抗渗性能。
图2为经CRM-II中的活性物质催化产生的结晶物扫描电子显微镜照片。图2（a）和图2（b）分别为涂刷含CRM-II母料的涂料7天和21天后，在混凝土基体裂缝中经催化产生的结晶物。由图可见，涂刷7天后，经CRM-II母料中高活性物质的催化，裂缝中已生成大量的结晶物，这些结晶物形状不一，分布不均匀。涂刷21天后，长大和新生的结晶物将裂缝中的空隙填满，从而有效堵塞渗水的通道。
