国标“ GB18445（2001）水泥基渗透结晶型防水材料”自2002年3月1日实施以来，推动了该材料的研究发展和工程应用。提高了防水工程的工作效率，降低了防水工程的综合成本，某种程度上，满足了现代建筑物对耐久性的要求。可以说，水泥基渗透结晶型防水材料以其综合优势，赢得各方面人士的青睐，在刚性防水材料、堵漏止水材料系列中，确立了自己重要的地位。

    作者近年来在北京、上海、深圳、南京、郑州等地访问了相关专业人士；检索了27种报刊杂志，发见了50多篇文章。以此为据，抱着探索、寻真的态度撰写了本文，献给中国•上海首届建筑防水材料及工程技术研讨会。

    根据VANDEX销售与售后服务部门主任Alfred Kessi在CONCRETREPAIR BULLETIN 杂志（1996年9月）发表的‘背水面防水’论文；加拿大PERMAQUIK公司总裁 H. H. Prout 在CONSTRUCTION CANADA杂志（1999年11月）发表的‘结晶防水材料’论文；美国绿洲海洋化学公司郑鸿法总裁的口述；作者最早在国内文献上，介绍了水泥基渗透结晶型防水材料。

    国外水泥基防水材料的研究和工程应用，已走过了近百年的历程。该领域的研究和发展，先后开拓和工程应用的类型主要有以下3种：(1)水泥基金属氧化物防水材料；(2)水泥基渗透结晶型防水材料；(3)聚合物改性水泥基防水材料。

    水泥基渗透结晶型防水材料是1942 年德国化学家  Lauritz Jensen （劳伦斯·杰逊）在解决水泥船渗漏水的实践中，产生与发明的。欧美称为： Capillary/Crystalline Waterproofing Materials简称CCCW。这种材料系由普通硅酸盐水泥、石英砂或硅砂、带有活性功能基团的化学复合物组成。它以粉状形式供应用户。大多数的应用是仅仅与水拌合（有的情况下还要加入化学添加剂），调配成可以涂刷或喷涂的浆料。正如它的名称示意的内涵，它不仅形成一个有效的防水涂层，而且原本含有的活性化学复合物，向混凝土内部渗透，与混凝土中的水分、Ca(OH)₂产生化学反应，形成不溶的结晶体复合物，进而靠结晶体增长填塞毛细通道。这些结晶体，通常可以增长到0.4mm——即高于混凝土毛细管径的最大尺寸，从而使混凝土致密、防水。

    水泥基防水涂层材料的共同特点是，可用于新、旧混凝土基面；可以在潮湿基面上施工；新建和修复工程均可采用。水泥基渗透结晶型防水材料与其他二类相比，具备可以用于饮水工程的优点，这一点是世界各国公认的。

 

    该类型材料1965年从欧洲引进到日本，至今已有42年的历史。这种材料的引进，丰富、充实了水泥基防水涂料的市场；在日本经济高速发展时期，满足市场需求，获得良好发展机遇。1987年日本成立了‘无机质浸透性涂布防水材协议会’，这是个同业协会（也称商会）；该组织对完善材料的施工方法、规范市场等方面，起到积极的作用。在该组织的倡导下，日本建筑学会2000年新修订的日本JASS8版本，增补了“T—301硅酸质系涂布防水材料的品质及试验方法”；该规程品质规定，针状或纤维状结晶量为无涂布试验体的2倍以上；透水系数为无涂布试验体的1/3以下。

    无机质浸透性涂布防水材协议会，按照日本国家规定，负责‘水泥系防水课题B’的年度技术培训；使学员达到国家规定的1级与2级的‘技能士’水准，并发资格证书。同时，每年主办‘技能讲习会’对‘技能士’进行继续教育。

    日本硅酸质系防水涂料协议会会长小新井治美先生在‘2001年防水界展望’的文章中，称水泥基渗透结晶型防水材料是在日本应用较多，唯一制订日本国家统一标准的无机防水涂料。称赞水泥基渗透结晶型防水材料是‘对环境保护，对人类生存均显其优的防水材料’。

