渗透型防水材料（共10篇）
渗透型防水材料 篇1
混凝土结构以其良好的整体性能成为当今最广泛采用的结构之一,混凝土结构的耐久性也引起普遍关注。通常认为,氯离子对混凝土耐久性的影响最为重大,氯离子主要通过毛细管作用、渗透作用、扩散作用、电化学迁移侵入混凝土,破坏钢筋表面的钝化膜,造成钢筋锈蚀,使混凝土结构耐久性产生损伤乃至破坏。一般情况下,氯离子的侵入是多种方式的组合,但在一定条件下,占主导地位的只有其中一种侵入方式。氯离子扩散系数是用来反映混凝土对氯化物侵入抵抗能力的参数,氯离子扩散系数越大,氯离子侵入到混凝土越容易,混凝土耐久性越差[1,2,3]。
随着混凝土结构的发展及成熟,其对混凝土防水材料的要求也日益提高。混凝土渗透型防水材料主要有2 种:水性渗透型无机防水剂及水泥基渗透结晶型防水涂料。水性渗透型无机防水剂以碱金属硅酸盐溶液为基料,加入催化剂、助剂制成。水性渗透型无机防水剂从混凝土表面渗入混凝土内部,与游离碱类物质发生化学反应,生成不溶于水的凝胶体以封闭混凝土内部毛细孔通道,提高混凝土密度,使得混凝土具有防水功能[4]。水泥基渗透结晶型防水材料是一种以普通硅酸盐水泥、精制石英砂等为基材,掺入多种活性化学物质混配而成的淡灰色粉末状防水材料。该防水材料首先在混凝土表面形成致密的涂层,而后材料中的活性化学物质以水为载体向混凝土内部渗透,生成不溶于水的结晶体以封闭毛细孔道、填堵裂缝,从而达到防水目的。
国内一些专家已经在这一领域进行了一系列的研究。梁晓烨[5]研究得出,水性渗透型无机防水剂以液体形式渗入,与游离碱、碱性水化物接触反应,转化成一种非常特殊的不溶性硅酸盐凝胶,能够明显降低混凝土内液体渗透性。巩运丽[6]通过抗氯离子渗透实验得出,水性渗透型无机防水剂能显著提高试件的抗渗性能,提高混凝土的防水性能。陈永其等[7]对FT-I型水泥基渗透结晶型防水涂料的抗渗性能进行研究以及显微结构分析,结果表明,该涂料对提高混凝土的抗渗性能具有明显作用。
1 试验设计
1.1 试验目的
目前国内对防水材料改善混凝土抗渗性能的研究一般只是针对单种防水材料。因此,在前人的工作基础上,本文将2种防水材料综合考虑,基于NEL法测试采用不同防水材料、不同方式处理的混凝土氯离子扩散系数,进行混凝土抗氯离子渗透性能的对比,为得出有效提高混凝土耐久性的方式提供参考。
1.2 试验方案
根据GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作及养护试件。试件在标准条件下养护28 d后进行防水处理。防水处理后继续标养,28 d后取出进行快速氯离子扩散试验。
为研究水性渗透型无机防水剂和水泥基渗透结晶型防水涂料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,试验根据防水材料和防水处理方式不同分4 组进行。A组:未经防水剂处理的混凝土试件;B组:涂刷水性渗透型无机防水剂的混凝土试件;C组:浸渍水性渗透型无机防水剂的混凝土试件;D组:涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料的混凝土试件。
1.3 试验用材料
水泥:钱潮P·O42.5 水泥;砂子:ISO标准砂;石子:5~20mm碎石;水:普通自来水;水性渗透型无机防水剂:浙江某地生产的HM1500 防水剂;水泥基渗透结晶型防水涂料:某国产水泥基渗透结晶型防水涂料(简称CCCW)。
1.4 试验条件
(1)试件成型与养护条件:试件在温度(20±3)℃下成型,在温度(20±2)℃、湿度大于95%的标准环境中养护28 d。
(2)防水处理后养护条件:标准养护,温度(20±2)℃、湿度大于95%。
(3)快速氯离子扩散试验条件:测试前先配制浓度为4mol/L的Na Cl溶液,将圆柱体混凝土试件静置在溶液中真空饱盐24 h。
1.5 试件成型方法
1.5.1 基准混凝土配合比设计
各组混凝土基准配合比相同,均采用C30 混凝土,具体见表1。
1.5.2 试件制作
试验采用圆柱体混凝土试件,初始尺寸为直径100 mm、高100 mm,3 个试件为1 组,共4 组。将成型后标准养护28 d的试件表面切去25 mm,切成上下表面平整的直径100 mm、高50 mm的试件[8]。
1.5.3 涂刷HM1500 防水剂处理
用毛刷将HM1500 涂刷在混凝土试件表面。待第1 次涂刷的涂层手触干时进行第2 次涂刷。完成后移入标准养护室养护28 d。
1.5.4 浸渍HM1500 防水剂处理
将混凝土试件的下表面浸渍在HM1500 防水剂中, 其余表面暴露在空气中,置于标准养护室中28 d。
1.5.5 涂刷CCCW处理
按m(水)∶m(CCCW)=0.4 的比例在水泥胶砂搅拌机中充分搅拌,配成防水涂料。后用毛刷在混凝土试件上表面交叉涂刷1 mm厚度的涂层。试件放入水中标准养护,深度为试件高度的3/4(涂层面不浸水)。
1.6 氯离子扩散检测方法
采用NEL法测试混凝土氯离子扩散系数,测试前先配制4 mol/L的Na Cl溶液,将圆柱体混凝土试样静置在溶液中真空饱盐24 h,然后将擦去表面盐水后的圆柱体混凝土试件置于试验装置两极进行测试,混凝土氯离子扩散系数由NernstEinstein方程确定。
2 试验结果与分析
2.1 快速氯离子扩散试验结果与分析
实验采用重复测试的方法来减少误差,每个试件测试5次并求均值。以同一试件的5 组数据中最接近平均值的作为中间值,并与中间值的差值在5%以内的数据求取平均值,将其作为试样的测定值。在所有平行试样(共3 块)的测试值中,测试混凝土中的氯离子扩散系数确定为与平均值的差值在15%以内的所有数据的平均值;若出现平行试样的测试值和平均值相比较均大于15%的情况,需进行重新测试。结果见表2。
由表2 可知,各试件氯离子扩散系数从大到小依次为A组、C组、B组、D组。归纳得出:经防水处理的混凝土试件氯离子扩散系数均小于未做防水处理的混凝土试件;经涂刷CCCW处理的混凝土试件抗氯离子渗透的能力最好,相比未处理试件有明显的提高,程度达10%以上;经涂刷HM1500防水剂处理的效果较好,经浸润HM1500 防水剂处理的效果次之。
HM1500 防水剂中的活性组分在水和载体的作用下渗入混凝土内部,与水泥水化过程中产生的Ca(OH)2反应,生成不溶于水的硅酸盐,形成密封层,阻碍氯离子扩散,减小了氯离子扩散系数。
CCCW中的活性物质在介质水的帮助下向混凝土内部渗透,与毛细孔中游离石灰和氧化物发生化学反应生成不溶于水的结晶体,密封毛细孔道和裂缝,减缓氯离子扩散的速度。另外,CCCW中的活性物质还可起到催化作用,促进混凝土中水泥的水化程度,因为混凝土中一般含有25%左右的未水化水泥,当活性物质与混凝土中钙离子络合形成的钙络合物遇到活性较高的未水化水泥时,更稳定的硅酸根、铝酸根将活性物质置换,发生水化作用产生凝胶,填充毛细孔隙及裂缝,提高混凝土的密实性。同时,水化作用下混凝土可能出现体积增大,使凝胶出现裂缝,因此更多的水进入未水化水泥,又产生更大体积的凝胶,如此循环使得混凝土孔隙再次封闭。所以经涂刷CCCW处理的混凝土试件的孔隙率更少,氯离子扩散系数更小,抗氯离子渗透的效果更好。
2.2 扫描电镜分析
从A、B、C、D 4 组试件中各选取1 块试件,沿防水材料渗透方向在混凝土试件表层下5 mm处取混凝土试件小样,采用扫描电镜放大5000 倍观察结晶情况,见图1。
图1(a)为未作防水处理的试样,可看到均为板状或片状的、粒径大于3 μm的水泥水化产物。图1(d)为经涂刷渗透结晶型防水材料处理后的试样,可以明显的看到粒径比水泥水化产物更小的结晶体存在。图1(b)和(c)为HM1500 防水剂处理后的试样,其结晶体主要附着在水泥水化生成物上;图1(d)与(b)、(c)相比,其结晶体并不仅仅附着在水化生成物上,毛细孔道的空隙间也有很多枝蔓状结晶体存在,说明结晶体的数量更多。
扫描电镜图像证明了渗透结晶型防水材料可渗入混凝土内部,并在内部产生结晶体,堵塞了部分毛细孔道或减小了毛细孔道的直径,减缓氯离子扩散的速度。经涂刷CCCW处理的混凝土试件中结晶量最大,证明CCCW的效果最好。
3 结论
渗透结晶型防水材料提高混凝土抗氯离子渗透能力的原因是它通过渗透进入混凝土内部,并能够在内部进行化学反应产生结晶体来堵塞毛细孔道,增强混凝土的密实性。涂刷HM1500 防水剂、浸润HM1500 防水剂、涂刷CCCW这3 种方式均能提高混凝土的抗氯离子渗透能力,其中以涂刷CCCW效果最佳。
摘要：为研究渗透型防水材料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,对分别经过涂刷水性渗透型无机防水剂、浸润水性渗透型无机防水剂、涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料处理及未经防水材料处理的基准混凝土试件进行了快速氯离子扩散性能试验。采用NEL法测试上述4种试件的氯离子扩散系数。试验结果表明,水泥基渗透结晶型防水涂料的效果比水性渗透型无机防水剂更佳。通过扫描电镜微观观察证实了防水材料的渗透结晶效果。
关键词：混凝土,渗透型防水材料,氯离子扩散,NEL法
参考文献
[1]田兴长.混凝土氯离子扩散系数预测的三维数值模拟法[D].杭州:浙江工业大学,2010.
