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(shè)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(huán)保材料在污水處理廠工程中的混凝土結(jié)構(gòu)池體內(nèi)外涂刷的應(yīng)用效果及其起到的功效優(yōu)勢，并簡要介紹其主要機理及功能上的特點，供同仁參考。

關(guān)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(qū)污水處理廠，為浙江省城建環(huán)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(zhèn)江區(qū)澥浦地界。一期規(guī)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(shè)單位為寧波北區(qū)污水處理有限公司，由中國市政中南設(shè)計研究院設(shè)計、杭州天恒投資管理建設(shè)有限公司監(jiān)理、宏潤建設(shè)集團有限公司寧波分公司負責施工。廠區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)（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(guī)模q=5.0萬m3/d。二次沉淀池4座，呈圓形，內(nèi)徑為40 m，高5.12 m，單體規(guī)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(nèi)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(shè)施等配套工程。

　　主體結(jié)構(gòu)完成后，為了防止池體等混凝土結(jié)構(gòu)的滲水、漏水對周圍環(huán)境造成污染，建設(shè)單位要求設(shè)計和施工單位選擇質(zhì)量可靠、防水防腐防裂效果最好的材料，對混凝土池體的內(nèi)、外及底表層進行涂刷，以確保避免池內(nèi)的污染物質(zhì)外泄?jié)B漏，并要求這種外涂層能使結(jié)構(gòu)物的耐久壽命達到設(shè)計要求的最長年限。為此，宏潤集團根據(jù)國內(nèi)、外的資料及實踐經(jīng)驗和成果，建議采用母料從加拿大進口半國產(chǎn)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(shè)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(xiàn)階段工程應(yīng)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(nèi)、外享有盛譽。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理和施工四方組成一個實地組進行調(diào)查和觀察，最后上呈報告：“……認為采用這種好材料的優(yōu)勢，雖然一次投資稍高些，但能保證結(jié)構(gòu)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(chǎn)水泥基滲透結(jié)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(huán)保材料，其綜合造價還是低的……”，四方一致的結(jié)論：“采用xypex作為外涂層，是明智的選擇”。現(xiàn)在一期工程在2007年底全部竣工。經(jīng)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(jié)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(zhì)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(zhì)（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(jié)晶體，與混凝土結(jié)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(jié)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(tǒng)模式，而是完全靠化學反應(yīng)，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(chǎn)生不溶于水的結(jié)晶體，充塞在混凝土的微孔及毛細管道內(nèi)，極有效地增加混凝土密實度，這也從本質(zhì)上抓住了防水防腐防裂問題的關(guān)鍵。

3　xypex（賽柏斯）的主要特點的優(yōu)勢

　　（1）xypex系列材料能長期耐受強水壓

　　對經(jīng)過xypex處理過的混凝土進行了防水性能試驗，結(jié)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）。

　?。?）xypex滲透催化結(jié)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(huán)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(zhì)，涂層不怕剌破，而且通過獨特的枝蔓結(jié)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(chǎn)生新的晶體，如果若干年后被處理過的混凝土結(jié)構(gòu)，因外力或其他原因產(chǎn)生新的細微縫隙時，一旦有水滲入，又會產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(fā)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(jié)論意見：“……混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(chǎn)品評定為“王牌獎”，指出：“xypex（賽柏斯）產(chǎn)品在耐久性、高性能、用戶服務(wù)和設(shè)計方面得到本行業(yè)令人驚訝的好評”。

　?。?）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(huán)保產(chǎn)品。在中國1998年北京市衛(wèi)生局防疫站、2003年中國建筑材料工業(yè)環(huán)境監(jiān)測中心、2007年北京市疾病預防控制中心，都對xypex產(chǎn)品做了飲用水毒理檢測，結(jié)論分別是：“實際無毒級”、“符合gb 5749-85《生活飲用水衛(wèi)生標準》的要求”，“實際無毒”。

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

　?。?）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(huán)、抑制堿骨料反應(yīng)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。

　?。?）其涂層不影響混凝土的呼吸，使混凝土結(jié)構(gòu)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(shù)很少，因此綜合造價就低。