新型刚性防水材料及其应用

褚建军，沈春林，张喜根

（1.苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司，江苏苏州 215004；2.中国新型建材设计研究院，浙江杭州 310003）

新型刚性防水材料及其应用

褚建军1，沈春林1，张喜根2

（1.苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司，江苏苏州 215004；2.中国新型建材设计研究院，浙江杭州 310003）

按目前现行国家和行业产品标准，刚性防水材料可分为：无机防水堵漏材料，水泥基渗透透结晶防水材料，聚合物水泥防水砂浆，聚合物水泥防水浆料，水性渗透型无机防水剂，砂浆、混凝土防水剂，建筑表面用有机硅防水剂等，介绍各类刚性防水材料的定义、分类、特点，产品物理力学性能和应用。刚性防水材料因其优异的性能被日益重视，已成为研究、开发、应用的热点。

刚性防水材料；涂层防水；应用

0 前言

建筑防水是建筑工程中一个十分重要的组成部分，随着防水功能要求的提高和住宅商品化，建筑防水材料正朝着多元化、多功能、环保型方向发展。我国新型建筑防水材料按形态和作用通常分为5大类：防水卷材、防水涂料、密封材料、刚性防水及堵漏止水材料。其中刚性防水材料按作用又可分为有承重作用（自防水混凝土）的防水材料和有防水作用（涂层防水层）的防水材料。本文所述的刚性防水材料仅指以刚性材料用作防水层达到建筑物防水目的的各类防水材料。

刚性防水材料按其胶凝材料的不同分为三大类：一类是硅酸盐水泥中加入无机或有机外加剂配制而成的防水砂浆、聚合物砂浆、水泥基渗透结晶材料等；第二类是以膨胀水泥为主、特种水泥为基料配制的防水砂浆、无机防水堵漏材料等；第三类是喷涂于砂浆或混凝土表面，增加砂浆或混凝土的密实度，或提高其表面憎水性的防水剂。按目前现行国家和行业产品标准可分为：无机防水堵漏材料类，聚合物水泥防水砂浆类，聚合物水泥防水浆料类，砂浆、混凝土防水剂类，水性渗透型无机防水剂、水泥基渗透结晶防水材料类等。由于这些刚性防水材料产品众多，组成、特性和用途不同，本文就目前常用的刚性防水材料产品、特性、应用和性能作一介绍。

1 产品定义、分类和特点

1.1 无机防水堵漏材料

无机防水堵漏材料是以快凝、微膨胀水泥为主要成分，掺入添加剂经一定生产工艺加工制成的用于防水、防潮、抗渗、堵漏用粉状无机材料。与混凝土和水泥砂浆基面有极好粘结性。

分为速凝型（主要用于渗漏或涌水基体上的防水堵漏）和缓凝型（主要用于潮湿基层上的防水、抗渗、防潮）2种，均为单组份灰色粉料。目前无机类防水堵漏材料主要代表产品有：防水宝、确保时、水不漏、霍尼漏克、堵漏灵、堵漏王、抗压密封剂等十几种产品。

产品主要特点：（1）无毒、无害、无污染、无味、不燃，可用于饮用水工程；（2）凝结硬化快、速凝、高早强；（3）抗渗、堵漏、微膨胀、瞬间止水；（4）迎、背水面均可施工，施工方便；（5）可带水施工，防潮、抗渗、快速堵漏；（6）堵漏凝固的时间任选，防水粘贴一次完成，粘结力强，抗渗、抗压；（7）与基体结合成整体，不老化，耐水性好。

1.2 水泥基渗透结晶防水材料（CCCW）

水泥基渗透结晶防水材料是由普通硅酸盐水泥，精细石英砂和多种活性化学物质配制而成的浅灰色粉末状防水材料。与水作用后，活性化学物质通过水为载体向混凝土内部渗透，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和防水性。由于产品借助渗透作用，能与混凝土结合为整体，可以达到长久性防水、防潮和保护钢筋、提高混凝土结构强度的目的。

