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水泥基滲透結晶型防水材料的應用及優勢


來源:admin 瀏覽: 發布日期:2016-08-18 16:45【

朱海濤,金士元

(1.鐵道部大橋工程局,上海 200000;2.上海宏潤建設集團公司,上海 201508)

摘     要:本文主要介紹xypex這種獨特的防水、防腐、防裂環保材料在污水處理廠工程中的混凝土結構池體內外涂刷的應用效果及其起到的功效優勢,并簡要介紹其主要機理及功能上的特點,供同仁參考。

關鍵詞:污水處理廠;防腐蝕;防滲漏;防治裂縫;xypex;濃縮劑;增效劑;摻合劑

1 工程概況

  寧波市北區污水處理廠,為浙江省城建環保工程之一,屬省、市兩級重點工程。位于寧波市東北新泓口,臨海。屬鎮江區澥浦地界。一期規模的日處理(二級處理)能力為10萬m3/d,占地面積為15.48萬m2。該工程的建設單位為寧波北區污水處理有限公司,由中國市政中南設計研究院設計、杭州天恒投資管理建設有限公司監理、宏潤建設集團有限公司寧波分公司負責施工。廠區內的主要構(建)筑物包括:生化池2座,108.8 m×41.6 m×7 m(長×寬×高),是本工程最大的單體,單座規模q=5.0萬m3/d。二次沉淀池4座,呈圓形,內徑為40 m,高5.12 m,單體規模q=2.5萬m3/d,其它有二沉池配水井及污泥泵房1座;粗格柵間及進水泵房1座;細格柵間及曝氣沉砂池2座;紫外消毒槽2座;鼓風機及配電間1座;排海泵房1座;廠內高位井1座;儲泥池2座;污泥濃縮脫水間1座,以及其它辦公、生活附屬設施等配套工程。

  主體結構完成后,為了防止池體等混凝土結構的滲水、漏水對周圍環境造成污染,建設單位要求設計和施工單位選擇質量可靠、防水防腐防裂效果最好的材料,對混凝土池體的內、外及底表層進行涂刷,以確保避免池內的污染物質外泄滲漏,并要求這種外涂層能使結構物的耐久壽命達到設計要求的最長年限。為此,宏潤集團根據國內、外的資料及實踐經驗和成果,建議采用母料從加拿大進口半國產化的xypex(賽柏斯)這種獨特有效的防水、防腐、治裂的材料,該材料國家建設部曾于2001、2004、2007年三次作為“科技成果推廣指南項目”向全國推薦,而且該材料現階段工程應用成功范例比較多,試驗報告和專論資料比較齊全豐富,國內、外享有盛譽。經業主、設計、監理和施工四方組成一個實地組進行調查和觀察,最后上呈報告:“……認為采用這種好材料的優勢,雖然一次投資稍高些,但能保證結構物防水、防腐、防裂的耐久性,加拿大xypex化學公司是世界上最早生產水泥基滲透結晶型防滲材料的廠家,已有40年的歷史。這種材料施工簡單、工期短又是無味、無毒的環保材料,其綜合造價還是低的……”,四方一致的結論:“采用xypex作為外涂層,是明智的選擇”。現在一期工程在2007年底全部竣工。經驗收完全合格,實踐證明用xypex用于污水處理廠的防水、防腐、防裂已取得了良好的效果,該污水處理廠已投入正式運營。

