1  材料简介及防水原理

水泥基渗透非结晶型防水材料，是以高强度水泥为载体，经特有活性物质和微硅粉改性而成。该类材料在加拿大研制成功，并引入我国，目前已开发了聚合物改性水泥基渗透非结晶型防水涂料、混凝土外加剂、结构修补砂浆等多种产品。

微硅粉是一种非晶态硅，与水泥在水化过程中产生的游离钙发生凝硬反应，生成非晶态水化硅酸钙。其反应式为：

mSiO2＋nCa2+十xH2O→（CaO）n（SiO2）m（H2O）x

非晶态水化硅酸钙颗粒的大小约1mm，比水分子小很多，可以填充水泥浆中的毛细孔并使其断开互不相连，使水泥浆的透水性大大降低。这些硅酸钙是不溶于水的，可将一定深度结构层中的毛细孔堵塞，达到防水的效果，在混凝土的毛细孔中，水化硅酸钙以密集堆积的球状存在，而非晶状体（见图l）结构使之稳定性极强，对温度、压力、外界的机械冲击适应性更佳，可以使内部水蒸气透出，而液态水不能侵入。由于毛细孔中的水化硅酸钙颗粒是非结晶态物质，因此被称为是水泥基渗透非结晶型防水材料，以区别于渗透结晶型材料。

在防水涂料产品中，加入聚合物进行改性，如亚克力增强剂。亚克力增强剂是一种高效混凝土外加剂，专门用于改善硅酸盐水泥、砂浆、硅酸盐水泥基防水材料的物理性能，在正常条件下使用，可以使混凝土的抗弯强度、抗张强度提高2～3倍，抗冲击强度提高4倍以上，还可以提高混凝土的耐腐蚀、耐磨擦和抗冻融能力。除凝硬反应产生的渗透外，还在结构表面形成一层密实度极高、具有良好防水效果的坚硬涂层。由于微硅粉、聚合物颗粒和非晶态水化硅酸钙等颗粒的尺寸都很小，使得涂层和被涂刷表面的微观结合距离大大缩短，从而极大地提高了涂层与结构的结合强度（8 MPa），在迎水面和背水面都能有效防水。如果涂层发生断裂，在涂层处就会有较多的水聚集并渗漏，这时，此处的水化反应速度较快，生成的游离钙较多，凝硬反应相对就比较剧烈，生成的非晶态水化硅酸钙逐渐地集合聚积在一起，一段时间后就可以将裂缝弥合，即涂层自行愈合，重新起到防水作用。

2  工程应用

2．1 地铁既有线渗漏治理

天津地铁既有线始建于20世纪70年代，全长约7.3 km，基本采用明挖法施工，为矩形框架结构。除西站—西北角站区间采用聚氨酯外涂防水做法外，其余区段均采用“三毡四油”外包防水做法。经过20多年的运营，目前，渗漏水现象严重。经过现场踏勘，发现区间结构变形缝的顶板、侧墙部位均有不同程度的渗、漏水及涌水现象，结构墙体局部裂缝、蜂窝孔洞及预埋铁件位置等有不同程度的渗漏，必须进行病害治理。该工程主要难点是大面积渗漏、涌水，结构局部松散，而且以前曾进行过不彻底的修补，给进一步的治理保护造成了

障碍。病害治理中利用水泥基渗透非结晶型防水材料，结合灌浆工艺，采用了刚柔并济的方法，圆满完成了任务。图2是天津地铁既有线经过治理后的变形缝。

2．2 污水处理厂池体维修保护

天津纪庄子污水处理厂始建于20世纪80年代，是全国最早的污水处理厂之一，采用传统活性污泥法二级处理工艺，其构筑物均为钢筋混凝土结构。由于池内壁、池底常年受高浓度、多成分的污水侵蚀，固体颗粒的磨蚀、微生物腐蚀以及钢筋混凝土结构自身老化等原因，构筑物内、外壁及池底均存在不同程度的破损和渗漏。该工程要解决的问题主要是混凝土结构的微生物和酸、碱的腐蚀防护以及耐磨性能。采用水泥基渗透非结晶型防水材料处理，使修复后的构筑物从外观、性能达到或超过设计标准，延长钢筋混凝土的寿命（见图3），该工程获得了天津市政府颁发的科技进步三等奖。