水泥基渗透结晶型防水材料按使用方法分为水泥基渗透结晶型防水涂料和水泥基结晶型防水剂。

产品主要特点：（1）双重防水性能，所产生的结晶体既能堵塞混凝土结构内部结构孔缝，在混凝土结构基面的涂层也具有很好的抗裂抗渗作用；（2）长久的自我修复性能，防水涂层与混凝土结构寿命一样长，同时活性化学物质多年以后仍能被水激活，不断生长出新的渗透结晶物，来弥补和修复因裂缝所带来的渗漏，具有长久的防水性能；（3）快凝、早强、刚而不脆的特性；（4）施工简单、省工省时、综合成本低，施工完成后也不需要做保护层；（5）环保、无毒、无公害，产品能适用于饮用水、食品加工、泳池、水库等建筑项目；（6）在保护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。

1.3 聚合物水泥防水砂浆

聚合物水泥防水砂浆是以水泥、细骨料为主要原材料，以聚合物乳液或可再分散胶粉为改性剂，添加适量助剂混合而成的刚性带一定柔性的新型防水抗渗材料。具有强度高、防水性好、有一定的延伸性、易与潮湿基层粘结的优点，施工方便，以水为分散剂，有利于环境保护。

产品按组份分为单组份（S类）和双组份（D类）2种。单组份（S类）：由水泥、细骨料和可再分散胶粉、添加剂等组成。双组份型（D类）：由粉填料部分（水泥、细骨料）和液料部分（聚合物乳液、添加剂）等组成。

产品特点：（1）具有耐候性、耐磨性及耐水性，无毒无害，可用于饮用水工程；（2）对混凝土、砂浆、石材、木板、聚苯板、玻璃、金属等基面粘结力强，且具有一定的柔性；（3）可在混凝土表面上形成坚固的涂层，对混凝土表面起到加固保护和防水的作用，且对钢筋具有保护性能，对已锈蚀的钢筋能起到修补防护效能，耐久性好；（4）能在潮湿基层和潮湿环境下施工，操作方便，省时省工。

1.4 聚合物水泥防水浆料（通用型）

聚合物水泥防水浆料以水泥、细骨料为主要原材料、可再分散聚合物干粉或聚合物乳液和添加剂为改性材料按一定比例拌制而成的刚性带柔性防水抗渗产品。

产品按组份分为单组份（S）类和双组份（D）类。单组份（S）类：由水泥、细骨料和可再分散胶粉、添加剂等组成。双组份（D）类：由水泥、细骨料和聚合物乳液、添加剂等组成。

产品性能：聚合物水泥防水浆料（JJ防水浆料）是兼有刚性与柔性结合的新型防水抗渗材料，这种涂料的聚合物涂膜具有延伸性、防水性，又具有水硬性材料强度高、易与潮湿基层粘结和耐水性好的优点，或根据不同工程部位要求调节柔韧性和强度等性能，施工方法灵活方便。这类产品在国内已有十余年的发展历史，虽发展历程短，但发展速度较快。聚合物水泥防水浆料（通用型）在国内最有代表性是K11聚合物水泥防水浆料，产品于1995年由德高建材进入我国，并得到了广泛应用。

1.5 水性渗透型无机防水剂

水性渗透型无机防水剂是以碱金属硅酸盐溶液为基料，加入适量催化剂、添加剂、稀释剂，经混合、搅拌、反应而成。它是一种含有催化剂载体的复合水溶液，使用时直接喷涂于水泥砂浆、混凝土表面，渗入混凝土或砂浆内部，与混凝土中的游离碱性物质在催化剂的作用下发生化学反应，偶联生成不溶于水的凝胶体（晶体状），这些凝胶体堵塞混凝土内部孔隙，封闭毛细孔通道，成为整体的一部分，增强混凝土的密度和硬度，使混凝土具有防霉、抗风化、防酸碱侵蚀、防水、抗渗、密封、防磨损等作用。

产品根据组成成分的不同分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型以碱金属硅酸盐溶液为主要原料，简称1500。Ⅱ型以碱金属硅酸盐溶液及惰性材料为主要原料，简称DPS。

