抗裂硅质防水剂在轨道交通混凝土结构工程中的应用研究.pdf

中国科技核心期刊 新 癯 建蟓 抗裂硅质盼 剂在轫道交通混凝土结构 工程I l 】 硇应用研究 徐秀华 ( 福建省建筑科学研究院， 福建 福州3 5 0 0 2 5 ) 摘要： 研究了不同掺量抗裂硅质防水剂对混凝土工作性能、 力学性能、 抗渗性能以及体积稳定性能的影响。 结果表明： 掺入适量的 抗裂硅质防水剂有利于改善混凝土性能； 随抗裂硅质防水剂掺量的增加， 混凝土的和易性、 力学性能、 体积稳定性呈先增强后降低； 当 掺量为胶凝材料的5 ％时， 混凝土的和易性、 力学性能和体积稳定性较佳； 掺量为胶凝材料的5 ％ ～ 7 ％时， 混凝土抗渗性能较佳。 关键词： 抗裂硅质防水剂； 轨道交通： 混凝土结构 中图分类号： T U 5 7 * 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 — 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 7 — 0 0 7 2 — 0 4 Ap p l i c a t i o n r e s e a r c h o f c r a c k r e s i s t a n c e s i l i c o n wa t e r p r o o fi n g a g e n t i n t h e r a i l t r a n s i t c o n c r e t e s t r u c t u r e p r o j e c t U Xi u h u a ( F u j i a n Ac a d e m y o f B u i l d i n g Re s e a r c h ， F u z h o u 3 5 0 0 2 5 ， F ~i a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e i n fl u e n c e o f d i f f e r e n t c o n t e n t c r a c k r e s i s t a n c e s i l i c o n w a t e r p r o o fi n g o n w o r k i n g p rop e r t i e s ， me c h a n i c a l p r o p e r t i e s ， a n t i - p e n e t r a b i l i t y p e r f o r ma n c e a n d v o l u me s t a b i l i t y o f c o n c r e t e wa s s t u d i e d ．T he r e s u l t s o b t a i n e d i n d i c a t e t h a t t h e c o n c r e t e p e rfo r ma n c e C an b e i mp r o v e d b y a d d i n g c r a c k r e s i s t a n c e s i l i c o n wa t e rpr o o fi n g ．Wi t h t h e i n c r e a s e o f c r a c k r e s i s t a n c e s i l i c o n wa t e rpr o o f i n g c o n t e n t ， t h e wo r k a b i l i t y ， me c h a n i c a l p r o pe r t i e s ， v o l u me s t a b i l i t y o f c o n c r e t e c a n be i n c r e a s e d fi r s t ， a n d t h e n d e c r e a s e d．