1、水泥基渗透结晶型防水材料的基本性能

  水泥基渗透结晶型防水涂层材料的性能比较，见表1。

2、防水层的构成和防水机理

    防水层的构成和防水机理见表2。

3、配合比与施工方法

水泥基渗透结晶型防水材料的配合比与施工方法的比较见表3。

4、 适用部位与质量控制标准

适用部位与质量控制标准见表4。防水剂的种类和作用见表5。

 

 

注：掺入率原则上是与水泥用量的质量比，详情由制造商指定。

1、 CCCW适用于经过表面处理的混凝土构筑物整体防水。CCCW防水体系可使混凝土结构变为抗渗漏水的致密体，但仍赋予混凝土“呼吸”的效能。CCCW的活性和渗透深度取决于多种因素，如周围温度、混凝土的致密度和湿气含量、外掺剂、以及环境条件。试验测得的渗透深度普通混凝土最大为150mm，16Mpa(2,300Psi)。九星期以上。而在40Mpa(6,000Psi)压力下的硅粉混凝土可能少于25mm。

CCCW与砼中氧化钙和氧化铁进行化学反应，在砼表面会出现一定量的霜斑或污迹，通常可在砼硬化之后，用表面清漆或涂料的方法，予以处理。

2、CCCW具有封堵混凝土细微收缩裂缝的能力，也就是自愈能力。结晶体吸收湿气，湿气在裂缝中激化结晶体的不断增长，从而封堵裂缝。但是，这个性能仅限于宽度达到0.5mm的裂缝，对“活动”的裂缝是无效的。

3、混凝土表面处理是成功的关键

   CCCW防水体系，与相关的防水体系一样，其混凝土表面处理是防水成败的关键。特别是在背水面应用时，必须清除混凝土表面的化学养护膜、模板隔离油、浮灰等，使混凝土毛细管通畅。对混凝土模板拉紧孔，有缺陷的施工缝、裂缝、蜂窝麻面等，必须做好表面处理并修补。

    水泥基渗透结晶型防水材料从早期（1940年代）的德国VANDEX（稳挡水）品牌（现转售到瑞士）引伸发展出加拿大XYPEX（赛帕斯）、加拿大PERMQUIK、加拿大KRYSTOL、新加坡FORMDEX（防挡水）、美国PENETRON、法国DIPSEC、澳大利亚CRYSTAL、日本PANDEX等数十个品牌，形成系列产品。水泥基渗透结晶型材料在开拓工程应用的过程中，最初是提倡用于全地下混凝土结构的外表面防水。后来，发现了它在背水面（结构内表面防水）有它的特殊效果。特别是污水处理厂和地面生活用水贮水池等类似工程的应用颇为理想。从六十年代以来，CCCW作为混凝土结构背水面防水处理（内防水法）的一种有效方法，逐步扩大品种，不断进入建筑施工应用的新领域。

    从90年代初开始，表6所列的产品，相继进入中国市场。在上海、北京、广州、武汉、重庆、大连、杭州、乌鲁木齐等地获得较多应用。

 

    据文献报道，国际上，通常采用德国的检验标准，或者按“国际砼修理协会”推荐的砼修理材料之类似技术要求，指导性实施。日本建筑学会制订了“日本JASS8T－301硅酸质系涂布防水材料的品质及试验方法”。

    中国国家质量检验检疫总局批准的国标“ GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”自2002年3月1日实施以来，推动了该材料的研究发展和工程应用。出乎意料的是，巨大的利润空间，使国内商家趋之若鹜，蜂拥而上。经网上查讯目前水泥基渗透结晶型防水材料的研究开发、生产厂家、销售代理、施工应用单位，由原来的8家已增至80多家。在两年多的工程实践中，各地建筑工程的业主方、监理方、材料检测单位等对“ GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”的匀质性指标、受检涂料的某些物理力学性能检测方法等，提出了质疑。并不断以各种方式敦促原编写组开展修订的工作。现将暴露的问题归纳如下。

