论述美国永凝液的科学性能及防水工程的应用

前言

　　永凝液为美国 EVERCRETE 公司专门研制生产 ，始于 1942 年。其品种有， DPS 、 RMO 、 TS 、DC、 EW 等，产品以优质的防水性能首先用于军事工程，以后用于世界各地的民用设施。迄今已在全世界 5000 多个地区与城市广泛应用。例如美国海洋公园、俄亥俄州公共游泳池、奥林匹克村速滑场、日本东京迪士尼乐园、香港迪士尼乐园等。

混凝土永凝液 DPS （ deep penetration sealer ）深层渗透型防渗剂

1.1 永凝液DPS 的作用机理
　　永凝液DPS 为碱激活的化学渗透液，根据美国检测报告，一块混凝土内部所含的碱至少是表面区域的361倍，所以永凝液DPS渗入到混凝土并与碱发生化学反应不但十分有效，而且其生成物成为混凝土永远的一部分而不仅仅是表面的涂层。同时永凝液DPS中的催化剂也有促使其穿透混凝土表面或其中的骨料并向下寻找水分进行反应。
　　永凝液DPS在水和混凝土中的碱的共同作用下，在所有空隙处和微粒（沙子、骨料和水泥）的潮湿表面立即反应形成硅凝胶，只要有水和碱存在的条件下，这种反应将持续进行下去，长时间后，这层硅凝胶就会水化变成坚固透气的、充满玻璃状结构的物质，它可以永久防水防潮，同时提高混凝土表面硬度、防尘能力、表面压强、弯曲强度。
　　在空隙和微粒表面，永凝液DPS同水中的碱进行反应。由于毛细作用形成一层坚硬的凝胶，充满混凝土表面下的各个空隙和孔道。
　　永凝液DPS 对水有亲和力，促进它在空隙和孔道中的流动，形成更多的粘性胶，覆盖更多的空隙和孔道，完全充满小的空隙。该过程不断重复，直到混凝土完全被密封。密封过的混凝土仍然能够“呼吸”。

2.2 性能指标
混凝土永凝液DPS分别在国内和国外多家权威机构进行过检测试验：国内检测的检测标准为：北京市地标《界面渗透型防水涂质量检验评定标准》DBJ01-54-2001 。美国检测的检测标准依据的是：ASTM- C-67、ASTM - C -666 、ASTM -C-156 、 ASTM-C-666-using5%NaCl等。其结果均达到或超过规范要求，具体指标、数据如下表：