2 xypex(賽柏斯)材料的主要機理

  xypex這種水泥基滲透結晶型防水材料(cementitious calillary crystalline waterproofing material)簡稱cccw,是由一組活性極強的化學物質和波特蘭水泥、特殊級配的硅砂等組成的灰色粉末材料,其作用機理是:材料中含有的活性化學物質(即催化劑)以水作載體,在混凝土微孔及毛細管中滲透、充盈、催化混凝土中未完全水化的水泥顆粒再水化,形成不溶于水的枝蔓狀的結晶體,與混凝土結合為整體,充分提高混凝土的密實度,達到防水、防腐、抗裂、補強、保護鋼筋等多方面的效果,達到主動與預防相結合的目的,其機理的形象說明見下列圖1、圖2、圖3。

  xypex作用的機理一反靠膜的表面屏蔽進行防水的傳統模式,而是完全靠化學反應,靠促進混凝土由表及里的再水化和未及水化的水泥顆粒而產生不溶于水的結晶體,充塞在混凝土的微孔及毛細管道內,極有效地增加混凝土密實度,這也從本質上抓住了防水防腐防裂問題的關鍵。

3 xypex(賽柏斯)的主要特點的優勢

  (1)xypex系列材料能長期耐受強水壓

  對經過xypex處理過的混凝土進行了防水性能試驗,結果表明,至少能承受高達120 m以上的水頭壓力,(即1.2 mpa的壓力,此值僅是測試儀器的極限值)。

  (2)xypex滲透催化結晶的深度

  日本在進行滲透深度試驗時,將混凝土試件表面涂上xypex濃縮劑之后,在室外環境中放置12個月,然后量測其滲透深度達到30 cm。

  (3)xypex防水作用是永久的,而且具有自我修復愈合的能力。

  因為它是無機物,在正常條件下不會老化、變質,涂層不怕剌破,而且通過獨特的枝蔓結晶體使混凝土增強了密實度,特別是它具有活性極強的催化劑,遇水就激活,促使水泥再產生新的晶體,如果若干年后被處理過的混凝土結構,因外力或其他原因產生新的細微縫隙時,一旦有水滲入,又會產生新的晶體把水堵住而自我愈合,所以它的作用是永久性的,并可延長混凝土結構的壽命。2006年4月清華大學水利水電工程系對xypex的摻合劑做了“自愈性能研究”的試驗報告,并發表在2006年9月第1卷第2期的《中國科技論文在線》雜志上,其結論意見:“……混凝土結構產生危害性裂縫時其基本已失去自我的觸變復原性能,而xypex摻合劑可以利用混凝土中未完全水化(一般情況下混凝土中未參與水化的水泥和水占相當比例)的自由水或者其它來源的自由水形成針狀晶體, 改善混凝土的自愈性能,從而可以提高混凝土的抗裂和長期耐久性”。而早在2003年3月美國紐約的《建筑師》雜志將該產品評定為“王牌獎”,指出:“xypex(賽柏斯)產品在耐久性、高性能、用戶服務和設計方面得到本行業令人驚訝的好評”。

  (4)xypex是得到世界各國認同并批準可用于飲用水工程的無味,無毒的環保產品。在中國1998年北京市衛生局防疫站、2003年中國建筑材料工業環境監測中心、2007年北京市疾病預防控制中心,都對xypex產品做了飲用水毒理檢測,結論分別是:“實際無毒級”、“符合gb 5749-85《生活飲用水衛生標準》的要求”,“實際無毒”。

  (5)xypex材料能對高低溫,在-32 ℃~+130 ℃的持續溫度下、在-185 ℃~+1 530 ℃間歇溫度下保持其作用。

  (6)由于xypex能使混凝土的密實度(一般為75%~90%)增強,因而能提高其抗壓強度20%~29%,等級低的混凝土,其強度提高的幅度愈大。它能防止化學腐蝕、防止凍融循環、抑制堿骨料反應對混凝土的破壞,更重要的是對鋼筋能起到保護作用。其抗輻射能力,暴露于5.76×104拉法伽瑪射線下無任何損傷,因此國外還將xypex 用在核電站的工程上。

  (7)其涂層不影響混凝土的呼吸,使混凝土結構能保持干燥、不潮。

  (8)由于xypex材料使用時,施工方法簡單、工期短,不需表面找平的準備工作,也省去了保護層。其耐久性好,維修頻率次數很少,因此綜合造價就低。

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