[2]周剑.氯离子在混凝土中的扩散实验及影响因素分析[D].杭州:浙江工业大学,2010.
[3]陈春雷.混凝土氯离子扩散性能影响因素的试验研究[D].杭州:浙江工业大学,2009.
[4]沈春林,褚建军.水性渗透型无机防水剂行业标准介绍[J].中国建筑防水,2006(12):33-35.
[5]梁晓烨.水性渗透型无机防水剂对混凝土耐久性的影响[D].长沙:长沙理工大学,2009.
[6]巩运丽.水性渗透型无机防水剂对防水混凝土性能影响研究[D].长沙:中南大学,2012.
[7]陈永其,章凯,张品元.FT-I型水泥基渗透结晶型防水涂料的抗渗性能研究[J].浙江建筑,2006(5):56-58.
[8]GB/T 50082—2009,普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准[S].
渗透型防水材料 篇2
汇
报
材
料 本寨小学学科教学渗透法制教育工作汇报
为贯彻落实省教育厅印发的《关于在全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作的通知》（黔教法发„2011‟152号）、《关于进一步加强新形势下青少年学生思想道德教育的意见》（黔教法发„2011‟334号）、《贵州省中小学学科教学渗透法制教育考核工作方案（试行）的通知》（黔教法发„2012‟150号）及县教育和科技局印发的《关于对全县普通中小学学科教学渗透法制教育进行考核评估的通知》文件精神，我校扎实推进学科教学渗透法制教育工作。对照《贵州省中小学学科教学渗透法制教育考核评估标准Ⅱ》，我校认真开展了自查自评，现将2011年12月以来，我校开展学科教学渗透法制教育工作情况进行汇报：
一、端正思想，加强领导。
学校法制教育工作是一项具有重大意义和现实意义的系统工程，具有弘扬法治精神、培养法制人才以及预防与减少青少年违法犯罪行为等特有功能，这也奠定了它在学校教育中的重要地位。因此，为加强对学校学科教学渗透法制教育的组织和领导，学校成立了学科教学渗透法制教育工作领导小组。
组 长：王培林
成 员：王铭达 王铭政 罗振发 但 文 柏贵物
王铭学 罗发祥 胡家英 王坤元
二、学校基本情况
我校以“面向全体学生，全面夯实基础，注重发展后劲，培养新型人才”为办学目标，目前，学校办学规模为六个年级6个班，在校学生一百多人，学校拥有一支政治素质高、业务素质强的教师队伍，共有教师10人。
三、认真落实，强化管理措施 为把此项工作真正地落到实处，经过我校多次行政会研究，逐渐修订各类制度，完善各类考核方案，建立长效机制，把此项工作纳入对教师个人的常规管理，纳入“六五”普法工作考核，纳入“十二五”继教工作考核，纳入考核，纳入教师绩效考核等。
四、工作开展
（一）配齐教师用书
在县教科局的领导下，为保证更有效的抓好学科教学渗透法制教育工作，做到资料到位，我校按教师实际人数，统一征订贵州省中小学学科教学渗透法制教育教师用书，《法制教育与学科教学》小学（初中）分册、《教师法制教育常识》和《教师培训手册》，确保教师人手1套。
（二）开展培训，夯实基础
建立教导处牵头组织培训的工作机制，确保实施工作扎实推进。采取集中培训与自学相结合的形式，向全体教师宣传相关法律法规。利用政治业务学习时间，向教师宣传学科教学渗透法制教育工作的相关文件精神及要求。
自2011年12月17日，我校校长在学校阶梯教室进行学科教学渗透法制教育培训以来。由于学校认真研究，科学部署，教师积极参与，两年来，我校集体培训达9次。在培训会上，教师认真学习黔教法发[2011]152号文件和黔教法发[2011]334号文件精神，并结合《法制教育与学科教学》、《教师法制教育常识》和《教师培训手册》，通过培训，全体教师逐渐熟悉和掌握了相关法律法规知识，并能很好地结合所教学科特点和内容，按照规定的“渗透点”在课堂上有机地、适时适度的渗透法律法规知识。学习有笔记，有学科渗透法制教育答卷等。
（三）学科教学渗透法制教育，纳入教研教改
我校学科教学渗透法制教育工作有专项工作计划与总结。在工作实施过程 中，一是建立学科教研组为主的教研队伍，建立学科教学渗透法制教育教研工作制度。二是开展学科教学渗透法制教育各学科公开课、示范课、研讨课等教研活动，如何做才能更有效地渗透法制教育？在教研中教师们认真研究，仔细思考，通过不断研究，现全校教师有了更加厚实的学科教学渗透法制教育基本功。三是鼓励广大教师积极撰写学科教学渗透法制教育论文、教学设计，撰写心得体会。以引导教师在教学中去深思、改进渗透法制教育的教学方法，让老师认识到这是教学常规工作：“计划有内容安排、教案有过程方法、课上有行动落实”。
（四）完善配套工作，推动法制渗透实施
1、活动的开展：按照学校德育工作计划，组织学生开展爱国主义教育、革命传统教育，“五好”教育、“感恩”教育等。不断创新工作思路，寓法于各种活动之中，如：利用“法制教育宣传报告会”、“国旗下讲话”、“校园广播”、“校园文化墙”、“世界禁毒日” “安全消防教育演练”、“主题班、队会”等为载体，使学生在丰富多彩的活动中增强学法、守法、用法的意识，提高法制素养。学校累计出黑板报、专栏等近百个。
例如：关工委领导到我校举行了“未成年人保护法”宣讲报告会。为我校全体师生作报告，以通俗易懂的故事向我校全体师生讲述了未成年人的四个保护（即学校保护、家庭保护、社会保护、司法保护），讲述了未成年人思想道德建设的相关要求，以及青少年在成长过程中应了解的相关法律法规知识。
2、聘请法制副校长：坚持和完善法制副校长制度，重视学生思想道德教育，结合学生的具体情况进行阶段性的法制知识讲座或法制报告会。如邀请法制副校长李仕贵警官到校进行治安防范方面的法制讲座。
3、抓好新生入学关，对学生进行常规教育。利用学校集会、班会等学习《小学生守则》、《小学生日常行为规范》和学校相关制度，让学生明白，怎样才能做一个合格的小学生。
4、抓好家长法制教育。以“家长学校”为载体，召开全体家长会议，向家长细致解读《义务教育法》，确保家长清楚法律赋予的权利和应该负担的义务，督促家长依法完成孩子的义务教育，依法尊重孩子的一切权利，有效地将法制教育宣传延伸到每一个家庭，切实提高广大家长的安全防卫能力和水平，形成了学校、社会、家庭三位一体关爱学生健康成长的良好氛围。
5、我们还利用学校远程教育的电教优势，不定期地组织学生观看有关法制教育内容的影像资料，让学生直观感受到法在身边，生活中处处有法。
6、加强对留守儿童的关爱。在加强法制教育的同时，我校加强对留守儿童学生的心理健康教育，做好学生的心理疏导工作，对他们进行重点关注，帮助他们解决实际问题，给予更多关爱，让他们养成良好的思想品德和自尊、自信、自立、自强的品质。
五、共同努力，工作见成效
通过老师们的共同努力，我校的学科教学渗透法制教育工作取得了喜人的成绩。
1、学校自开展学科教学渗透法制教育工作以来，全体教师不仅自身学会了许多法律法规知识，仿佛还成了业余法律宣传员，有力地推动了学校普法工作的顺利进行。