产品主要特点：（1）环保。对人体、环境无害，使用范围广；（2）施工便捷，简化工序。产品不必稀释，无需配料混合，以原液直接使用刷、滚、涂、喷等方法施于新、旧混凝土、水泥制品或砂浆涂抹层，充分均匀地浸透全部施工面即可，迎水面、背水面均可使用；（3）质量可靠，防水寿命长。产品有良好的渗透性与聚合作用，其生成物成为混凝土的一部分，永久保护混凝土；（4）优良混凝土保护剂。产品渗入能减少混凝土中的含碱量，减缓水泥中的碱集料反应，缓解混凝土的碳化过程，减轻混凝土的盐碱破坏和腐蚀；（5）性价比高。相比于同类材料，产品施用简捷，以永凝液DPS为例，可直接喷涂于混凝土基面上，既不需要混凝土基面找平层，也不需要任何保护层，一次喷涂即可完成，而且产品的价格适宜。

1.6 砂浆、混凝土防水剂

防水剂是由化学原料配制而成的一种能起到提高水泥混凝土和水泥砂浆不透水性的外加剂，在使用时通常按比例掺入水泥混凝土或水泥砂浆中，以形成防水混凝土或防水砂浆。也有涂刷在表面而渗透到水泥混凝土或水泥砂浆中，从而起到防水的作用。

根据防水剂的形态，可分为液态防水剂和固态防水剂。按照防水剂的化学组成可将防水剂分为无机质系、有机质系和复合系3类。无机质系防水剂主要有氯化物金属盐类防水剂、无机铝盐防水剂、硅质钠类防水剂、混凝土密封剂、硅酸质粉末等；有机质类防水剂又称为聚合物防水剂，多以聚合物的形态出现，一般都是指橡胶胶乳、树脂乳液等，有机质类防水剂还有金属皂类防水剂、脂肪酸系、石蜡和沥青乳液等；复合系是无机质混合物、有机质混合物、无机质与有机质的混合物复合而成的一类防水剂。按照防水剂的防水机理，可分为减渗性防水剂和憎水性防水剂（有机硅防水剂）2类。

砂浆、混凝土防水剂虽然品种多，但其作用主要有堵塞砂浆或混凝土的毛细通道，提高砂浆、混凝土密实性，增加砂浆或混凝土的憎水性，使砂浆、混凝土具有防水抗渗的能力。砂浆、混凝土防水剂常用的代表性产品有：氯盐防水剂、无机铝盐防水剂、硅酸钠（钾）防水剂、硅酸质粉末防水剂、脂肪酸防水剂、建筑表面用有机硅防水剂等。

2 产品性能

2.1 无机防水堵漏材料

无机防水堵漏材料的物理力学性能应符合GB 23440—2009《无机防水堵漏材料》的要求，具体见表1。

表1 无机防水堵漏的材料物理力学性能

2.2 水泥基渗透结晶防水材料

水泥基渗透结晶型防水涂料和水泥基渗透结晶型防水剂的物理力学性能应符合GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》的要求，具体见表2、表3。

表2 水泥基渗透结晶型防水涂料的物理力学性能

表3 水泥基渗透结晶型防水剂的物理力学性能

2.3 聚合物水泥防水砂浆

聚合物水泥防水砂浆的物理力学性能应符合JC/T 984—2011《聚合物水泥防水砂浆》的要求，具体见表4。

表4 聚合物水泥防水砂浆的物理力学性能

2.4 聚合物水泥防水浆料

聚合物水泥防水浆料（通用型）的物理力学性能应符合JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》的要求，具体见表5。