Wh e n t h e c o n t e n t o f wa t e rpr o o f i n g i s 5 ％ o f t h e b i n d i n g ma t e r i a l t h e c o n c r e t e h a s a b e t t e r wo r k a b i l i t y ， me c h a n i c a l p r o p e r t i e s and v o l u m e s t a b i l i t y ．Wh e n t h e c o n t e n t o f wa t e r p r o o fi n g i s 5 ％- 7 ％ o f t h e b i n d i n g ma t e ri al， t h e c o n c r e t e h a s a b e t t e r a n t i - p e n e t r a b i l i t y p e r f o rm a n c e ． Ke y wo r d s ： c r a c k r e s i s t anc e s i l i c o n w a t e rpr o o f i n g a g e n t ； r a i l t r a n s i t ； c o n c r e t e s t r u c t u r e 0 前言 目 前在实际工程应用中， 混凝土的 微裂缝、 渗水现象是普 遍存在的问题， 不仅直接影响了混凝土的耐久性能， 还间接影 响混 凝土工程质量的安全。尤 其是轨道交通工 程的 混凝土结 构绝 大部分属于地下隧道 工程， 多 年以 来隧道的开裂、 渗水现 象一直存 在，同 时轨道交 通的 线路 基本都位于城 市车 流较大 的地段， 这进一步加剧了地铁隧道开裂、 渗水的机率。混凝土 中 水泥水化放热、 配合比 设计不当、 过多的用水量等， 都易引 起局部混凝土产生缺陷、 裂缝等『1】， 这些 缺陷将会因 地下碱集 料反应、 硫酸盐、 氯盐环境的影响而导致裂缝的 扩展， 甚至出 现渗水现象， 从而影响混 凝土主体结构的 工程质量。因 此， 对 于轨道交通工 程， 混凝土结 构的 收缩、 裂 缝以 及防水的控制显 收稿日期： 2 0 1 4 — 0 4 — 0 8 作者简介： 徐秀华， 男， 1 9 8 4年生， 福建福州人， 硕士， 主要从事高性 能混凝土、 建筑材料研究。地址： 福建省福州市仓山区金塘路 5 2号， E — - ma i h 3 5 3 0 8 3 51 @q q ． c o m。 7 2 新型建筑材料 2 0 1 4 ． 7 得尤为重要。 抗裂硅质防水剂是一种以混凝土结构自 防水为主的刚性 防水材料， 它主要是利用沸石粉等活性矿物质经一定的改性、 表面活化等工艺处理而成，根据其掺量选择内掺法或外掺法 计 算配合比。 抗裂硅质防水剂因 其具 有良 好的 改善混凝土耐 久性能、 施工便捷、 成本较低等 特点， 被广泛应用于轨道交通 工程混凝土主体结构、 项板、 侧墙以 及盾构管片制作等， 而关 于刚性防水材料在轨道交通工程中的 应用， 早在世界上第1 条地铁 ——伦 敦地铁建设中 就出 现了 阁 。 为了 提高轨 道交 通工程混凝土结构的自 防 水性能， 本文 主要研究了 按外掺 法计算配合比， 考察不同掺 量的 抗裂硅质 防 水剂对混凝土工作性能、 力学性能、 抗渗性能以 及体积 稳定 性能的影响， 从而总结出相应的变化趋势及建议使用掺量， 为 该 材料在轨道交通工程中的 应用提供理论依据。 1 试验 1 ． 1 原材料 水泥， 福建 炼石水泥有限 公司生产的炼 石牌P 0 4 2 ．5 水 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐秀华： 抗裂硅质防水剂在轨道交通混凝土结构工程中的应用研究 泥， 比表面积3 4 6 m g ， 密度3 ： 1 2 g ／ c m ； 细集料， 闽江河砂， 细度模数2 ．7 ， Ⅱ 区连续级配中 砂， 无碱活性； 粗集料， 福州闽 侯砂石场， 5 2 5 m m连续级配， 无碱活性； 外加剂， 福建建工建 材科技开发有限公司生产的T W- J S 型缓凝高效减水剂， 减水 率2 0 ％； 粉煤灰， 福州华能实业有限公司生产， Ⅱ 级灰， 细度 2 0 ． 6 ％； 防水剂， 抗裂硅质类型的粉剂防水剂， 其主要性能见 表 1 ； 拌和用水为自来水。 