2、遵纪守法的校风班风、教风学风在学校蔚然兴起，校园尽显师生友爱、团结和谐、秩序井然的面貌。
3、使全体学生对法制教育和有关法律知识有了更全面的认识，也推动了学校未成年人思想道德建设工作的开展。
六、存在的主要困难和问题
1、学生的认知水平较差，特别是低年级段的学生，不能深入理解相关法律法规知识。
2、极少数教师在课堂上的渗透方法还显生硬，与所学知识内容不能很好形成有机融合。
3、我们的有些教材版本不一，《学科教学与法制教育》与教师使用的教材内容不吻合，在教学时，无参考书，增加工作难度。
4、还有个别教师对渗透法制教育认识不够，总是认为增加教学任务，影响教学质量。
5、实效性不够高，理论与实践不能有效相结合。
七、下一步工作打算：
1、加强学习，提高认识，继续将此项工作作为一项教学常规工作来抓，进一步加大培训力度，确保教师更新观念、吃透精神。
2、加强检查指导，认真总结工作经验。积极探索有些科目在没有参考书的情况下，如何渗透好法制教育。让教师明确任务，掌握渗透方法及艺术。
3、多开展专题法制教育活动，对学生进行法制教育。
4、努力形成学校多角度、宽领域的法制教育格局。积极探索建立学校、家庭、社会三位一体的法制教育格局。
5、将激励机制落到实处，对实施工作开展得好的班级和个人给予表彰奖励。
渗透型防水材料 篇3
【关键字】STS教育； 材料力学；切入点；整合内容；整合方式
【基金项目】华北科技学院教研基金资助课题（课题编号HKJY201437），课题名称：“力学”教学如何渗透STS教育，课题类别：指导类
【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）34-0040-02
我所在的大学以安全为特色，培养的学生主要服务于生产煤炭的行业。众所周知，煤炭在中国是主要能源之一，也是国家的重要支柱之一。因此，采煤安全，责任重于泰山。一人安全，全家幸福。如果采煤安全只依靠经验，根本无法保证现在全面机械化的采煤安全要求，因此，培养既有科学技术又有社会责任感的安全技术人员是社会持续发展的需要。
煤炭行业事故频发，究其原因安全意识淡薄，但是，根本原因还是头脑里缺乏科学技术社会之间的有机结合所致。建构这种素养其实不能通过一门或几门课结合STS教育模式就可以扭转，而是需要小到幼儿园大到社会的全方面位的渗透STS理念，才能逐步养成良好的科学技术社会有机结合的素养。
作为一名大学里教授力学的教师，更有责任将科学技术与社会责任感通过STS教育理念和教学方法渗透到课堂中去，使学生们立足当下，从实际问题出发发现问题，通过学习科学技术，解决问题，服务社会。
由于《材料力学》的课程学时有限，需要讲授的知识点较多，因此在教学中主要以某章节的内容为范例，充分调动学生的积极性和参与感，使学生慢慢体会理解这种教育模式，以便课后学生自己拓展和延伸。
《材料力学》是一门将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。这门课程紧密结合工程实际，学习过程中通过有机渗透STS教育，展现煤炭行业面临的亟待解决的实际问题，增强学生的社会责任感，激发学生的学习积极性和主动性，从而提高学生解决实际问题的能力。
下面针对我校采矿工程安全专业大学二年级的学生，结合STS教育模式展开一次2学时《材料力学》课程设计实例。通过这次实例一方面促进自己在教学方法方面积累经验，一方面促进学生积极参与学习，更重要的其实就是促进教学相长，教中有学，学中有教的教学模式。这次范例选《材料力学》中“弯曲内力和应力”一章，在这一章中整合STS教育临安和方法的内容、方式整理如下表。
下面按照上表结合STS教育时的切入点及整合的内容和方式，说明课堂上如何渗透STS教育理念。
首先，学生们自形成3人一组，结合弯曲构件的横截面特点、材料、工况和受力特点等，观察周围生活，收集资料。强调学生，注意收集煤矿生产中结构或设备中弯曲构件。学生可以通过照相、录像的手段记录下生活中观察到的弯曲构件，并形成PPT电子文档，自命名，发到QQ討论群文件里与其他小组成员共享，共同讨论，最后教师根据学生提出的问题和提供的生活实例，在课上展开讲解。
然后，针对学生关心的煤矿生产中使用的弯曲构件是否能安全承载展开讲解。有很多学生的家长或亲属朋友工作于煤矿生产的第一线，通过学生的咨询和了解，其实发生哪一种危险都是致命的。首先，必须保证煤矿生产中的结构和设备安全承载。以构成煤矿井下生产活动的主要结构--巷道支护为例，如图1所示。
这两个巷道使用的抗弯构件形状不同、材料不同、截面形状不同，工况是来自围岩的均布压力。学生们讨论提出：为什么实际生产中使用不同形状的巷道呢？哪个更安全呢？要解决这个问题，那么有必要分析下两种不同巷道情况下，受弯构件的内力，应力，以便分析它们强度问题。两种简化刚架的力学模型简化图如图2所示，剪力图、弯矩图和轴力图，如图3所示。
由梁的弯矩图可以看到这两种巷道支护都承受着上侧受压下侧受拉的弯矩，因此对于拉压性能相同的拱形钢架，横截面为上下对称的工字钢，而木刚架的横截面也是上下对称，但是为了增加抗弯能力，圆形截面的木材比同面积的矩形截面的木材抗弯能力弱，因此实际中的圆形截面木材消去左右部分构建为矩形截面。
最后，学生讨论，总结。经过比较两者最大正应力可知，拱形钢架比矩形木刚架更适于埋深深的巷道做维护。木刚架在跨度减小时，最大正应力减低，而不易发生强度失效。因此木支架一般用在围岩压力不大、巷道服务年限不长、断面较小的采区巷道里，有时也用作巷道掘进中的临时支架。矿用型钢支护用于围岩压力较大、断面较大的基本巷道里。因此，生活实际中的构件必须使用在合适的工况下，或者确定的工况下应选择合适的构件，以避免构件失效，发生人财物的损失。
这次结合STS教育理念的课程，虽然花费了学生和老师的时间很多，但是学生们知道了怎么学习《材料力学》，怎么用《材料力学》解决问题，怎么做决定，怎么争辩，怎么辩论，怎么交流，怎么合作，全面培养了学生科研能力，增强了学生的安全意识和社会责任心。生活中的误选择或误设计都是致命的伤害，因此必须有扎实牢固的科学技术本领，才能更好的服务社会，珍视生命，减低伤亡。
另一方面，对于教师来说，准备一堂课只考虑科学内容确实很容易，但是结合实际问题，跟着学生思路走，设计问题等就需要老师花费更多的时间尽量全面了解不同专业知识。对于习惯了传统教学方法的老师，确实是一个巨大的挑战。但是只要坚持不断的将STS教育理念有机的渗透到课堂中去，不仅学生兴趣得到了提高，而且也提高了教师的专业水平。所以，STS教育理念的有机渗透过程是一个双赢的过程，只有不怕失败，反复尝试，终有收获。
参考文献：
[1]孟邵红.STS教育：科技进步与社会发展的融合点[J].黑龙江高教研究，2001，102（4）：15-17.
[2]陈凡，陈佳. 我国当代科技与社会（STS）研究的现状及发展[J].自然辩证法研究，2001，27（12）：15-19.