1、国标“ GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”的渊源是由8家同类材料进口母料的单位，送样检测得出的控制指标。特别将第二次抗渗压力、渗透压力比定为强制性（也是唯一的）。

    GB18445-2001第6.2.8条抗渗试验条文中载明，抗渗试样制备“按照各生产厂推荐的用量和涂层配比拌制浆料分两次涂刷”。这是一个‘不严密处’。现国产品厂家，加大涂料用量，以增加厚度，很容易通过这一测试。这样的规定普通的水泥基涂料均易达标。（所以，广告上出现了，比国标高几十倍的用语）。

有关会议上，人们提出，标准修订时，应将涂层磨掉作二次抗渗。这就产生了，要磨掉多少厚度？用什么方法磨的问题？必然要通过试验摸索。

2、GB18445-2001抗渗试验的周期为56天；作为强制性规定，因周期长，工程监理在现场取样、送样检测，很难实施。急需制订可操作的新方法。

3、作为“水泥基渗透结晶型防水材料”的标准，既无渗透深度的检测方法与指标，也无结晶发育程度的检验描述。有关会议上，业内同仁有许多创新的建议，有待落实相关的试验工作。

4、国标“ GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”并未有任何条文说明，原编制单位送样测试的材料来源、特定的类别；仅隐含在参编单位名单上。此乃一大漏洞。导致本标准被不适当的、大范围的套用；涌现出大量的“水泥基渗透结晶型防水材料”。

5、材料定义中的“活性化学物质”太笼统。水泥基防水涂料中的防水剂，多数可视为“活性化学物质”，水泥本身也具结晶渗透功能。因此，以什么标准辨别国产材料，难免争议多多。说到这里不得不反思，“试验基础缺乏的过度商业用语（特别是论及渗透深度）”，所蒙上的神秘色彩。科学的结论，不可能人人再去重复验证一番。因此，对“神秘色彩”的轻信者，当眼观工程实际的不符后，重新认识者渐多。

6、有关工法、资料，对水泥基渗透结晶型防水材料的‘渗透深度’无准确的量化描述。其概念性的描述，显的‘神秘化’。许多聪敏的商人，动脑筋将普通的‘水泥基涂料’套用GB18445-2001，抗渗达标后，就改头换面，变“水泥基渗透结晶型防水材料”。其中有的还称自己产品，高于国标数十倍云云，反而漏了破绽。因水泥基渗透结晶型防水材料抗渗指标是随时间增长，初期并不高。

7、我国高等学校、研究院对水泥基渗透结晶型防水材料的研究成果已有多篇报道，专利已有数件，如上海同济大学的“建筑用水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法”（公开号CN1472258A）、“建筑用水泥基渗透结晶型防水剂及其制备方法”（公开号CN1472160A）、施无我的“一种高抗渗水泥外加剂” （公开号CN1297859A）。国标修订应复盖国内的发明。

    鉴于国标“ GB18445-2001水泥基渗透结晶型防水材料”的大范围被不适当套用；标准的修订迫在眉睫。

    随着我国建筑防水市场的发育，特别是水泥基防水涂料产品的不规范增长、假冒伪劣品的混入，我国建筑业人士对“水泥基渗透结晶型防水材料”的定义与定位甚为关注。

1、国家规范的归类、定义与定位是很清晰的；

GB50108—2001 《地下工程防水技术规范》第4.4.1条涂料防水层包括无机防水涂料和有机防水涂料。无机防水涂料可选用水泥基防水涂料、水泥基渗透结晶型涂料。有机涂料可选用反应型、水乳型、聚合物水泥防水涂料。