表5 聚合物水泥防水浆料的物理力学性能

2.5 水性渗透型无机防水剂

表6 水性渗透型无机防水剂的物理力学性能

2.6 砂浆、混凝土防水剂

砂浆防水剂和混凝土防水剂的物理力学性能应符合JC 474—2008《砂浆、混凝土防水剂》的要求，具体见表7、表8。

表7 砂浆防水剂的物理力学性能

表8 混凝土防水剂的物理力学性能

2.7 建筑表面用有机硅防水剂

建筑表面用有机硅防水剂的物理力学性能应符合JC/T 902—2002建筑表面用有机硅防水剂的要求，具体见表9。

表9 建筑表面用有机硅防水剂物理力学性能

3 产品应用

3.1 简述

新型刚性防水材料已引起人们的重视，有关部门制订了相应的国家或行业产品标准，同时在制订国家和行业技术规范和规程中引用了这些产品标准。不仅统一了新型刚性防水材料产品质量的试验方法和技术要求，同时也具体规范了新型刚性防水材料的设计、施工和质量验收。这些规范和规程主要有：GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》、GB 50345—2012《屋面工程技术规范》、JGJ/T 53—2011《房屋渗漏修缮技术规程》、JGJ/T 212—2010《地下工程渗漏治理技术规程》、JGJ/T 235—2011《建筑外墙防水工程技术规程》、JGJ/T 298—2013《住宅室内防水工程技术规范》、JGJ/T 317—2014《建筑工程裂缝防治技术规程》等。此外，国家有关部门组织编制了国家建筑标准设计图集，如12J201《平屋面建筑构造》、02J301《地下建筑防水构造》、11J930《住宅建筑构造》等，在这些图集中，同样涉及到了新型刚性防水材料产品。这些标准、规范和规程、设计构造图集的制订，有力地推动了新刚性防水材料的推广和应用。

3.2 无机防水堵漏材料

在复杂性肛瘘的治疗上，以手术治疗为主。传统切开挂线术是基于挂线疗法而发展起来的，术中在探查瘘道后先切开累及肛门外括约肌皮下部及浅部的瘘管，贯穿在外括约肌深部和同耻骨直肠肌上端的与直肠内口相连的瘘管则以橡皮筋挂线，该术式虽可在一定程度上保护肛门功能，但因其创面大，恢复慢，术后疼痛明显，导致临床应用存在一定的局限性［13-15］。

无机防水封堵漏适用于：迎水面或背水面防水工程；速凝型用于渗水面和漏水孔、洞、裂缝的防潮防水、堵漏；缓凝型用于无渗水面防水、抗渗。具体可用于各种砖石、混凝土结构的建筑物或构筑物的渗漏修缮，尤其适用于各种地下工程的带水堵漏。此外，缓凝型产品也是快速粘贴瓷砖、马赛克、大理石的理想材料，防水、粘贴可一次完成。

3.3 水泥基渗透结晶防水材料

水泥基渗透结晶防水材料适用于混凝土、水泥砂浆等建筑物容易渗漏水的部位，主要包括水电大坝、水池、地下室、地下工程、大型市政工程（如地铁、隧道、涵洞、水库）等与水接触的工程，以及路桥工程、建筑外墙、厨卫防水工程、屋面防水工程等。

3.4 聚合物水泥防水砂浆

聚合物水泥防水砂浆适用于：高层、多层、中高层等建筑物外墙面、屋面、窗口周边、穿墙管道、地面、港口、码头、路桥、水池、水塔及各种所需砂浆防水工程；建筑的外墙、地下室、室内卫生间、阳台等的防水、防渗漏、防潮工程以及室内外各种装饰材料的粘贴。也可用于有耐酸、耐碱、耐盐腐蚀或有柔性要求的场合使用；厨房、卫生间、阳台、庭院或沟槽等的防水，游泳池或水库的防水，混凝土基面铺设木板之前的防潮处理，桥面防水，地下混凝土面的防腐蚀、防盐液的保护层。

3.5 聚合物水泥防水浆料（通用型）

聚合物水泥防水浆料（通用型）适用于：厨卫防水，饮用水池、游泳池、养鱼池等各种水池的防水处理，外墙防水及补漏，地下室内防水（常与工程堵漏相互配合，先灌浆堵漏，再用通用型防水涂料在地下室内墙和地面满涂）。通用型防水涂料是适合作地下室内防水的主防水材料，主要原因有：（1）与基层粘结力强，非常适合作背水面防水；（2）与砂浆亲合力好，不会产生隔离效应，可在防水层上直接粘结瓷砖或涂刷装饰涂料，无需做找平层。