表 1 抗裂硅质防水剂的性能 1 ． 2 混凝土配合 比和试验方案 为了研究外掺抗裂硅质防水剂对轨道交通混凝土结构工 程质量的影响。 采用不同掺量的抗裂硅质防水剂， 研究其对混 凝土工作性能、 力学性能和耐久性能的影响， 基准混凝土配合 比如 P 1 所示， 以K 2 、 K 3 、 K 4 、 K 5 、 K 6 分别代表掺入( 外掺， 下 同) l ％、 3 ％、 5 ％、 7 ％、 9 ％抗裂硅质防水剂的混凝土， 混凝土配 比见表2 。 表 2 混凝土配合比 k e C m 1 ． 3 试验方法 ‘ 混凝土工作性能测试按G B 5 0 0 8 0 2 0 0 2 《 普通混凝土拌 合物性能试验方法标准》 进行； 混凝土抗压强度测试按G B 5 0 0 8 1 --2 0 0 2 ((~通混凝土 力学 性能 试验方法标准 》 进行， 试件 尺寸为1 0 0 m m ~ 1 0 0 m m x l 0 0 m i l l ； 混凝土抗水渗透性能、 抗氯 离子渗透性能、 早期抗裂性能、 收缩性能按 "G B 5 0 0 8 2 --2 0 0 9 《 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 进行测试。 2 结果与分析 2 ． 1 混凝土拌合物的工作性能 抗裂硅质防 水剂掺量对新拌混 凝土 拌合物坍落度及和易 性的影响分别见图1 、 表3 a 从图 1 、 表3 可以看出， 抗裂硅质防水剂掺量在0 9 ％内， 随防水剂掺量的 增加混凝土拌合物的坍落度逐渐增大； 当 抗 图 1 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土坍落度的影响 表 3 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土和易性的影响 编号 P 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 黏聚性 良好 良好 良好 良好 良好 一般 保水性 良好 良好 良 好 良好 一般 一般 是否泌水 否 否 否 否 泌水 泌水 裂防水剂掺量超过一定值时， 混凝土的黏聚性和保水性开始 变差， 甚至出现泌水现象。 这主要是由于抗裂防水剂的掺入使 新拌混凝土含气量增加，抗裂硅质防水剂中的磨细硅粉是一 种玻璃态的矿物质， 也在一定 程度上改 善了 混凝土的流动性， 同 时该抗裂硅质防水 剂含有一定的减水成 分， 在拌合用水量 一 定的条件下，掺入适量的抗裂硅质防水剂可改善混凝土的 流动性。 2 ． 2 混凝土的力学性能 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土抗压强度的影响见图2 。 0 1 0 2 0 3 0 4 O 5 O 6 0 龄期／ d 图 2 抗裂硅质防水 剂掺量对混凝土抗压 强度 的影响 由 图2 可 见， 掺抗裂硅质防 水剂混凝土早期抗压强 度增 长较快， 后期强度增长较为缓慢。 混凝土的3 , 7 、 2 8 及5 6 d 抗 压强度随抗裂硅质防 水剂外掺掺量的增加先增大后降 低； 抗 裂硅 质防 水剂的 掺量在5 ％ 时， 混凝土抗压强度 最高。 当 抗裂 硅质防 水剂外掺量在5 ％ 以内， 混凝土3 、 7 、 2 8 及5 6 d 抗压强 度均高于 基准混凝土( P 1 ) 强度。 其主要原因在于抗 裂硅质防 水剂中 含有大量的 活性氧化 硅和活性氧化铝成分，能 够参与 胶凝 材料的 水化过程， 抗裂硅质防水剂在 适宜 掺量下， 混凝土 中的水分能够满足水泥水化产物 C a ( O H ) 反应形成水化硅 酸钙和水化铝酸钙的需 要， 从而促进 水泥水化的 进行， 混凝土 N E W B U I L DI N G MAT E R I AL S 7 3 弱 ∞ ∞ 暑 ； 日 曼＼ 隈幽 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐秀华： 抗裂硅质防水剂在轨道交通混凝土结构工程中的应用研究 后期强度逐渐提高[2 1 。 