2、水泥基防水涂层材料的表面活性剂品种急剧多样化、纳米技术的采用等，使得‘结晶渗透’这一概念与功能，溶入了整个“水泥基防水涂层材料”领域。从而使“水泥基渗透结晶型材料”的具体产品的定义与定位复杂化。在防水工程设计、防水工程施工、工程监理、材料质量检测等方面，引发了技术概念的混淆、材料信用的危机；不言而喻，源头是市场的恶性压价竞争，加剧的混乱。

3、水泥基渗透结晶型防水材料的国内外用户普遍认为，若对“渗透结晶性能”拿出令人信服的“检测手段”，将对这类材料的推广，具有重大意义。目前在工程界，都非常关注这一问题，认识不完全一致。

    关于工程界关心的水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）的化学反应机理归纳为以下3点：

1水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）是混凝土结构背水面防水处理的理想材料。其作用机理是 “渗透效能”，即高盐份的溶液，通过混凝土的毛细管，向低盐份的溶液渗流。所以，这一品种具有自己的独特性。       

2 游离氧化钙和湿气是CCCW的二个重要工作要素。鉴于游离氧化钙遍布在混凝土中，而任何混凝土结构只要渗漏水，就有湿气。可见这两条件容易具备。此外，将干燥混凝土润湿，以及对混凝土表面用机具清理，保障混凝土表面 的毛细管路畅通，均系启动CCCW化学反应的必需条件。

3 CCCW化学反应结晶体的分子链增长，湿气、游离氧化钙和承压水 盐份中的化学物质是结晶形成的基本条件。湿气和游离氧化钙这两个要素，在混凝土的毛细管中始终存在，则CCCW的结晶形成会不间断的进行。若两个要素缺一，则化学反应中止，而活化了的结晶体潜伏在混凝土的毛细管中。一旦渗漏水再次浸入混凝土，则活化了的结晶体会恢复结晶体增长的化学反应过程。不断充填混凝土中的毛细通路。而使混凝土致密，增强了抗渗水性能。

    国内对水泥基渗透结晶型防水材料研制的主要单位有：上海同济大学、长江科学院、武汉理工大学、重庆大学等。同济大学2003年5月8日申请了专利；中华人民共和国国家知识产权局于2004年2月4日公开,公开号CN 1472258A；发明名称：建筑用水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。该专利的摘要表述为“本发明为一种建筑用水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。该材料由硅酸盐水泥、甲基萘璜酸钠缩合物、水性硅烷乳液、十二水硫酸铝钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、膨润土、石英砂按一定的重量配比混合组成。该材料具有渗透性，生成的晶体能深入封堵结构内部的孔隙，改善内部结构，防水具有永久性；微细裂缝能自修复；背水面防水与修补效果更佳。”

    早期德国人的专利说明书未查得；北美的几家，自报家门是德国产品的延伸发展，未申请专利的原因是恐怕技术流失。这就在技术人员的脑海中，形成疑问：首先，对国外产品的技术含量，难以评估；其次，也难对国人的专利件，特别是大量的仿制品给以技术成熟度的评价。

1、汪在芹、李珍等编著的《硬化水泥浆化学物理性质》一书第163页，波特兰（硅酸盐）水泥的水化产物一节中表述 “Ca(OH)₂晶体在纯波特兰（硅酸盐）水泥的水化产物中是重要的产物，称为“Portlandite”。它占有的分量为25%至27%，最高可达30%。它是水泥强度、耐久性和抗中性化的重要水化产物。掺有各类活性混合材料的波特兰水泥，随混合材料掺入量增多，水化产物中Ca(OH)₂ 数量相应减少，尤其是火山灰质混合材料，特别是粉煤灰，它的活性有赖于Ca(OH)₂的激发，并消耗Ca(OH)₂，Ca(OH)₂晶体在这些水泥水化产物中减少直至消失”。