混凝土永凝液 DPS 特性表

检测报告一混凝土永凝液 DPS 物理性能（渗透型）

检测报告二混凝土永凝液 DPS 环境污染检测

检测报告三混凝土永凝液DPS鉴定（美国）

检测报告四美国匹斯堡检测中心（ 1992.8.26 检测）

混凝土永凝液DPS 与传统防渗材料相比的特点

　　永凝液DPS为无色、无味、无毒性、不燃烧、贮存时期不限、易于运输、无保存环境温度限制的透明液体，先后通过了美国匹斯堡（ Pittsburgh ）检测中心、瑞典国家试验室、加拿大安大略研究室等检验，由美国农业部和内政部批准。1960年起，永凝液可以使用在全联邦（美）内的食品加工区域。产品进入福建地区后通过数十家材料监督检验站的检验。
　　根据该产品的特点以及近年来的应用实践，与传统的防水材料相比具有如下优势：
3.1 环保性：
　　永凝液DPS属环保产品，对人体无害，因而使用范围很广（美国有关于使用于食品加工业的批准文号）。永凝液DPS对环境无害，因而施工现场不受限制。可以在最小或无通风条件下的室内安全使用。对施用过永凝液DPS的区域没有任何污染，具有天然的成品保护功能。
3.2 施工便捷，简化工序
　　永凝液DPS溶液不必稀释，无需配料混合。以原液直接使用刷、滚、涂、喷等任何一种方法施于新、旧混凝土（旧混凝土只需去除表面污垢，混凝土永凝液能渗入即可）、水泥制品或砂浆涂抹层，达到一次充分均匀地浸透全部施工面，即告一次完成。它既不需要多层涂刷或粘贴，也不会像其它外涂层那样磨损，特别适用于使用部位造型复杂情况。
　　不受潮湿基层影响，迎水面、背水面均可施用。因而很适于已建大楼地下室、卫生间、桑拿屋等的渗漏修补项目。目前建筑工程渗漏水仍居质量通病之首，而修补渗漏往往比新建筑的防水还要困难得多，耗资更大。永凝液DPS不仅防水可靠，而且外观及颜色不影响使用。
　　大大简化施工工序，加快施工进度。使用于地下室防水时，可以节省底面防水层下面的砂浆找平层和防水卷材层上的细石混凝土保护层。节省墙面防水层底的砂浆找平层和防水卷材层外的保护。使用于厕浴间防水时，可以省却涂膜防水层底下和上面的两道保护，而于混凝土板上喷涂溶液后即可做楼层饰面。施用过溶液的混凝土表面不会有膜，而且无碱、干爽、光洁、明显改善与饰面层的结合，从而大大延长使用寿命。
3.3 质量可靠，防水寿命长
　　永凝液DPS有极为良好的渗透性与聚合作用。据美国匹斯堡检测中心于1992.8.26检测，2280PSI（合15.732MPa）的混凝土长方体，平均渗透深度8.5英寸（合21.59cm）。于1992年10月10日检测，直径为32长度为62的柱形体，压强为3630PSI(合25.04MPa)的渗透性达到完全通过柱体。
　　由于永凝液DPS的渗透性，永凝液DPS作用于混凝土内部的碱，所以它不会分解或磨损，可以对混凝土进行永久的防水、密封和养护。永凝液DPS渗入混凝土与碱的化学反应不但十分有效，而且其生成物成为混凝土体永远的一部分，永久保护混凝土。
　　永凝液DPS的聚合作用极其良好。混凝土面经处理后可加强与混凝土后浇筑或修补混凝土的结合。改善与柔性防水的结合条件，防止饰面层的脱落。
　　永凝液DPS的喷涂能均匀的养护新筑混凝土，抵抗局部干燥和发丝裂缝。对于已固化的混凝土的表面裂缝，溶液的渗透仍有修补作用。对于结构上的裂缝需按规定进行处理。
　　另外，该防水层形成后不易受损，表面无需特殊保护。相比较其他防水做法的成品保护问题就省事的多。施工中若有其它原因发生的剔凿问题，可以事后原地修补加喷。
3.4 优良混凝土保护剂
　　永凝液DPS的渗入能减少混凝土中的含碱量，减缓水泥中的碱和集料中的碱活性矿物成份发生化学反应，并在渗透过程中挤出混凝土中的多余水和其他杂质，防止外来的有害物的侵入。因而缓解混凝土的碳化过程，减轻混凝土的盐碱破坏，减轻混凝土的腐蚀，因此说，永凝液DPS是混凝土的优良保护剂，其应用领域远不限于防水工程范围。例如混凝土路面，桥梁等经过永凝液处理，因其抗污染能力显著增强，若有冰雪就很容易清除，而不粘结。因此可以解决北方地区，因冬季路面，桥面积雪，而喷洒大量盐水，进而加剧混凝土-钢筋的腐蚀破坏和恶化生态环境的问题。
　　北京市建委、市规委联合印发了《预防混凝土碱集料反应技术管理规定（试行）》的通知。其中关键问题是控制混凝土的含碱量。北京地区的情况是低碱水泥少，施工中多选用高标号普通水泥，其中高碱水泥多；北京又是骨料含碱性物质较高的产区，因此降低混凝土的碱含量难度大，而永凝液DPS却正是对付混凝土中含碱量的反应性物质。永凝液DPS的应用，对于解决混凝土的保护问题及其耐久性改善问题，不失为一种有效的选择手段。
3.5 性价比好
　　相比于同类材料，永凝液产品施用简捷，以永凝液DPS 为例，它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。 永凝液DPS 一次喷涂即可一劳永逸，而且产品的价格适宜，因此它有好的性价比。