当抗裂硅质防水剂的掺量超过5 ％时，随防水剂掺量的 增加， 混凝土抗压强度开始呈逐渐下降的趋势， 甚至掺量达到 9 ％时， 混凝土的2 8 d 、 5 6 d 抗压强度低于不掺防水剂的混凝 土。 结合表3 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土和易性能的影响 可知， 防水剂掺量超过5 ％时， 混凝土的黏聚性、 保水性逐渐 变差。防水剂掺量达到7 ％、 9 ％时， 混凝土拌合物开始出现泌 水现象， 混凝土硬化和水泥水化过程中， 混凝土中的自由水易 蒸发损失， 易受环境因素影响， 到后期会因缺少水分导致膨胀 性钙矾石晶体在未水化颗粒表面生成致密的产物， 从而限制 了 水分的 迁移， 水 泥水化 程度 较低， 混凝 土后期强 度发展较慢， 甚至出现低于不掺抗裂硅质防水剂混凝土抗压强度的现象[3 】 。 这说明该外掺抗裂硅质防水剂的掺量与混凝土力学性能之间 存在一个最佳掺量。 2 ． 3 混凝土抗渗性能 表4为抗裂硅质防水剂掺量对混凝土抗水渗透性能的影 响测试结果。 表 4 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土抗水渗透性能的影响 试样 P 1 K 2 K 4 K 4 K 5 K 6 最大抗渗压力／ MP a 1 ．4 1 ． 6 1 ．8 2 ． 1 2 ．0 1 ． 3 由 表4 可知， 随 着抗 裂硅质防 水剂掺量的 增加， 混凝 土抗 水渗透性能先增强后降低。当防水剂外掺量为5 ％时， 混凝土 最大抗渗压力为2 ． 1 M P a ； 当外加剂掺量从5 ％ 增加至7 ％， 混 凝土最大抗 渗压力变化 不大； 当 外加剂掺 量从7 ％ 增 加至9 ％， 混凝土的最大抗渗压力明显下降。 由此说明掺入适量的抗裂 硅质防水剂可有效改善混凝土的抗水渗透性能。 掺入抗裂硅质防 水剂 可提高混凝土抗 水渗透性能， 其主 要原因在于混凝土的微裂纹、 细小通气孔的存在对混凝土抗水 渗透性均有较大影响。在高水压条件下， 混凝土的微细裂纹逐 渐扩大， 薄弱区域的细小气孔易贯穿连通， 混凝土表面开始出 现渗水现象。当掺入适量抗裂硅质防水剂后， 防水剂中的活性 矿物质与水接触发生化学反应， 可在微细裂纹、 孔隙中形成不 溶性的 物质， 起到填 充孔隙 作用， 降 低混凝土微细裂纹 和孔隙 贯穿 现象的 产生， 从而使 混凝土 抗水渗 透性能 得到有效改 善。 图3 为 不同 掺量抗裂硅质防水 剂对混凝土抗氯离子 渗透 性能的影响。 由图3 可知， 随防水剂掺量从0 增加至5 ％， 混凝土的5 6 d 电 通量和氯离子扩散系数逐渐减小，混 凝土抗氯离子渗透 性能有所提高； 当防水剂掺量在5 ％ 一 7 ％ 范围内， 混凝土的电 通量和 氯离 子扩散系 数变化较小； 当防水剂掺量为7 ％ ～ 9 ％ ， 混凝土电 通量和氯离子 扩散系数呈迅速增大趋 势， 混凝土抗 7 4 新型建筑材料 2 0 1 4 ． 7 4 ． 0 3． 5 0 3 ． o 纛 1 z ． s萋 r-b 2 ． 0鬈 图3 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响 氯离子渗透性能开始下降。 这说明 外掺5 ％ 一 7 ％ 抗 裂硅质防 水 剂混凝土的抗氯离子渗透性能也可得到明显改善。 在地下轨道交通工程中，混凝土的渗透性不只对要求防 水的结构物有意义，更重要的是评价混凝土抗侵入和腐蚀的 能力， 侵蚀性物质在混凝土中的 传输严重影响着混 凝土的 耐 久性。 抗氯离子渗透性是反应 混凝土材料本身特性的一个 参 数， 与混 凝土材料的 孔隙率和组成 混凝土结 构的 水化产物 颗 粒比 表面积有关， 与流 经混凝土的 介质无关。 外掺适量的抗 裂 硅质防水剂，能在保持混凝土良好工作性能的条件下降低拌 合用水量， 混凝土中的自由 水能 够保证水泥水化的持续 进行， 从而促进防水剂中的活性成分二次水化反应的进行，增加的 水化产物能够 达到 填充孔隙、 微 细裂缝的目 的， 提高混凝土结 构的密实性； 而当掺量过大时， 由于抗裂硅质防水剂中含有一 定的减水成分， 混凝土易出现泌水现象， 混凝土中的自由水易 蒸发损失， 水泥水化不够充分， 抗裂硅质防水剂中的活性矿物 质也不能发挥良好的火山灰效应， 导致混凝土结构孔隙较大、 孔隙率较高， 混凝土的抗氯离子渗透性能也随之变差。 