    前文中提及到国外资料表述“游离氧化钙和湿气是CCCW的二个重要工作要素”。北京城荣公司提供的XYPEX水泥结晶增生的机理，有一关键的表述“混凝土内Ca(OH)₂存在等因素形成的高浓度钙离子区域中，水泥结晶增生剂（又称催化剂）进一步激活钙络合离子的形成”。按汪在芹等的结论，CCCW在掺有粉煤灰的水泥混凝土中是不适用的或作用低下。由此引申，CCCW在地下连续墙和桩基的应用是低效的，因地下连续墙和桩基大多数采用掺有粉煤灰的水泥混凝土。

 

2、北京城荣公司提供的XYPEX水泥结晶增生剂（活性化学物质），其化学属性是无机质粉状物，其中所含主要成分配合：CaO 33±5%，SiO₂ 37±%，MgO 5±1%，Na₂O 5±1%。

    凯顿技术白皮书表述活性化学物质是有机防水添加剂，能通过强化水合晶体的生长从而增强混凝土的自然水合过程。凯顿在CCCW外加剂（KIM）的技术资料中明确表述“该外加剂不含油脂、硬脂酸盐、氯化物、钠或硅酸盐基等物质。最大粒子大小：美国筛孔30”。

    同济大学专利的摘要对活性化学物质表述为“本发明为一种建筑用水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法。该材料由硅酸盐水泥、甲基萘璜酸钠缩合物、水性硅烷乳液、十二水硫酸铝钾、氢氧化镁、氢氧化钙、硅酸钠、膨润土、石英砂按一定的重量配比混合组成”。

    以上例举的3家，其活性化学物质一为无机物、一为有机物、一为无机物和有机物复合物。

综上所述，研制、生产单位，对活性化学物质的属性，应对用户有一个负责的交代，便于用户选择使用。同时，也涉及环境保护要求。

    本世纪初制定国家标准时，国内生产厂家与代理商大约就十来家，但目前估计全国生产与施工的企业不下五六十家，由于该产品的主成分是硅酸盐水泥，外观上很难与水泥相区别，最先发见于施工单位的采购员做手脚；进而假冒伪劣产品开始粉墨登场，真假难分，扰乱了防水材料市场。如把假的水泥基渗透结晶型防水材料使用到防水工程尤其是地下防水工程，短期不一定发现问题，但埋下的祸根将后患无穷，严重危害工程的安全。

    国家建筑材料工业技术监督研究中心 杨斌 ，撰文《如何识别真假水泥基渗透结晶型防水材料》，针对国内市场上水泥基渗透结晶型防水材料真假难辨的情况，提出四大鉴别方法：了解生产及销售企业资质；对照国标核对检验报告；现场钻取试件进行抗渗试验；检查产品包装和标志。

    目前我国生产和经销水泥基渗透结晶型防水材料的企业分为三种类型：一是从国外进口母料，国内自己生产；二是直接从国外进口产品，代理经销；三是企业自己研发的母料自行生产。在选购这种材料时，一定要了解生产企业、经销商的资信、资质情况。如声称从国外进口母料，则应该了解母料生产企业的国别、公司名称及有我国海关的报关单位等证明；国外经销商则应有国外公司的授权书与经销合同；对声称自行研发生产这种材料的企业，应该有研发报告、权威机关的产品鉴定证书、权威检验机构按照GB 18445-2001《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准进行型式检验的产品检验报告、工程使用报告等技术资料。对提供的产品检验报告应认真分析，如果是生产企业“送样”检验的检验结果则不能作为凭据，因为检验机构“只对来样负责”。目前在市场上兜售假冒伪劣产品的惯用伎俩就是将“市场上买的茅台酒装在自己的酒瓶里”送去检验机构检验，这样的检验结果肯定符合标准，然后再用检验机构出具的检验报告到市场上去推销自己生产的假酒、劣酒。目前，防水材料市场上，销售假水泥基渗透结晶型防水材料的奸商使用的也是同样的手法。自己生产的产品是假的，但送去检验机构检验的产品是真的，但是从市场上购买的人家生产的产品。因此，选用水泥基渗透结晶型防水材料不要轻信生产企业提供的检验报告，而应该从企业销售的产品或施工现场上使用的产品中由用户或检验机构随机抽样，这样的检验结果才能如实反映工程上使用材料的产品质量。