混凝土永凝液DPS的施工工艺

1. 施工准备
(1) 基层处理：
　　基层应清除干净，去除污迹、油渍、灰皮、浮渣等。混凝土基层应坚实、平整。若有蜂窝、麻面、开裂、酥松等缺陷，则应事先修补好。修补前应剔凿清洗干净后，先局部喷涂混凝土永凝液DPS，然后用永凝液RMO 浓缩液涂抹配比料或等强度的水泥砂浆修补抹平再涂一遍混凝土永凝液DPS，墙面上的穿墙螺栓，外露钢筋头等应按防水混凝土细部构造要求处理。
永凝液DPS 施用于混凝土表面，对于正常使用情况下的混凝土表面或新筑的混凝土，以先用水冲刷或润湿为佳；对于脏的混凝土表面或在炎热、干燥的气候条件下，使用永凝液DPS 前必须要用水冲刷湿润，但表面不存有明水。
(2)永凝液 DPS 制备：
　　永凝液DPS溶液贮存时要注意盖好，远离热源。用原液直接喷涂，严禁掺水稀释。
　　使用前先将溶液摇晃均匀，直至起泡沫。如果溶液有冻结情况，要待完全融化后再使用。
(3) 设备和工具准备：
　　永凝液DPS喷涂以使用农用型示送喷雾器为宜。
根据承担的作业类型，可用不同的工具。
　　小型或精细作业工程，可用手持型压缩式喷雾器。手动喷雾器是处理开裂、坑洼部位或面积不大的工程的理想工具。
　　较大作业面的混凝土地面、台座、墙体等可采用背负式喷雾器。机动喷雾器用于宽大作业现场，如隧道、运动场、道路、机场等。其他还应备有开刀、钎子、钢丝刷、锤子、抹布、扫帚等工具。
　　喷雾器及小工具等使用后，应清洗干净。高压清洗机等机动设备的使用应严守操作规程，使用后按要求保养。
⑷ 施工环境条件：
　　施工区环境温度在 4℃ -32.2℃ 之间；混凝土表面温度不低于 2℃ ；相对湿度在 10 ％至 90 ％之间。
　　尽量不要在强阳光、狂风或恶劣天气时施工。如果要在强阳光下施工或在施工面温度接近施工上限温度时，则应先将表面喷水降温，然后再施喷永凝液DPS ，防止在溶液渗透进混凝土前变干。　　喷涂作业面不应有其它工种交叉施工或有相邻处的粉尘污染，操作面上不应有施工通道。当雨水或其它水流过表面时或当表面有水坑时不应施工。
2. 施工要点
(1)永凝液 DPS 用量：
　　永凝液DPS 可以广泛应用于混凝土表面或水泥砖、水泥涂抹层。一般情况只需处理一次，对存在特殊问题的地方，可以根据情况加喷。其用量视混凝土或水泥砂浆表面的粗糙程度和微孔数量多少而不同，一般处理面积为 3 -4平方米/公斤左右。
(2) 溶液喷涂：
　　新筑混凝土强度达到 1.2MPa 可上人时即可进行 永凝液DPS 喷涂。在垂直的混凝土表面，应在外模拆除并经表面清洁后即行喷涂。
a. 首先将施工面进行清扫，较脏处应进行清理，严重受污染处应进行清洗；如果施工面有较多灰尘，将影响施工质量，清扫时，用扫把将施工面的灰尘清理干净，如较多则有必要用清水进行清洗，根据污染程度采取是否使用清洗剂，将污染的部份清洗干净；
b. 待清洗完成后，表面无大量积水方可开始施工；
c. 地下室等处如有穿楼板或穿墙管道，须先用永凝液DPS对穿管处混凝土喷涂一遍，然后用柔性防水材料进行填塞，再用水泥砂浆封面，然后再喷涂永凝液DPS一遍，再进行表面装饰施工。
d. 根据施工段的大小和工期，采取交叉流水作业，先喷涂第一遍防水材料，喷涂前将永凝液DPS摇匀至起泡沫。天气过热应进行喷洒清水进行降温，使施工面温度控制在摄氏5-32度为佳。用低压喷射器（压力约20-30psi）喷涂在混凝土表面，在平面采用每人控制一定范围，左右均匀喷涂，在垂直的表面要由下而上均匀喷涂（建议使用低压喷射器，使DPS喷涂及渗透效果达到最佳），平立面搭接处或两名施工人员搭接处，须有15cm的左右喷涂搭接为最佳。喷涂前应检查施工面不要有积水，喷涂时应使施工面全部湿透（最好保持10秒的湿润，如果某处干得较快，请再喷涂一遍），并注意施工后24小时内表面无水接触；
e. 在第一遍防水材料喷涂24小时后，进行第二遍防水材料的喷涂，防止有遗漏之处，喷涂方法如7所提示；
f.如遇到有裂缝（裂缝宽度小于0.3mm的可直接喷涂永凝液DPS）处小于5mm，需处理，处理办法如下：
1）、将裂缝处开V型槽，深度应不小15mm；
2）、将V型槽内清理干净，必要时可用清水刷一遍；
3）、先喷涂一遍永凝液DPS，再将永凝液RMO与水泥混合后塞满V型槽，并抹平，必要时可以加少许砂；
4）、重复7、8项程序即可；
　　永凝液DPS涂刷后正常的渗透时间为1-2小时。若天气干燥时，可在喷刷溶液后1小时在混凝土表面轻喷清水，以使溶液更好地渗入。30 分钟后，便可允许轻度触碰。处理后3小时或表面干燥时，多数情况下地面便可行走。在处理12小时后，斜坡下面的基础部分可以用土回填。喷涂24小时后，清洗干净表面的浮出物后便可进行其它装饰作业（必要时，可使用鼓风机或风扇吹施工面，以加速其晶体化过程）。永凝液DPS 的渗入会使混凝土内的杂质如油脂、酸、过多的碱、盐等浮至表面，可每天用水冲刷直至杂质被洗掉为止。
(3) 局部构造处理：
　　对水池等进、出水管口部位，要用 永凝液DPS 预先涂刷处理，然后才能大面积施工。
　　对于可能破坏防水封闭层整体性的一些细部构造，如穿过防水层的管道、预埋件等，都必须采取有效的防水加强措施，提高其严密性。
　　地下室外墙的施工缝部位、阴角处均应作加强处理层。加强处理可采用永凝液RMO 涂覆层；阴阳角作涂覆层加强一般为一布二涂。
⑷ 混凝土开裂部位，应先喷涂 永凝液DPS ，然后用水泥浆、同强度等级水泥浆（或掺加少量永凝液的水泥浆、水泥砂浆）或混凝土（或掺加膨胀剂的混凝土）进行修复后再喷溶液。 永凝液DPS 不能用于填充可见裂缝或用于涂有油漆或其它覆盖层的表面。