3.6 水性渗透性无机防水剂

水性渗透型无机防水剂在混凝土类构筑物防水上得到了广泛应用。如基础地坪、地下室、人防坑道、机场跑道、高等级公路、路桥工程、城市高架路、桥墩桥面、水塔（池）、储槽（罐）容器、隧道涵洞、内外墙面、水利工程、古建筑等防水工程的内部或外部进行的密封防水和抗渗漏、抗风化处理时，经表面喷涂水性渗透型无机防水剂后建筑物可以承受1 MPa以上的抗渗水压。在水泥砂浆抹灰层防水方面水性渗透型无机防水剂也有很多应用，如砖（石）砌体、预制混凝土构件（板）、屋面等水泥砂浆抹灰刚性防水层的密封防水和抗渗漏。

3.7 砂浆、混凝土防水剂

砂浆、混凝土防水剂主要用于：附建工程和单建式人防工程、工业与民用建筑的各种防水防潮抗渗；粮食储备库的防水防潮抗渗；污水池、净化池、水池、游泳池和地下工程的防水抗渗；地下道桥、隧道、地铁和涵洞的抗渗、防水及渗漏修补治理；地下室的防水防潮、抗渗及渗漏维修等。

3.8 建筑表面用有机硅防水剂

建筑表面用有机硅防水剂广泛适用于各种建筑物的内外墙，尤其可解决民用房普遍存在的东、西墙渗水引起的室内霉变问题。另外，还广泛用于室内装饰前的防潮防霉处理，工业厂房内外墙的抗污染保洁、抗风化、防酸雨处理，对于古建筑、石碑等均可适用。

4 结语

刚性防水主要利用水泥胶结材料，因其自身的耐久性，与主体结构寿命相同，且刚性防水材料（涂层防水）与砂浆、混凝土基层有着良好粘结，具有抗裂防渗的作用，已越来越引起重视和应用。绝大多数刚性防水材料（涂层防水）具有高固含量、高性能、无毒、无污染、价格低廉、材料易得的特性，正成为研究的热点。

有关部门制订了有关刚性防水材料产品国家标准和行业标准，且有相应的配套国家技术规程、规范和施工标准图集，有力推动了刚性防水材料健康发展。

由于刚性防水产品众多，应根据产品自身的特点，结合具体工程实践，符合相应国家技术规程和规范前提下选用适合的刚性防水材料。

防水工程是个系统工程，刚性防水和柔性防水各有优点、缺点，但并不对立排斥，应取长补短，互相结合，根据防水等级，设多道防水。使我国的刚性防水技术日趋成熟，促进建筑防水行业技术进步和发展。

New type rigid waterproof materials and its application

CHU Jianjun1，SHEN Chunlin1，ZHANG Xigen2
（1.Suzhou SINOMA Design and Research Institute of Non-Metallic Minerals Industry Co.Ltd.，Suzhou 215004，Jiangsu，China；2.China New Building Material Design&Research Institute，Hangzhou 310003，China）

Rigid waterproof material can be divided into inorganic waterproof plugging materials，cement based capillary crystalline waterproofmaterial，polymercementwaterproofingmortar，polymercementwaterproofingslurry，waterbasedcapillary inorganic waterproofing agent，water-proofing agent admixture for mortar and concrete，organosilicon waterproofing agent which was applied to structure surface and so onaccordingtoexistingstandardsofnationalandindustryproducts.Thedefinition，classification and characteristic of all kinds of rigid waterproof materials，and physical&mechanical performance and application of products were introduced in this paper.Rigid waterproof materials gaining increasing attention because of its excellent performance，and have been the hot spot of research，exploitation and application.

rigid waterproof material，coated water proofing，application

TU57

A

1001-702X（2016）07-0060-05

2016-04-28

褚建军，男，1962年生，江苏苏州人，教授级高级工程师，主要从事新型建筑防水材料的研究与开发、国家标准与行业标准的编制。