    上海地铁2号线11个车站中，有4个车站用了水泥基渗透结晶型防水材料系列；最终的防水效果评判，这4个车站不如其他6座车站。

    从各种报导中，难寻具有实际应用效果的、完整的、有说服力的文字资料；各种会议场合，不时听到失败的传闻；对水泥基渗透结晶型防水材料持怀疑的技术人员明显增加。从这一侧面暴露了水泥基渗透结晶型防水材料应用中的问题。

1、 从迎水面可以作防水层的工程，应尽量在迎水面实施，这是公认的。但CCCW背水面防水涂层作法，给无法或难以在迎水面作防水的混凝土工程，提供了可以信赖的材料与施工工艺。

2、从国内外多项工程实例分析，CCCW材料的应用覆盖了工业民用建筑的地下结构、地下铁道、桥梁路面、饮用水厂、污水处理厂、水电站、核电站、水利工程等。已有了成熟的施工工艺。但任何一类防水材料都有自己的适用范围。正确地选用防水材料，并严格按照它的技术规定施工操作，方可达到预期的防水效果。这一点对CCCW材料特别重要。作者认为，水泥基渗透结晶型防水材料，属‘特殊要求的防水材料’，在设计选用时，还必须对生产厂、供应商，进行必要的调研。进而还应对专业防水施工队，作必要的规定。

3、2007年日本防水材料预测一文中，浸透性涂料（其中包括水泥基渗透结晶型涂料）在地下结构内、外壁防水的应用占总工程量的29.0%；聚合物水泥涂料占总工程量的22.6%；水泥砂浆防水占总工程量的3.2%；结构自防水占总工程量的12.9%；合成橡胶片材占总工程量的9.7%。这从一个侧面说明了水泥基渗透结晶型涂料在日本的市场占有率。

    与日本相比，我国对水泥基渗透结晶型防水材料的应用，还处在初期开拓阶段；从国标“ GB18445（2001）水泥基渗透结晶型防水材料”自2002年3月1日实施以来起算，仅7个年头；日本比我们早30多年；应该正视我们与国外的差距；耐心研究日本同行开拓、发展的经验。

4、我国的CCCW市场处于低级、非正常阶段，行政主管部门无暇监管；失实的广告、自称超国际水平的产品见于知名杂志、报刊；有的炒作‘新奇概念’混淆视听，达到赢利以至暴利之目的。建筑工程实践，也就是说，构筑物的防水功能切实体现，是对防水材料的最终检验；任何虚假和不光彩的言行最终都得承担社会责任。

5、这几年的CCCW“热”，发源于这几年基本建设高速发展，构筑物渗漏质量通病猛增的背景。人们寻求廉价、高效、快捷的治理构筑物渗漏方法及设防措施；但忽略了叶琳昌教授在多次会议上倡导的“防水工程是系统工程”的基本准则；防水工程必须‘综合治理、多道设防’，任何一种材料、单道设防都难以获得长久防水实效。

 

1、薛绍祖编著.地下建筑工程防水技术.北京：中国建筑工业出版社，2003年10月

2、刘崇熹、汪在芹、李珍、张明山编者. 硬化水泥浆化学物理性质. 广州：华南理工大学出版社，2003年9月

3、国家建筑材料工业技术监督研究中心 杨斌.《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准的制订. 《中国建筑防水》2001，（6）：6~9

4、薛绍祖. 国外水泥基渗透结晶型防水材料的研究与发展. 《中国建筑防水》2001，（6）：9~12

5、蒋正武. 正确认识水泥基渗透结晶型防水材料. 《中国建筑防水》2005，（10）：10~13

6、《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准暨产品生产、应用与市场信息研讨会. 会议资料. 2005年11月7日，杭州

7、ケイ酸质系涂布防水材の基础知识·日本·防水ジャ－ナル·2000年11月