2 ． 4 混凝土体积稳定性 表5 为抗裂硅质防水剂掺量对混凝土体积稳定性的影响。 表 5 抗裂硅质防水剂掺量对混凝土体积稳定性的影响 F h 表5 可见， 随防水剂掺量从0 增加至9 ％， 掺防水剂混 凝土的初始裂纹出现时间呈逐渐延迟的趋势，混凝土单位面 积的总开裂面积、 收缩值开始都呈逐渐减小的趋势， 混凝土体 积稳定性逐渐提高； 但防水剂掺量超过5 ％时， 混凝土单位面 积的总开裂面积、 收缩值反而逐渐增大， 混凝土的体积稳定性 呈下降 趋势。 以 此可说明， 掺 入适量抗裂硅质防水剂 可有效改 善混凝土的体积稳定性。 抗裂 硅质防水 剂能改 善混凝 土的 体 积稳定性， 是由 于防水 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 徐秀华： 抗裂硅质防水剂在轨道交通混凝土结构工程中的应用研究 剂含有一定的 减水成分， 能够促使水泥 颗粒分散、 水泥颗粒中 吸附的自 由 水得以 释放， 随防水剂 掺量的 增加， 混凝土中 会有 更多的自由 水存 在。 早期 抗裂试 验过程中， 混 凝土内 部的 泌水 速率大于平板表面水分蒸发速率， 从而延缓了混凝土初始裂纹 的出现。当抗裂硅质防水剂掺量从0 增加至5 ％时， 一方面， 适 量防水剂的掺入增加了混凝土密实性， 可有效降低混凝土内部 收 缩拉应力的最大值； 另一方面， 可使混 凝土内 部因 裂缝引起 的应力维持在一个较低的水平， 从而有效提高混凝土的早期抗 开 裂性 能朗 。 除 此之 外， 抗裂 硅质防 水剂中 含 有一定的 微 膨胀成 分， 与水泥浆接触拌合后， 产生适度的微膨胀， 一定程度上弥补 了水泥水化时产生的体积收缩， 从而减少混凝土限制性收缩而 产生 裂缝， 能 够有效 提高 硬化 混凝土 后期的 抗收 缩性能 圈 。 当 防 水剂掺 量从5 ％ 增 至9 ％ ， 混 凝土拌 合物中 颗粒间充 满 自由 水， 在试验过程中， 表面水 分蒸发速率易大于混 凝土内 部 水向表面迁移的速率， 造成混凝土毛细管中产生负压， 混凝土 塑性收缩开始增大。此时随抗裂硅质防水剂掺量的增加， 混凝 土早期抗开裂性能和硬化物混凝土后期抗收缩性能有所下降。 3 抗裂硅质防水剂在混凝土中作用过程分析 抗 裂硅质防 水剂是一 种利用沸石粉、 硅粉等活性矿物质 经一定的改 性、 表面活化等工艺处 理而成的 产品 ， 掺入适量抗 裂硅质防水剂中的沸石粉、 硅粉等活性矿物成分对混凝土的 作用过程主要包含以下3 个方面： ( 1 ) 抗裂硅质防水剂中的沸石粉是一种多孔性材料， 内比 表 面积较大， 在自 然状态下能 够吸附 大量的 空气与水 分。 在混 凝土拌合过程中， 水分易进入沸石粉的多孔结构中， 导致多孔 中的 气体逸出， 混凝土拌合物的含气量增加阿 ， 从而在一定程 度上提高了 混凝 土拌合物的流动性。由 于 沸石粉的 吸水性较 强， 对新拌混凝土的流动性有不利影响， 因此， 抗裂硅质防水 剂的掺量需要控制在一定范围内。 ( 2 ) 抗裂硅质防水剂中 含有丰富的活性S i O 、 活性A l 2 0 ， 和硅氧四面体[ s i0 4 ]结构的矿物质， 具有良 好的火山灰效应。 水泥成分中对水泥水化和强度发展起主要作用的主要是 c 、 C 3 S 两种熟 料成分， 其在水溶液中与石膏的水化反 应过 程如式( 1 ) 一 式( 3 ) 。 C 3 S ~ C S H + C H ( 1 ) C + 3 C S H 2 + 2 6 H C 3 C S H 3 2 ( A F t ) ( 2 ) C 3 C S H 3 2 + C + 4 H _ 3 C C S H 1 2 ( A F ro ) ( 3 ) ( 3 ) 产 物中的C a ( 0 H ) ： 晶体易在碱性的孔溶液中沉淀， 抗 裂硅质防水剂中的 活性 成分在碱性溶液中 受O H 一 的 侵蚀， 开始分解， 反应过程如式( 4 ) 、 式( 5 ) 。