作者简介：
渗透型防水材料 篇4
有机硅对建筑物的防护主要通过在其表面的防水处理来实现,带有有机憎水基团的硅烷低分子渗入建筑物,通过水解-缩合反应以-Si-O-共价键与基材稳固连接,同时自交联成体型聚过氧烷网络结构,憎水基团分布于结构表层,使得水与此表面的接触角> 90°,从而使建筑表面具有防水性。
有机硅类防水剂在全球建筑行业中的使用始于上世纪中叶,在国内则是于上世纪70年代后随着晨光院防水1号(甲基硅酸钾)、2号(甲基硅酸钠)和3号(聚甲基硅氧烷)的推广使用而为人所知。随着技术的不断发展,目前应用较广的是长链烷基(C≥4)硅烷类有机硅防水剂,其中以水溶性的乳液型产品为代表,它克服了以往产品耐候性不佳、环境不友好等缺点,兼具更好的渗透性、优良的防水效果,作业时使用方便操作简单。
对于乳液型产品来说,关键点在于既要保证有机硅乳液的储存稳定性,又不能损害其防水性能,业界围绕这一点从乳化体系的筛选到乳化工艺的提升做了大量研究。目前的问题是:复合乳化体系复杂,复配组分过多,稳定性难以保证;乳化工艺要求高,高压高速等工艺手段不易实现且费用昂贵。本文研究并优化了乳化体系与原料组成,在常规的工艺手段下,制得了储存稳定、防水效果良好的产品,降低了产品的原料和生产成本,对渗透型有硅机防水乳液进一步推广使用有积极意义。
2 实验部分
2.1 原料与设备
正辛基三乙氧基硅烷(工业品);丙基三乙氧基硅烷(工业品);低聚羟基硅油(聚合度≤20,工业品);催化剂(三乙胺,分析纯);自来水;复合乳化剂(自配);乳液稳定剂(自配);Ph调节剂(醋酸,分析纯)。
恒温水浴锅,普通电动搅拌器,蠕动泵,四口圆底烧瓶,冷凝管等。
2.2 合成工艺条件与流程
将水与复合乳化剂加入四口烧瓶中,普通机械搅拌一定搅速下加温至50～60℃,空气冷凝,搅拌均匀后加入催化剂;将一定配比的正辛基三乙氧基硅烷,丙基三乙氧基硅烷,低聚羟基硅油混合均匀后,通过蠕动泵缓缓滴入烧瓶中;反应结束后,加入Ph调节剂,使所得乳液Ph=7.0～8.0,最后加入乳液稳定剂,即得产品。
2.3 实验设计与性能测试
2.3.1 以不同的乳化体系,对固定配比的硅烷混合物进行乳液聚合实验,参照JC/T 902-2002建筑表面用有机硅防水剂建材行业标准,测试所得乳液的稳定性,并检测所得乳液的粒径分布与经时变化,依此确定适用于本文硅烷混合物的复合乳化体系;
2.3.2 确定乳化体系后,调整硅烷混合物中各组分的配比(即调整R/Si值,平均每个硅原子上连接的烷基数目),以所得稳定乳液按上述标准处理砂浆试样,测定试样吸水率比与渗透性,以及水与处理前后试样的接触角,依此比较防水效果并确定硅烷配比。
3 实验结果与讨论
3.1 乳化体系的影响
参照国内外已有研究成果[4,5,6]与笔者经验,固定混合硅烷配比与水的用量,催化剂与稳定剂按混合硅烷与水总量的0.5～1%加入,复合乳化剂则按总量的3～5%加入;复合乳化体系内各单组分均为市售工业品,本文选取了脂肪酸(Y1)及其盐类(Y2)、磺酸盐类(Y3)、聚醚类(F1)、异构醇醚类(F2)、OP类(F3)以及Span类(F4)乳化剂作为单组分,按阴离子/非离子进行复配,控制复合乳化体系HLB数值在12～14之间,按2.2进行实验,观察各复合乳化体系所得乳液稳定性,并进行测试,复配方式与乳化性能如下表所示。
参照JC/T 902-2002建筑表面用有机硅防水剂建材行业标准,考察7号乳化体系所得乳液稳定性,在3000rpm下离心5min后,未观察到分层,晃动未观察到沉淀。通过激光粒度仪对7号乳化体系所得乳液进一步分析,确定乳胶粒平均粒径及分布。结果表明其平均粒径DAV7=521 nm,粒径分布如右图所示。乳液外观呈乳白色,晃动挂壁可见蓝光。
为进一步验证7号乳化体系,对其进行重复试验,在通过离心稳定性测试后,密封静置于室内,通过激光粒度仪对其乳胶粒径经时变化进行研究,结果如下。
通过以上实验数据,可以初步确定7号乳化体系适用于本文涉及的长链烷基硅烷-低聚羟基硅氧烷混合物。本文选取乳化剂的依据为HLB方法,兼顾选用较佳HLB值的同时,也考虑了乳化体系与分散相和分散介质的亲和性。为此选用了阴离子/非离子表面活性剂复配,其中各组分HLB值相差较大,由亲油到亲水之间逐渐过渡,形成的混合膜与油、水两相亲和力都比较强,乳化效果好,并显著增大乳胶粒聚集的位阻效应,提高乳液稳定性。
3.2 硅烷配比的影响
在确定乳化体系之后,本文研究了硅烷配比即不同R/Si值对所得乳液防水效果的影响。调整原料配比,分别取R/Si值为1.2、1.4、1.6,按照3.1进行实验,测试所得乳液的防水性能,R/Si值按下式计算:
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其中m1、m2、m3分别代表加入正辛基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、低聚羟基硅油的质量;m1、m2、m3则为对应的摩尔质量,m3取74。
3.2.1 不同R/Si值乳液对砂浆试样吸水率比的影响
参照JC/T 902-2002建筑表面用有机硅防水剂建材行业标准,制备砂浆试样,P.C32.5水泥:ISO标准砂:水=1∶4∶0.55。并以制备的不同R/Si值乳液处理,记录试样吸水率比的经时变化,数据见下表。
3.2.2 不同R/Si值乳液对砂浆试样抗渗性能的影响
同样参考JC/T 902-2002在标准状态下检测,在1 cm厚处理过砂浆板上竖立内径2 cm试管,连接处密封,试管内加入20 cm高自来水,顶部覆膜防止挥发,静置并记录液面下降高度的经时变化,数据见下表。
3.2.3 不同R/Si值乳液对试样表面与水的接触角的影响
通过自动接触角测量仪检测不同R/Si值乳液处理后试样表面与水的接触角,在R/Si值为1.2、1.4、1.6时,接触角分别为116°、138°、141°。所有试样的接触角均大于90°,说明砂浆试样经乳液处理后表面都实现了“反毛细管效应”,毛细管作用力拒绝水以液态形式进入,实现了防水保护。同时也与吸水率比、抗渗性数据相印证,随R/Si值的增大,疏水性、抗渗性提高,吸水率比降低。
结合上述数据,表明在R/Si值处于1.4～1.6之间时,所得乳液的各项防水指标均达到或超过建材行业标准要求。这样在实际生产中,通过调整硅烷混合物的配比,控制R/Si值在1.5,就能够得到具有良好防水效果的产品。
笔者认为R/Si值对乳液防水效果的影响主要在于分子结构的变化。R/Si值越大,表示三官能团的正辛基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷在硅烷混合物中的含量越低,比如在R/Si=1.2时,三官能团硅烷含量约为80%、R/Si=1.4时,三官能团硅烷含量约为60%、R/Si=1.6时,三官能团硅烷含量约为40%。在R/Si较小时,硅烷混合物中三官能团硅烷含量过高,聚合过程中容易形成体型(球形)聚硅氧烷,由此造成较大的位阻、憎水基的包埋与可参与反应羟基的减少,导致乳液渗透性、反应活性降低,影响防水效果。而在的R/Si值适宜时,聚合过程中形成的应该是如下图所示的梳状低聚硅氧烷:
虽然未能做精确的结构分析,但较好的防水效果可以说明,在R/Si值适宜时,乳液聚合所得含长链烷基憎水基的聚硅氧烷,具有较低的聚合度,保证了渗透性;分子结构柔顺,保证了羟基反应活性与憎水基功能性不受影响,从而使乳液具有良好的防水性能,下图为取R/Si=1.5时所得乳液处理后砂浆板的防水效果图。
4 结论与展望
本文通过筛选不同的复合乳化体系,调整混合硅烷配比,在常规工艺手段与温和反应条件下,制得了防水效果良好、长期储存稳定的乳液型有机硅渗透防水剂。由此降低了产品的原料和生产成本,对渗透型有硅机防水乳液进一步推广使用有积极意义。
研究表明,以脂肪酸盐类、聚醚类、异构醇醚类乳化剂复配所得的混合物为乳化体系,以优化配比的正辛基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、低聚羟基硅油混合硅烷为防水活性成分,由水相乳液聚合,在普通搅拌速度下、敞开反应体系中,可以制得分散良好、胶粒稳定的硅氧烷乳液,实际运用的防水效果符合JC/T 902-2002建筑表面用有机硅防水剂建材行业标准。
目前工作的范围还局限于小试规模的合成与应用研究层面,宏观上大吨位的中试实验需要在小试基础上继续摸索调整,微观上要求对乳化体系与混合硅烷的互相作用做更深入研究。最终达到以经济高效的手段,稳定生产高品质乳液型有机硅渗透防水剂的目标。
摘要：本文研制了一种适用于硅酸盐建筑材料表面防护的渗透型有机硅防水乳液,通过筛选合适的复合乳化体系以及优化硅烷混合物的组成,在温和的反应条件与简便易行的工艺手段下,制备了储存稳定、防水效果良好的产品;并降低了产品的原料和生产成本,对其推广使用有积极意义。
关键词：有机硅,防水乳液,渗透,稳定性
参考文献
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[3]陈明波,蒋正武等.硅烷浸渍混凝土防水技术[J].中国建筑防水,2010(2).
[4]Paul M.Zelisko,Michael A.Brook,etc.Exploiting FavorableSilicone-Protein Interactions:Stabilization againstDenaturation at Oil-Water Interfaces[M].ACS Symposium Series,Vol.838,2003.
[5]Paul David Fisher,Ronald Paul Gee.[P].US 6103001.