2．3 李家峡水电站溢洪道抗冲蚀层维修

李家峡水电站是黄河上游龙羊峡至李家峡河段规划开发的第3个大型梯级水电站，位于青海省尖扎县交界处。1996年9月右中孔溢洪道抗冲耐磨层采用400＃硅粉混凝土施工。1997年元月开始泄水，最大流量约600 m3／S，泄流次数多达50次以上，泄水后检查，抗冲耐磨层局部成块成片被冲掉，之后进行过修补。但是，该地区气候干燥，修补后的硅粉混凝土在表面产生了大量的龟裂、空鼓，整个泄水道底板都存在裂缝空鼓现象，严重影响了溢洪道的正常使用。采用“艾迪康”水泥基渗透非结晶型防水材料和“优止水”高效防水剂进行防水处理彻底解决了这个难题。

2 ．4 北京中国美术馆地下室防水

中国美术馆原防水采用“傅振海刚性防水砂浆抹面”的施工工艺。在工程施工前地下室无渗漏，施工后由于原防水砂浆受到破坏，造成开裂，以及新增的各种穿墙管线的防水处理不完善等原因，导致地下室墙面、墙地结合的阴角部出现严重渗漏。使用“优止水”高效防水剂进行防水施工圆满解决了问题。

2．5 桥梁涂装保护

2001年2月25日，天津市卫津河的全面改造工程开工，其中非常重要的工程就是横跨卫津河的16座桥梁的整修。由于年久失修和自然气候的侵蚀，这些桥梁已出现不同程度的破损。这次整修工程中，桥梁护栏和桥墩用SP防水装饰涂料（一种聚合物改性渗透非结晶型防水涂料）保护，取得了很好的效果（见图4）。

3  结语

工程实践表明，水泥基渗透非结晶防水材料具有较强的渗透性，单向呼吸性，永久的防水能力，独特的自我修复能力，特有的整体防水能力，防化学侵蚀，并对钢筋起保护作用，无毒、无公害，施工简单，对复杂混凝土基面适应性好等优点。在水位经常波动、变化，以及经常受到机械震动的环境下，如地铁隧道、地下室、溢洪道、水池等结构，水泥基渗透型非结晶防水材料展示了其优越性能，解决了一般防水材料无法满足的难题。

与常规防水材料相比，水泥基防水材料具有很多优点，如可用于新、旧混凝土基面，与混凝土基底粘结性能优越，可在潮湿基面施工等，因而受到广泛关注，新型产品不断涌现。如水泥基渗透结晶型防水材料（cccw）、聚合物改性水泥基防水材料（JS）等，而水泥基渗透非结晶型防水材料的出现，受到人们的普遍关注，并在混凝土结构渗漏治理中得到广泛应用。

1  材料简介及防水原理

水泥基渗透非结晶型防水材料，是以高强度水泥为载体，经特有活性物质和微硅粉改性而成。该类材料在加拿大研制成功，并引入我国，目前已开发了聚合物改性水泥基渗透非结晶型防水涂料、混凝土外加剂、结构修补砂浆等多种产品。

微硅粉是一种非晶态硅，与水泥在水化过程中产生的游离钙发生凝硬反应，生成非晶态水化硅酸钙。其反应式为：

mSiO2＋nCa2+十xH2O→（CaO）n（SiO2）m（H2O）x

非晶态水化硅酸钙颗粒的大小约1mm，比水分子小很多，可以填充水泥浆中的毛细孔并使其断开互不相连，使水泥浆的透水性大大降低。这些硅酸钙是不溶于水的，可将一定深度结构层中的毛细孔堵塞，达到防水的效果，在混凝土的毛细孔中，水化硅酸钙以密集堆积的球状存在，而非晶状体（见图l）结构使之稳定性极强，对温度、压力、外界的机械冲击适应性更佳，可以使内部水蒸气透出，而液态水不能侵入。由于毛细孔中的水化硅酸钙颗粒是非结晶态物质，因此被称为是水泥基渗透非结晶型防水材料，以区别于渗透结晶型材料。

在防水涂料产品中，加入聚合物进行改性，如亚克力增强剂。亚克力增强剂是一种高效混凝土外加剂，专门用于改善硅酸盐水泥、砂浆、硅酸盐水泥基防水材料的物理性能，在正常条件下使用，可以使混凝土的抗弯强度、抗张强度提高2～3倍，抗冲击强度提高4倍以上，还可以提高混凝土的耐腐蚀、耐磨擦和抗冻融能力。除凝硬反应产生的渗透外，还在结构表面形成一层密实度极高、具有良好防水效果的坚硬涂层。由于微硅粉、聚合物颗粒和非晶态水化硅酸钙等颗粒的尺寸都很小，使得涂层和被涂刷表面的微观结合距离大大缩短，从而极大地提高了涂层与结构的结合强度（8 MPa），在迎水面和背水面都能有效防水。如果涂层发生断裂，在涂层处就会有较多的水聚集并渗漏，这时，此处的水化反应速度较快，生成的游离钙较多，凝硬反应相对就比较剧烈，生成的非晶态水化硅酸钙逐渐地集合聚积在一起，一段时间后就可以将裂缝弥合，即涂层自行愈合，重新起到防水作用。

