水泥基渗透结晶型防水材料功能及组分作用分析
Analysis of performance and function of composition of cementitious capill-
ary crystalline waterproof Materials
(申请清华大学工学硕士学位论文)
摘 要
水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）作为绿色环保的防渗堵漏新材料，不
仅具有防水抗渗功能，还具有裂缝修复、抗冻、抗碳化等多种优良特性，被广
泛应用于地下洞室、水库大坝、道路桥梁的防水抗渗和裂缝修补。本文通过实
验验证了 XYPEX 渗透结晶型防水材料对混凝土的自愈性、抗冻性和抗压强度三
方面性能的影响，并利用扫描电镜和能谱仪分析 XYPEX 水化产物，结合其组成
成分，分析组分所发挥的作用。实验结果显示：
（1）外涂 XYPEX 浓缩剂对提高混凝土抗冻性有明显效果，混凝土本体龄
期和 XYPEX 的养护方式对其抗冻效果有影响。XYPEX 对提高早龄期混凝土的
抗冻性的帮助效果更大，且泡水养护比洒水养护对提高混凝土抗冻性更有利。
（2）混凝土本身具有自愈性，缝宽、养护条件等对自愈合产物大小和数量
有影响。使用 XYPEX 时，在水分充足条件下，水化产物中出现大量针状、棒状、
纤维状晶体错综交织，呈空间网状分布，有利于堵塞、密实孔隙和裂缝。
（3）混凝土的自愈性使其受到破坏产生裂缝后强度能够有所恢复。受压破
坏龄期、预压应力水平及养护方式对养护后的最终强度都有一定程度的影响。
表面使用 XYPEX 处理时没有体现出 XYPEX 对混凝土力学性能的修复作用，可
能是由于本文实验中 XYPEX 是在表面使用而不是内部掺和缘故所致，致使短期
内无法渗透到内部对微裂纹产生修复作用。
（4）提出了一种利用能谱仪检测经过 XYPEX 处理的砂浆试件中 Na 元素
强度的方式来评价 XYPEX 渗透深度的新方法，实验结果发现，XYPEX 的渗透
深度随基层砂浆龄期的增大而增大，随基层砂浆内部含水量的增大而增大。
（5）水的存在是 CCCW 是发挥作用的必备条件。XYPEX 防水材料的主要
成分具有较高的膨胀性和碱性，自身组分间或与混凝土中未水化水泥发生碱-硅
酸反应生成凝胶体或晶体，可迅速填充孔隙或裂缝。通过扫描电镜观测到多种
Mg、Na 等元素的晶体，如水化硅酸钠。此外，碱性氧化物溶于水后创造出的较
高碱性环境也为各种膨胀结晶反应的发生创造了有利条件。
关键词：CCCW 碱-硅酸盐反应 抗冻性 自愈合 力学性能
Analysis of performance and function of composition of cementitious capill-
ary crystalline waterproof Materials
(申请清华大学工学硕士学位论文)
摘 要
水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）作为绿色环保的防渗堵漏新材料，不
仅具有防水抗渗功能，还具有裂缝修复、抗冻、抗碳化等多种优良特性，被广
泛应用于地下洞室、水库大坝、道路桥梁的防水抗渗和裂缝修补。本文通过实
验验证了 XYPEX 渗透结晶型防水材料对混凝土的自愈性、抗冻性和抗压强度三
方面性能的影响，并利用扫描电镜和能谱仪分析 XYPEX 水化产物，结合其组成
成分，分析组分所发挥的作用。实验结果显示：
（1）外涂 XYPEX 浓缩剂对提高混凝土抗冻性有明显效果，混凝土本体龄
期和 XYPEX 的养护方式对其抗冻效果有影响。XYPEX 对提高早龄期混凝土的
抗冻性的帮助效果更大，且泡水养护比洒水养护对提高混凝土抗冻性更有利。
（2）混凝土本身具有自愈性，缝宽、养护条件等对自愈合产物大小和数量
有影响。使用 XYPEX 时，在水分充足条件下，水化产物中出现大量针状、棒状、
纤维状晶体错综交织，呈空间网状分布，有利于堵塞、密实孔隙和裂缝。
（3）混凝土的自愈性使其受到破坏产生裂缝后强度能够有所恢复。受压破
坏龄期、预压应力水平及养护方式对养护后的最终强度都有一定程度的影响。
表面使用 XYPEX 处理时没有体现出 XYPEX 对混凝土力学性能的修复作用，可
能是由于本文实验中 XYPEX 是在表面使用而不是内部掺和缘故所致，致使短期
内无法渗透到内部对微裂纹产生修复作用。
（4）提出了一种利用能谱仪检测经过 XYPEX 处理的砂浆试件中 Na 元素
强度的方式来评价 XYPEX 渗透深度的新方法，实验结果发现，XYPEX 的渗透
深度随基层砂浆龄期的增大而增大，随基层砂浆内部含水量的增大而增大。
（5）水的存在是 CCCW 是发挥作用的必备条件。XYPEX 防水材料的主要
成分具有较高的膨胀性和碱性，自身组分间或与混凝土中未水化水泥发生碱-硅
酸反应生成凝胶体或晶体，可迅速填充孔隙或裂缝。通过扫描电镜观测到多种
Mg、Na 等元素的晶体，如水化硅酸钠。此外，碱性氧化物溶于水后创造出的较
高碱性环境也为各种膨胀结晶反应的发生创造了有利条件。
关键词：CCCW 碱-硅酸盐反应 抗冻性 自愈合 力学性能