学科教学渗透法制教育培训材料 篇5
一、全面认识青少年法制教育的重大意义
1、是要站在国家长治久安的高度来认识。
2、是要从落实党和国家教育方针和培养目标的高度来认识。
3、要从满足青少年的教育和法制需求来认识。
二、《法制教育与学科教学》是在什么背景下编写的？
（一）政策背景
1．中小学法制教育是德育的重要组成部分。加强中小学法制教育，是教育行政部门、学校、教师的法定责任。
2．党的十七大提出了“全面落实依法治国基本方略，加快建设社会主义法治国家”，“加强公民意识教育，树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念”的明确要求。加强中小学法制教育，是落实依法治国基本方略、加快建设社会主义法治国家、加强公民意识教育的重要基础工作。
3．胡 锦 涛总书记在2010年全国教育工作会议上强调指出：“要把育人为本作为教育工作的根本要求……培养学生团结互助、诚实守信、遵纪守法、艰苦奋斗的良好品质，树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念”；“要把德育融入学校课堂教学、学生管理、学生生活全过程，创新德育观念、目标、内容、方法，充分体现时代性，准确把握规律性，大力增强实效性”。
4．中共中央宣传部、教育部、司法部、全国普及法律常识办公室印发的《中小学法制教育指导纲要》，明确规定把学科教学渗透法制教育作为对学生实施法制教育的主要途径，要求“将法制教育与学科教学相结合，渗透到相关学科教学中”。
5．从“一五”普法到今年启动的“六五”普法，都把中小学生作为普法工作的重点之一。
（二）现实背景
1．2008年，我省发生瓮安“6.28”事件，部分在校学生参与，涉嫌违法犯罪，引起省委、省政府及教育部对中小学法制教育问题的高度重视。
2．青少年学生违法犯罪事件时有发生，而且呈上升趋势及低龄化、团伙化、危害程度严重化趋势，形势比较严峻。贵阳某中学“9.27”案件、贵定某中学“9.16”案件、榕江某中学“4.01”案件便是其中的典型案件。青少年学生走上违法犯罪道路的内因或主观原因，就是由于法治观念淡薄，缺乏基本的法律常识。
3．由于受不良思想的侵袭，一些学生的人生观、价值观扭曲，没有正确的是非观、荣辱观，缺乏分辨是非和守法用法的能力。
4．加强中小学生的法制教育具有现实的必要性、紧迫性，是预防青少年学生违法犯罪、引导其健康成长，培养社会主义合格人才的重要举措。
（三）教育教学实际
1．素质教育在落实环节尚有差距，口头上说得多，行动上做得少；知道重要性的多，知道怎样做的少；提出要求的多，解决资源、内容、方法等瓶颈问题的少。
2．如何在学科教学中渗透法制教育，以及渗透什么内容、渗透到什么程度？学科教学渗透法制教育会不会影响学科教学本身、会不会增加学生学业负担？对此，学校和教师普遍反映难以把握、无从着手。
（教育部简报： “贵州省中小学学科教学渗透法制教育课题研究”，成功探索出通过学校课堂主渠道对学生进行法制教育的有效载体、有效途径和有效形式，探索出一条深入实施素质教育的新路子。）——深入开展研究，全面提炼中小学学科内容中的法制教育内容，形成法制教育的有效载体。
——与中小学教学实践紧密结合，探索法制教育与学科教学相结合的有效途径。——积极探索中小学学科渗透法制教育的特点与规律。
——中小学学科渗透法制教育内容的成果在实践中得到广大一线教师的一致赞同。
三、中小学学科教学渗透法制教育的含义
贵州省教育厅《关于在全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作的通知》（黔教法发〔2011〕152号文件）指出：学科教学渗透法制教育，是以中小学各学科的教学内容为依托，充分利用学科中固有的法制内容、教育契机和教学便利，在各学科的教学活动中，有意识、有计划、有机适度地渗透相关法制知识和法治理念的教育，以增强学生法制意识，激发学生法制情感，培养学生学法、知法、守法、用法的习惯和能力。
依托：依靠;凭借
（1）没有学科教学，法制教育便失去基础
（2）法制内容与学科内容有密切联系，否则既无法“依”，又无法“托”（3）学科教学为主，法制内容渗透为辅。
固有的：
（1）教材本身包含的；
（2）可以引申、联系（高中音乐《梁祝》-《妇女权益保障法》、《婚姻法》）；（3）可以借用、“借题发挥”；（4）可以创设。教学活动中：
上课、辅导、作业、实验、实际操作、考试…… 有意识、有计划：
（1）具有一定目的（增加法制知识、树立法制观念、激发法制情感、培养法制行为。）（2）具有计划性（统筹兼顾、错落有致，相对全面、各有侧重，因材施教、循序渐进，积少成多、综合提升）小学到高中35各学科共有730个渗透点，其中小学有192个渗透点。
（3）有构思、有设计、遵循教育教学规律、讲究技巧方法、因“材”、“课”施教。（4）有原则（尊重教学、科学导入，份量适中、目标恰当，有机统一、一箭双雕）（5）学生、教材、教学形式（环节）、社会、法制综合考虑
（6）不伤害学科、不增加负担。每个渗透点的渗透时间不得超过5分钟。有机适度地渗透：
某种事物逐渐进入另外一种事物，交融在一起，你中有我，我中有你（1）有“机”可乘，才能渗透
（2）有机结合：交融在一起，你中有我，我中有你（3）有主次、主客之分（4）有分量、程度上的控制（5）有过程、方法上的策略
（6）实现事物品质、性状的改变或因此而引起其他事物的改变
相关法制知识和法治理念的教育，以增强学生法制意识，激发学生法制情感，培养学生学法、知法、守法、用法的习惯和能力：
（1）法制知识＞法律知识（2）知识是基础（3）法制理念（4）情感（情感：人对客观事物所持的态度体验，包括道德感和价值感。此处泛指心理、态度、在个人情绪上的反映。）
（5）法制知识、法制观念、法制情感、法制行为有机统一、相辅相成，缺一不可。法制情感教育也是法制教育。
四、教育行政部门对学科教学渗透法制教育工作有何要求？
贵州省教育厅《关于在全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作的通知》（黔教法发〔2011〕152号文件）的要求是：
（一）将实施学科教学渗透法制教育纳入深入实施素质教育的一项重要内容，扎实推进，借此深化基础教育课程改革，创新德育方式，提高德育工作的针对性和有效性，努力形成我省实施素质教育的特色。
（二）将实施学科教学渗透法制教育纳入“十二五”中小学教师继续教育计划，在各级继续教育中安排相应的内容、课时和考核。凡考核不合格的，不得颁发继续教育证书。
（三）将实施学科教学渗透法制教育纳入教育行政部门对学校的考核、学校对教师的绩效考核，按有关规定兑现奖惩。
（四）要注意抓好学科教学渗透法制教育示范学校建设，加强指导，总结经验，以点带面，推动学科教学渗透法制教育工作规范、有效、全面开展。
（五）在认真实施学科教学渗透法制教育的同时，要进一步完善中小学法制副校长制度，充分发挥法制副校长的作用；进一步采取专题法制教育、课外活动、个别辅导等形式，对学生进行法制教育，努力形成学校多角度、宽领域、复合式的法制教育格局。同时，积极探索建立学校、家庭、社会三位一体的法制教育格局。
（六）建立督促检查和激励机制。各地各学校要按本通知要求，建立上级教育行政部门对下级教育行政部门的督促检查机制、教育行政部门对学校的督促检查机制、学校对教师的督促检查机制；建立激励机制，对实施工作开展得好的单位和个人，给予表彰奖励。
我们也正在积极研究学生学业考试、考查中，体现法制内容的可能性，并将配套开展优质课（教案）竞赛、论文评比、教学经验交流活动、学生征文活动等配套活动，促进学科教学渗透法制教育工作的深入、有效、持续开展。希望广大教师，事做有心人，行做先锋者，积极创先争优。
五、《培训手册》重点
学科教学渗透法制教育对教师有什么要求？ 1.教师要提高思想认识。2.教师要增强紧迫感。
3.教师要形成教学渗透法制教育的习惯。4.要提高自身的法制素养。5.要精心备教。6.要主动探索创新。
学科教学渗透法制教育应当遵循的原则：
尊重教学、科学导入、分量适中、目标恰当、有机统一、一箭双雕
尊重教学：即尊重《课标》，尊重教材，尊重教学活动，不破坏教材原意、教材内容，不破坏教学结构和教学程序，不打乱学科教学秩序，不占用过多教学时间。
科学导入：即在教学过程中，因势利导，科学、巧妙地导入法制内容，使法制内容在教学中顺势而出、合情合理、贴切自然。