2  工程应用

2．1 地铁既有线渗漏治理

天津地铁既有线始建于20世纪70年代，全长约7.3 km，基本采用明挖法施工，为矩形框架结构。除西站—西北角站区间采用聚氨酯外涂防水做法外，其余区段均采用“三毡四油”外包防水做法。经过20多年的运营，目前，渗漏水现象严重。经过现场踏勘，发现区间结构变形缝的顶板、侧墙部位均有不同程度的渗、漏水及涌水现象，结构墙体局部裂缝、蜂窝孔洞及预埋铁件位置等有不同程度的渗漏，必须进行病害治理。该工程主要难点是大面积渗漏、涌水，结构局部松散，而且以前曾进行过不彻底的修补，给进一步的治理保护造成了

障碍。病害治理中利用水泥基渗透非结晶型防水材料，结合灌浆工艺，采用了刚柔并济的方法，圆满完成了任务。图2是天津地铁既有线经过治理后的变形缝。

2．2 污水处理厂池体维修保护

天津纪庄子污水处理厂始建于20世纪80年代，是全国最早的污水处理厂之一，采用传统活性污泥法二级处理工艺，其构筑物均为钢筋混凝土结构。由于池内壁、池底常年受高浓度、多成分的污水侵蚀，固体颗粒的磨蚀、微生物腐蚀以及钢筋混凝土结构自身老化等原因，构筑物内、外壁及池底均存在不同程度的破损和渗漏。该工程要解决的问题主要是混凝土结构的微生物和酸、碱的腐蚀防护以及耐磨性能。采用水泥基渗透非结晶型防水材料处理，使修复后的构筑物从外观、性能达到或超过设计标准，延长钢筋混凝土的寿命（见图3），该工程获得了天津市政府颁发的科技进步三等奖。

2．3 李家峡水电站溢洪道抗冲蚀层维修

李家峡水电站是黄河上游龙羊峡至李家峡河段规划开发的第3个大型梯级水电站，位于青海省尖扎县交界处。1996年9月右中孔溢洪道抗冲耐磨层采用400＃硅粉混凝土施工。1997年元月开始泄水，最大流量约600 m3／S，泄流次数多达50次以上，泄水后检查，抗冲耐磨层局部成块成片被冲掉，之后进行过修补。但是，该地区气候干燥，修补后的硅粉混凝土在表面产生了大量的龟裂、空鼓，整个泄水道底板都存在裂缝空鼓现象，严重影响了溢洪道的正常使用。采用“艾迪康”水泥基渗透非结晶型防水材料和“优止水”高效防水剂进行防水处理彻底解决了这个难题。

2 ．4 北京中国美术馆地下室防水

中国美术馆原防水采用“傅振海刚性防水砂浆抹面”的施工工艺。在工程施工前地下室无渗漏，施工后由于原防水砂浆受到破坏，造成开裂，以及新增的各种穿墙管线的防水处理不完善等原因，导致地下室墙面、墙地结合的阴角部出现严重渗漏。使用“优止水”高效防水剂进行防水施工圆满解决了问题。

2．5 桥梁涂装保护

2001年2月25日，天津市卫津河的全面改造工程开工，其中非常重要的工程就是横跨卫津河的16座桥梁的整修。由于年久失修和自然气候的侵蚀，这些桥梁已出现不同程度的破损。这次整修工程中，桥梁护栏和桥墩用SP防水装饰涂料（一种聚合物改性渗透非结晶型防水涂料）保护，取得了很好的效果（见图4）。

3  结语

工程实践表明，水泥基渗透非结晶防水材料具有较强的渗透性，单向呼吸性，永久的防水能力，独特的自我修复能力，特有的整体防水能力，防化学侵蚀，并对钢筋起保护作用，无毒、无公害，施工简单，对复杂混凝土基面适应性好等优点。在水位经常波动、变化，以及经常受到机械震动的环境下，如地铁隧道、地下室、溢洪道、水池等结构，水泥基渗透型非结晶防水材料展示了其优越性能，解决了一般防水材料无法满足的难题。