分解形成的[ s j O( O H ) r 和[A 1 ( 0 H ) 一 在碱性溶液中 与C a 结合形成水化硅酸钙 和水 化铝酸 钙等胶凝结构。 抗裂硅质防水剂中的 活性成分S i O 和 A 1 20 3 与水泥水化过程中 释放的氢 氧化钙反应， 形成C — S — H 和铝酸 盐， 从而 促使混 凝土的 过度界 面区、 孔隙 结构 得以改善， 同时提高了混凝土的力学性能和耐久性能。 S i 0 一S i 3 + + 6 0 H - ~2 [ S i O ( O H ) 3 ] 一 ( 4 ) S i ~ --O --A P ％ 7 0 H - ~2 [ S i O ( O H ) 3 ] - + [ A 1 ( O H ) 4 ] 一 ( 5 ) 4 工程应用 抗裂硅质防水剂配制高性能混凝土技术迄今已在福州轨 道交通工程 1 号线土建工程中得到了成功应用[7 1 。地下车站 顶板、 底板、 侧 墙、 梁、 柱等主体结构混 凝土中 添加的抗裂硅 质 防水剂， 根据设计要求和试验室性能测试结果， 确定防水剂掺 量为胶凝材料质量的5 ％ 一 6 ％。 配制出的混凝土具有良好的工 作性能、 力学性能以及耐久性能， 在福州轨道交通工程应用中 取得了良 好的技术经济效益。 5 结论 ( 1 ) 混凝土中掺入适量抗裂硅质防水剂， 可以改善混凝土 的流动性， 当抗裂硅质防水剂的掺量超过5 ％ 时， 混凝土的和 易性开始呈逐渐下降趋势。 ( 2 ) 随抗裂硅质防水剂掺量的增加， 混凝土的3 、 7 、 2 8 及 5 6 d 抗压强度先增大后降低， 抗裂硅质防水剂的掺量在5 ％ 时， 混凝土抗 压强 度最高。 掺抗裂硅质防水剂的 混凝土早期抗 压强 度增长较快， 后期强度增长较为 缓慢。 ( 3 ) 掺适量抗裂硅质防水剂可以改善混凝土的抗水渗透 性能 和抗氯离子渗 透性能，抗裂硅质防水剂掺量在5 ％以内 时， 随防水剂掺量的增加， 混凝土抗渗透性能逐渐提高； 抗裂 硅质防水剂掺量在5 ％ 7 ％时， 混凝土的抗渗性能较佳。 ( 4 ) 掺入适量抗裂硅质防水剂可以改善混凝土的体积稳 定性， 防水剂掺量在5 ％以内， 随防水剂掺量的增加， 混凝土 体积稳定性呈逐渐增强的 趋势，’其中 掺量为5 ％ 时， 混 凝土的 体积稳定性最佳。 参考文献： 。 【 1 】 刘永彬， 鲁统卫， 王谦． 混凝土抗裂防水剂的性能及其在刚性防 水剂工程中应用[ J 】 ． 混凝土， 2 0 1 2 ( 7 ) ： 8 6 — 8 8 ． [ 2 】 刘娟红， 李政， 邓裕才， 等．抗裂防水剂在北京地铁 5 线高桥箱梁 混凝土中的应用研究叨． 混凝土， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 7 0 — 7 2 ． [ 3 】 高延继， 赵顺增， 邵高峰， 等． 冈 0 性防水技术的发展与展望叨． 新型 建筑材料， 2 0 1 1 ( 1 1 ) ： 7 2 — 7 5 ． [ 4 】． 刘小艳， 金丹， 刘开琼， 等． 掺再生微粉混凝土的早期抗裂性能[ J 】 ． 建筑材料学报， 2 0 1 0 ， 1 3 ( 3 ) ： 3 9 8 — 4 0 1 ． ( 下转第 7 8页) NE W BUI L DI NG MAT E RI AL S 7 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王永魁， 等： 提高玻化微珠保温板耐抽}生 1晌 研究 表 5 K H 5 6 0和聚乙烯醇改性对保温板耐水性的影晌 从表5 可见， K H 5 6 0改性能明显降低保温板的吸湿率及 吸水量； 但常温固化时， 聚乙烯醇改性起了反作用， 即增大钠 水玻璃的吸湿率及吸水量。 这是因为， K H 5 6 0 是由 有机官能 团和3 个烷氧基组成， 水溶性好， 遇水时， 烷氧基水解成硅醇 ( _一S i —0 H ) ，易与硅酸溶胶表面的羟基发生脱水缩合反应， 形成三维的—S j ～( ) _ — ．s i 一交联结构， 结合牢固， 而有机官能 团外露， 疏水性强， 因而提高了保温板的耐水性。 