分量适中：即法制教育内容的分量恰到好处，既满足法制教育的需要，又不形成教和学两方面的负担，冲淡教学主题。目标恰当：尊重学生的认知能力，尊重学生的生活、社会经验，既满足学生成长和走入社会的基本需要，又不超越学生的接受能力。
有机统一：无论是课堂教学，还是实验、练习、活动、作业、辅导等教学环节中，法制内容和学科内容都要相互融合，有机地统一起来，你中有我，我中有你。学科教学渗透法制教育不是“掺沙子”、不是人为的简单拼盘。同时，学科教学渗透法制教育提倡通过润物无声的手法，实现潜移默化的效果。
一箭双雕：既完成法制教育任务、实现法制教育目标，又完成学科教学本身的任务，实现学科教学目标，最终实现学生法制素养和学科素养的双提升。
中小学法制教育有哪些实施途径？
主要有：学科教学、专题教育、课外活动（包括班团队活动、学生社团活动、节日纪念日宣传教育活动、仪式教育活动、社会实践活动等）、个别辅导等途径。其中学科教学是主要的实施途径。
理科渗透法制教育，优势在哪里？要注意些什么？
1、法律法规中，涉及自然科学知识、体现自然之道的越来越多。
2、要发挥理科以理明法的优势。
3、要发挥理科过程体验、情感体验机会较多的优势。
相对于政治思想品德学科，其他学科渗透法制教育是否在包办代替？
政治思想品德课包含法制内容，但既不完全是法制课，也不可能包含所有的法制内容。况且，诸如环境保护、健康卫生、资源能源、安全消防等一些与自然科学有关、体现自然之道的法律法规，要从原理、原因上讲清楚，政治思想品德课就无能为力，但交给数学、化学、生物、物理、地理这样的学科来渗透，既比较容易，又更加自然、贴切、有趣。再如，如何订立契约（合同），如靠政治思想品德课来教学，要么费时，要么难免空泛，如在语文课《威尼斯商人》中来穿插进行教学，由于它本身就是一个“案例”，就非常生动、具体、实在。
1、中小学政治思想品德类课程本身已经包含有法制、法律知识，首先必须保证教好、学好这一部分内容，实现课程固有目标。
2、中小学政治思想品德类课程的其他内容，富含大量的法制教育因素，有契机、有条件就应该积极渗透法制教育。渗透时仍然要遵循“尊重教学、科学导入，分量适中、目标恰当，有机统一、一箭双雕”的原则。
语文、历史、英语等学科渗透法制教育时，如何正确把握涉及的法律问题？
教学中，应抓住法律的两个特征：阶级性和历史性。学科教学渗透法制教育是，是一种普法教育，除非必要，一半不要一如比较复杂的问题。
练习类、活动类、实际操作类课程，如何渗透法制教育？
体育课、上机课、实验课、音乐课、美术课，其实也存在很多契机。某种意义来讲，习惯养成即是法制行为养成。所以这类课程其实有许多优势。
在教学的哪些环节可以渗透法制教育？
上课、作业布置与批改、练习、课外辅导、考试考查、实践活动等环节，都蕴藏着法制教育契机。
如何在学科教学中，发现和创设法制教育渗透点？
第一，教师要具备一定的法制知识，了解法律法规，否则就可能对存在的契机“视而不见”。第二，要善于研究教学活动，在相应的教学内容、环节、形式中去发现契机。课标教材中大量存在法制教育契机。第三，要关注社会与生活。第四，要善于创设话题。
如何选择渗透内容？如何控制渗透的深度和广度？ 要尊重教材、教学形式、教学环节的固有特性。要尊重学生的认知能力。要考虑社会关联度。
服从于教学任务和教学时间。要考虑法制内容自身的可选择性。如何控制渗透的时间？
（一）要正确理解学科教学渗透法制教育在方法、策略上的要求，强调学科教学和法制教育的统一。
（二）教学中必须坚持以学科教学为主，法制渗透为辅的原则，首先在法制教育的分量、难度、要求上恰当定位，避免花费过多的时间于法制渗透。
（三）不能人为造成法制教育和学科教学“抢”时间的局面。
（四）客观地说，小学到高中14000个课时，平均每周1.52个渗透点，每19节课才渗透一次法制内容，每次用三、五几分钟来渗透法制教育，是完全不成问题的。
如何增强渗透的艺术性？
同样的渗透点，同样的渗透内容，教学艺术、技巧上却有高下之分，效果也有差别。如何用好《法制教育与学科教学》一书？ 《法制教育与学科教学》一书是专门为学科教学渗透法制教育编写的教师用书，分小学、初中、高中分册，且有配套的《教师法制常识分册》
如何利用好其他教育教学资源？
这里所说的资源，是指可资利用的信息、资料、人员、组织和物质条件等。法制教育中如何体现对学生的尊重？
（一）尊重学生的情感、人格。
（二）尊重学生的认知能力。
（三）尊重学生的天性。
六、关于法制教育中几个必须厘清的问题
（一）法制教育是否仅仅是违法犯罪预防教育？ 法制教育包含预防性教育，但是不仅仅是预防性教育 1.预防是有发生的可能性才防。2.预防性教育只讲“守法”，强调“守”，既是被动的，也不完整。完整的法制教育既讲“守”，也强调“用”和“护”、“学”。
3.民主法治、自由平等、公平正义理念既体现在法律法规中，更应该体现在人们的思想、观念、言行中，一个没有民主法治、自由平等、公平正义理念的公民，不是一个思想健全、素养良好的公民；一个没有民主法治、自由平等、公平正义理念的公民，如果将来参与到立法、司法、执法活动中，后果可想而知；没有全体公民法制素养的提高，建设社会主义法治国家就将成为空谈。法制素养是个人文明的重要组成部分，法治建设是社会主义精神文明建设的重要组成部分。
4.法制教育是素质教育的重要组成部分。缺失法制教育的素质教育是残缺的素质教育，不是真正的素质教育。
5.《中小学法制教育指导纲要》：开展中小学法制教育的主要任务是：努力培养中小学生的爱国意识、公民意识、守法意识、权利义务意识、自我保护意识，养成尊重宪法、维护法律的习惯，帮助他们树立正确的人生观、价值观和荣辱观，树立依法治国和公平正义的理念，提高分辨是非和守法用法的能力，引导他们做知法守法的合格公民。
（二）科任教师到底应不应该承担法制教育责任？
1.法律规定：《教育法》第六条： 国家在受教育者中进行爱国主义、集体主义、社会主义的教育，进行理想、道德、纪律、法制、国防和民族团结的教育；第三十二条：教师享有法律规定的权利，履行法律规定的义务，忠诚于人民的教育事业。《教师法》第八条：教师应当履行下列义务：……
（三）对学生进行宪法所确定的基本原则的教育和爱国主义、民族团结的教育、法制教育以及思想品德、文化、科学技术教育，组织、带领学生开展有益的社会活动……
2.胡 锦 涛讲话：推动教育事业科学发展，必须坚持以人为本。坚持以人为本，在教育工作中的最集中体现就是育人为本、德育为先。德是做人的根本，只有树立崇高理想和远大志向，从小打牢思想道德基础，学习才有动力，前进才有方向，成才才有保障。引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观，坚定学生对中国共产党领导、社会主义制度的信念和信心，培养学生团结互助、诚实守信、遵纪守法、艰苦奋斗的良好品质，树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念。要把德育融入学校课堂教学、学生管理、学生生活全过程，创新德育观念、目标、内容、方法，充分体现时代性，准确把握规律性，大力增强实效性。
3.《中小学法制教育指导纲要》：将法制教育与学校学科教学相结合，渗透到相关学科教学中。
4.法制教育是德育的重要组成部分。
5.教学教育性原则的体现。学科教学的德育功能。
（三）法制教育和学科教学、和德育其它方面到底是什么关系？ 1.理论层面：是相辅相成、相互促进、有机统一的关系。
2.实际操作层面：①和爱国主义、集体主义、社会主义教育，和理想、道德、纪律、国防、民族团结教育联系在一起；②心理教育、美育等联系在一起；③有机适度、自然巧妙地在学科教学中渗透法制教育，不但不会影响学科教学，有时反而能够促进学科教学，或促进学生对教学内容的理解，或密切教学内容与社会时间的联系，或提高学生应用学科知识处理具体问题的能力，或增强教学的趣味性，或增强学生的过程体验和过程体验。
（四）学科教学渗透法制教育，会不会增加学生负担？
按照《法制教育与学科教学》提出的内容、数量、目标要求渗透，就不会增加学生的负担。分述如下：
1.学科教学渗透法制教育，在分量、难度上有严格界定。《法制教育与学科教学》安排渗透的法制内容，都是普通的法制常识和比较容易理解的法律法规，不会超过学生的认知能力，既有对象上的针对性，又属于普法范畴。
2.学科教学渗透法制教育，在方法上有明确的要求。“贴近实际、贴近生活、贴近学生”是《中小学法制教育指导纲要》提出的明确要求。
（五）学科教学渗透法制教育，会不会伤害学科本身？ 不会。这得从渗透原则说起。
第一，“尊重教学”是渗透法制教育的前提。教学中不能因为法制内容的渗透，破坏教材原意、教材内容、教学程序、教学结构，打乱学科教学秩序，更不能冲淡教学主题，喧宾夺主。
第二，“分量适中、目标恰当”的意思是既有渗透，又在量、度、时间上有严格的界定，不能把教学课上成法制课。
七、如何参与全省的交流互动？
1．在专门贴吧上阅帖、发帖、回帖和获取资料。为了满足培训工作和教师交流互动的需要，我们在百度网上建立了一系列贴吧。总贴吧号（ID）为10662606，另外还有35个学科贴吧（详情请上总贴吧10662606或登录吧主个人空间http://hi.baidu.com/zyb1881查询）。为防止闲杂人员进入，以上贴吧（俱乐部）均为私密贴吧，需申请才能加入。具体方法是：
①在百度上注册（务必记好你的帐号、密码，已在百度上注册的用户，免此步骤）。②登录百度网： ③输入贴吧号，进入贴吧： ④点击“申请加入”，填真实的“单位+姓名+学科+QQ号+邮箱号”(否则吧主会拒绝您哦！)⑤待吧主批准后，您就可以进入贴吧了。
一些重要资料，会放在“10662606”贴吧里，请务必注意。一些带有普遍性的提问，吧主也会在贴吧上回答。也希望大家在贴吧里发多一些有价值的东西，实现信息互通、资源共享。
2．全省指定的132名省、地、县级“学科教学渗透法制教育辅导员”都有个人空间（详情请上总贴吧10662606或登录吧主个人空间http://hi.baidu.com/zyb1881查询），请主动登录辅导员的个人空间，和他们交流，有些重要资料，吧主会放在那里。
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二○一一年八月
省教育厅关于在全省普通中小学 实施学科教学渗透法制教育工作的通知
（黔教法发〔2011〕152号）
各市（州、地）教育局：
为贯彻育人为本，推进素质教育，提高中小学法制教育的针对性和实效性，根据国家和省中长期教育规划纲要、国家《中小学法制教育指导纲要》有关要求，在我厅前期研究取得成果和成效的基础上，经研究，决定从2011年起，在全省普通中小学（含民办中小学，以下简称学校）实施学科教学渗透法制教育工作。现将有关事宜通知如下。
一、实施学科教学渗透法制教育工作的重要性、必要性和紧迫性
加强中小学法制教育，是教育行政部门、学校及教师的法定责任；是“法律进学校”的工作重点；是落实依法治国基本方略、建设社会主义法治国家的重要基础工作；是深入实施素质教育的重要内容；是引导和帮助青少年学生健康成长、预防未成年人违法犯罪、培养社会主义法治国家合格公民的重要举措。
“四五”普法以来，虽然我省采取多种措施，不断推进中小学法制教育，取得了一定成效，但是仍存在一些不容忽视的问题：部分教育行政部门和学校不同程度存在认识不足、重视不够、措施不力的现象；法制教育尚未按照国家要求进入课堂、渗透到学科教学中；法制教育的有效形式、有效途径和有效载体有待进一步完善。瓮安“6.28”事件、贵阳某中学“9.27”事件、贵定某中学“9.16”事件等事件,既凸显了我省中小学法制教育存在薄弱环节，又反映了加强中小学法制教育的重要性、必要性和紧迫性。
加强中小学法制教育是落实育人为本的必然要求，必须充分发挥学校课堂第一主渠道的作用。《中小学法制教育指导纲要》明确要求：“中小学法制教育要以有机渗透在学校教育的各门学科、各个环节、各个方面为主”，学校要“将法制教育与学科教学相结合，渗透到相关学科教学中”。只有充分发挥学校课堂主渠道的作用，在学科教学中渗透法制教育，才能把中小学法制教育落到实处，才能通过学科教学在学生的心田从小就种下中国特色社会主义法治文明的种子，不断增强其法制意识，提高其法律素质。
各级教育行政部门和学校要站在落实依法治国的基本方略、落实育人为本的根本要求、培养合格公民的战略高度，充分认识实施学科教学渗透法制教育工作的重要性、必要性和紧迫性，切实增强实施学科教学渗透法制教育的责任感、紧迫感，切实提高执行力，通过扎实工作，努力开创我省中小学法制教育工作新局面。
二、实施的对象、途径、目标、主体和渗透载体实施学科教学渗透法制教育，是以中小学各学科的教学内容为依托，充分利用学科中固有的法制内容、教育契机和教学便利，在各学科的教学活动中，有意识、有计划、有机适度地渗透相关法制知识和法治理念的教育，以增强学生法制意识，激发学生法制情感，培养学生学法、知法、守法、用法的习惯和能力。为此，各级教育行政部门和学校要切实把握实施的对象、途径、目标、主体和渗透载体。
（一）实施对象：全省普通中小学在校学生（以下简称学生）。
（二）实施途径：学科教学。以课堂教学为主，包括其他教学环节。实施学科35个。其中小学阶段9个：品德与生活（品德与社会）、语文、数学、英语、科学、美术、音乐、信息技术、体育与健康；初中阶段13个：思想品德、语文、数学、英语、历史（历史与社会）、地理、物理、化学、生物、美术、音乐、信息技术、体育与健康；高中阶段13个：思想政治、语文、数学、英语、历史、地理、物理、化学、生物、美术、音乐、信息技术、体育与健康。
（三）实施目标：增强学生法制意识，提高学生法律素质，使学生树立社会主义民主法制、自由平等、公平正义理念；树立爱国意识、公民意识、守法意识、权利义务意识、自我保护意识和正确的人生观、价值观、是非观、荣辱观；帮助学生养成遵纪守法的行为习惯，提高学生学法、知法、守法、用法的能力。
（四）实施主体：全省各级教育行政部门、学校和科任教师。其中，教育行政部门是实施管理主体，学校是实施责任主体，学科教师是实施操作主体。
（五）渗透载体：省教育厅在前期科研成果基础上组织编写的教师用书《法制教育与学科教学》（贵州人民出版社出版）。该书根据《中小学法制教育指导纲要》要求，科学解决了学科教学中如何渗透法制教育、渗透什么内容、渗透到什么程度等一系列教育教学难题，明确了各学科的渗透点、渗透内容、渗透原则、渗透方法和目标要求，是我省的创新成果，得到了教育部的充分肯定。
三、实施步骤和重点抓好的工作实施学科教学渗透法制教育，是我省的教育创新工作，是我省深入实施素质教育的新举措。各级教育行政部门、学校要按照“创先争优”的要求和实施步骤，切实抓好有关工作。
（一）实施步骤
——5月中下旬召开全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作会议（时间、地点、参会人员另行通知）。
——5月下旬，完成学科教学渗透法制教育省级培训（一级培训）。省级培训由厅政策法规处牵头，课题承担单位（贵州尚善教育科学研究所）协助实施。
——6月至7月，完成学科教学渗透法制教育市（州、地）级、县（市、区）级培训（统称二级培训）。
——8月下旬前，全省学校完成学科教学渗透法制教育科任教师全员培训（三级培训）； ——9月1日起，全省学校和教师通过课堂主渠道，开始实施学科教学渗透法制教育工作。
（二）重点抓好的几项工作 1.成立领导小组，完善工作机制。实施学科教学渗透法制教育工作实行“一把手”负责制。各级教育行政部门和学校要成立由主要负责人任组长的实施学科教学渗透法制教育工作领导小组，统筹组织、协调和指导实施工作。建立和完善工作机制：教育行政部门要建立由法制工作机构牵头组织实施、有关职能科室参与配合、教研机构实施教师培训并指导开展教研活动的工作机制；学校要建立教导处牵头组织培训和实施，教研组组织开展教研、备课的工作机制，以确保整个实施工作扎实推进、步步到位。
2.抓好教师培训工作。本次培训采取“书面培训、逐级面授、网上互动”相结合的方式进行，各级教育行政部门和学校要按照分级负责的原则，认真履行好各自培训工作职责，并重点抓好校级培训。
（1）省教育厅主要负责：组织编印书面培训材料；组建省级辅导员队伍；组织省级培训；搭建全省教师网上互动平台并组织专家答疑释难；指导、协调、监督各地培训工作。（2）市（州、地）教育局主要负责：统计上报本市（州、地）各学段教师数量；按要求配置教师培训资料和教学用书；组织遴选本市（州、地）参加省级培训人员（具体办法按附件2执行）；组织开展直属学校培训工作；组织、指导、协调、监督县（市、区、特区）教育局组织培训工作。
（3）县（市、区、特区）教育局主要负责：遴选本级参加省级培训人员（每县市区1人）；确保教师培训资料和教学用书配置到位；组织学校校长和教导主任培训；指导、监督学校组织开展全员培训。