其反应式为： C H 2 0 C H C H 2 0 ( C H 2 ) 3 S i ( O C H ~ 3 + 3 H 2 0 —_ + C H 2 0 C H C H 2 0 ( C H z ) ( O H ) 3 + 3 C H 3 O H C H 2 O C H C H 2 0( C H 2 ) 3 S i ( 0 H ) 3 + 【 s i ( O H ) 4 】 ．--- * C H 2 O C H C H 2 0 ( C H 2 ) 3 S i ( O H ) m [ O S i ( O H ) 3 1 3 ~ [ S i ( O H ) 4 ] i + ( 3 - m ) H 2 0 其中： m = 0 、 1 或2 。 m 值越小， 硅醇与硅酸溶胶结 合得越牢固， 保温板耐水性就越 好。 2 ． 5 有机一 无机复合改性剂对保温板耐水性的影响 综合上述试验结果，将锂水玻璃与K H 5 6 0 复配成有机一 无机复合改性剂对钠水玻璃进行改性， 以氟硅酸钠和水泥为 固化剂， 并结合加热固化的方式， 制作保温板， 其吸水量测试 结果见表6 。 表 6 锂水玻璃与 K H 5 6 0复合改性对保温板吸水量的影响 项目 化 吸水量／ ( k g ／ m2 ) 2 ． 2 5 1 20 0 ． 9 5 由表6 可见， 有机一 无机复合改性剂改性钠水玻璃可明显 改善保温板的耐水性能， 常温固化时， 吸水量可达 1 ． 0 0 k 蜀 『 m 2 ， 2 0 0 ℃加热固化时， 吸水量最低可达0 ． 9 5 k g ／ m ~ o 而G B ／ T 1 0 3 0 3 --2 0 0 1 《 膨胀珍珠岩绝热制品》 要求玻化微珠保温板的 吸水量应不高于1 ． 0 0 k g ／ m ， 即可达到建筑行业内外保温产品 应用要求。 按表6 中复合改性+ 常温固化方案制作保温板，并测试 其综合性能， 结果见表7 。 表 7 玻化微珠保温板的综合性能 的要求， 可在外墙外保温工程中使用。 3 结论 ( 1 )水 玻璃固 化方式、固 化剂种类、 水玻璃复合改 性、 K H 5 6 0改性等与保温板耐水性关系密切， 对钠水玻璃进行有 机一 无机复合改性， 并以氟硅酸钠和水泥为固化剂， 可有效改 善玻化微珠保温板的耐水性。 ( 2 ) 复合水玻 璃和K H 5 6 0 改性通过水玻璃硬化时 将内 层 钠离子屏蔽起来， 以减弱钠离子的吸湿性， 从而提高保温板的 耐水性。 ( 3 ) 通过对钠水玻璃进行有机一 无机复合改性后制备的 玻化 微珠保温板吸水量不高于1 ．0 0 k g ／ m 2 ， 符合G B ／T 1 0 3 O 3 — 2 0 0 1 标准关于耐水性的要求， 可在外墙外保温工程中使用。 参考文献： ． 【 1 】 刘锦子， 江开宏． 新型无机涂料的研制『 J ] ． 新型建筑材料， 2 0 0 4 由 表7 可见， 其各项性能指 标均符合G B 厂 I’ 1 0 3 0 3 --2 0 0 1 A ( 1 2 ) ： 45 - 4 6 ． 潘嘉祺， 陈麒忠， 付拓． 水玻璃型砂的c O 2 与氟硅酸钠复合固化 法叨． 上海应用技术学院学报： 自 然科学版， 2 0 1 2 ， l 2 ( 3 ) ： 1 8 6 — 1 9 0 ． 庞宗霞， 田利民． 水泥一 水玻璃浆液的室内试验与研究[ J ] ． 山西交 通科技， 2 0 1 0( 5 ) ： 1 5 — 1 6 ， 1 9 ． 樊 自田， 王继娜 ， 汪华方 ， 等． 水玻璃粘结剂 改性技术 的现状及 发 展趋势[ J ] ．现代铸铁， 2 0 0 7 ( 4 ) ： 7 8 — 8 0 ． 康永． 水玻璃的固化机理及其耐水性的提高途径f J 】 ． 佛山陶瓷， 2 0 1 1 ( 5 ) ： 4 4 — 1 7 ． 刘 品华 ， 李照剐 ， 杨芬 ， 等． 半 I P N技术 复合聚 乙烯 醇一 水 玻璃的 研究[J ] ． 企业技术开发， 2 0 0 3 ( 1 6 ) ： 1 0 - 1 2 ． { ( 上接第 7 5 页) 【 5 】 王超航 裂硅质防水剂的防水机理及性能特点【 J 】 ． 新型建筑材料， [ 7 ] 2 0 1 1 ( 9 ) ： 9 2 — 9 3 ． 【 6 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