（4）学校主要负责：组织校级全员培训；组织教研组开展教研活动；组织教师参与网上互动；确保所有教师更新观念、吃透精神、掌握方法、明确任务；要求教师从今年9月1日起在教学中渗透法制教育并体现在教案中。
3.抓好教师用书配置工作。《法制教育与学科教学》及配套的《教师法制常识》，是教师实施学科教学渗透法制教育工作的指南和指定用书。各级教育行政部门和学校要确保教师人手一套。所需配置经费：义务教育阶段学校从生均公用经费中支出，普通高中学校从教育事业费中支出。各地、各学校要确保在培训前把教师用书配置到教师手中（具体征订工作按附件3执行）。
4.落实工作经费。各级教育行政部门和学校要根据开展此项工作的需要，从教师培训经费和普法工作经费中安排必要的专门工作经费，确保工作顺利开展。
四、相关要求
（一）将实施学科教学渗透法制教育纳入深入实施素质教育的一项重要内容，扎实推进，借此深化基础教育课程改革，创新德育方式，提高德育工作的针对性和有效性，努力形成我省实施素质教育的特色。
（二）将实施学科教学渗透法制教育纳入“十二五”中小学教师继续教育计划，在各级继续教育中安排相应的内容、课时和考核。凡考核不合格的，不得颁发继续教育证书。
（三）将实施学科教学渗透法制教育纳入教育行政部门对学校的考核、学校对教师的绩效考核，按有关规定兑现奖惩。
（四）各地要注意抓好学科教学渗透法制教育示范学校建设，加强指导，总结经验，以点带面，推动学科教学渗透法制教育工作规范、有效、全面开展。
（五）在认真实施学科教学渗透法制教育的同时，要进一步完善中小学法制副校长制度，充分发挥法制副校长的作用；进一步采取专题法制教育、课外活动、个别辅导等形式，对学生进行法制教育，努力形成学校多角度、宽领域、复合式的法制教育格局。同时，积极探索建立学校、家庭、社会三位一体的法制教育格局。
（六）建立督促检查和激励机制。各地各学校要按本通知要求，建立上级教育行政部门对下级教育行政部门的督促检查机制、教育行政部门对学校的督促检查机制、学校对教师的督促检查机制；建立激励机制，对实施工作开展得好的单位和个人，给予表彰奖励。
附件：1.贵州省中小学学科教学渗透法制教育工作领导 小组成员名单 2.贵州省中小学学科教学渗透法制教育省级培训人员登记表 3.贵州省中小学学科教学渗透法制教育教师用书征订统计表
二○一一年五月九日
在全省中小学学科教学渗透法制教育工作会议上的讲话
（2011年6月3日）省教育厅副厅长 李小建
同志们：
今天，我们在这里召开全省中小学实施学科教学渗透法制教育工作会议。会议的主要任务是：贯彻落实国家和省教育规划纲要及“六五”普法规划精神，坚持育人为本、德育为先，按照省委、省政府领导的要求，进一步加强全省中小学法制教育工作，大力推进全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作。本次会议，是经厅党组研究决定召开的一次重要会议。健康厅长委托我在会上代表他讲几点意见。教育部政法司高度重视我省学科教学渗透法制教育工作，专门委派教育部普法办主任黄兴胜同志到会指导，让我们以热烈的掌声，欢迎黄兴胜同志的到来。一会儿，黄兴胜同志将作重要讲话。
下面，我先讲三点意见。
一、坚持育人为本、德育为先，必须重视和加强对学生的法制教育
培养什么人、怎样培养人，是教育工作的根本问题。为此，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》提出了坚持育人为本、德育为先的明确要求。坚持育人为本、德育为先，除了要加强对学生的理想信念教育和道德品质教育外，还必须重视和加强法制教育。党和国家领导人历来高度重视对青少年学生的法制教育。改革开放之初，邓小平同志从推进我国社会主义民主法制建设、维护国家长治久安的高度，提出了“法制教育要从娃娃抓起”的重要论断。2000年，江 泽 民同志在《关于教育问题的谈话》中强调：“必须切实加强对学生的法制教育，校内校外，课内课外，都要抓紧，一点也放松不得”。胡 锦 涛总书记在去年7月召开的全国教育工作会议上特别指出：“要把育人为本作为教育工作的根本要求，加强理想信念教育和道德教育……培养学生团结互助、诚实守信、遵纪守法、艰苦奋斗的良好品质，树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念”。国家教育规划纲要也明确提出：开展普法教育，促进师生员工提高法律素质和公民意识。
省委、省政府领导对加强中小学法制教育也历来高度重视。瓮安“6.28”事件发生后，省委领导多次就加强中小学法制教育工作作出重要批示。在去年召开的全省教育工作会议上，省委书记栗战书强调：“对学生，要加强理想信念教育、道德教育和法制教育”。在刚刚结束的省委十届十一次全会上，栗战书书记从加强和创新社会管理的角度出发，强调“要大力加强法制宣传教育，在全社会树立依法办事、守法光荣的良好风尚。”
我们要根据中央和省委领导的讲话精神，统一思想、提高认识，充分认识加强中小学法制教育的重要性、必要性和紧迫性。第一，加强对学生的法制教育是各级教育行政部门和学校的一项法定责任。我国《教育法》、《未成年人保护法》都明确规定：国家、社会、学校和家庭应当对受教育者或未成年人进行理想教育、道德教育、纪律和法制教育。既然是法定责任，就应当认真履行，否则就是失职、渎职。第二，加强对学生的法制教育是落实依法治国基本方略、建设社会主义法治国家的一项重要的基础性工作。自党的十五大提出实施依法治国基本方略以来，党的十七大又进一步提出了“全面落实依法治国基本方略，加快建设社会主义法治国家”的明确要求和任务。要推进依法治国，加快建设社会主义法治国家，既需要加大立法、执法和执法监督工作力度，更需要普遍提高全民族特别是青少年的法治意识和法律素质，使青少年从小就牢固树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念。从“一五”普法到“五五”普法，到今年启动的“六五”普法，中央和省都始终把青少年学生作为普法工作的重点，大力推进“法律进学校”，就是要为推进依法治国、建设社会主义法治国家奠定坚实的公民意识基础。因此，我们必须从讲政治的高度，重视和加强对学生的法制教育。第三，加强对学生的法制教育是实施素质教育的重要内容。素质教育的核心之一是教育学生学会做人。在现代法治社会中，学会做人的一个基本要求，就是要学法、知法、守法、护法，学会依法办事，既要学会运用法律手段维护自已的合法权益，又要学会依法规范自已的行为、依法履行作为公民应尽的各项义务。因此，是否具有现代法治意识和较好的法律素质，是衡量学生基本素质的一个重要方面。第四，加强对学生的法制教育，是引导和帮助青少年学生健康成长、预防未成年人误入歧途的有效方式。从统计数据来看，青少年学生违法犯罪现象呈上升趋势及低龄化、团伙化、危害程度严重化的态势，形势比较严峻。究其原因，有家庭、学校、社会等诸多原因，其中不学法、不懂法，缺乏法制观念、缺少对法制尊严的敬畏，是其中的重要原因之一。一位世界著名法理学家曾指出：“预防犯罪，最可靠也是最艰难的措施是完善教育”。实践证明，加强法制教育，可以抑制青少年违法犯罪心理，可以有效引导青少年自觉守法，可以增强青少年对法律的认同和信仰，从而有效减少青少年违法犯罪。从这个意义上讲，加强中小学法制教育工作，也是一项“希望工程”，是利在当代、功在千秋的大事，应该下大气力抓好，也必须下大气力抓好！
二、加强中小学法制教育，必须充分发挥学校课堂主渠道的作用
2008年，我省发生了瓮安“6.28”事件。根据教育部和省委、省政府的要求，省教育厅对瓮安“6.28”事件的深层次原因和全省中小学法制教育现状进行了深入调研。调研结果显示，虽然我省中小学法制教育工作取得了一定成效，但由于受到应试教育，以及未成年人学与不学法律常识关系不大错误倾向的影响，中小学法制教育工作仍然存在一些不容忽视的问题：一是部分教育行政部门和学校对法制教育不同程度地存在着认识不足、重视不够、措施不力的现象；二是法制教育尚未按照国家要求进入课堂、渗透到学科教学中，学校课堂主渠道尚未充分发挥对学生进行法制教育的作用；三是法制教育教材、课时、师资、经费“四落实”的问题始终未解决好，法制教育的有效形式、有效途径和有效载体尚未真正形成；四是中小学各学科教师由于专业的局限性，法律常识水平参差不齐，对学生应该掌握的法律基本常识点难以作出正确、形象、生动、全面地讲解。五是中小学法制副校长制度有待进一步完善；六是学校、社会、家庭三位一体的中小学生法制教育格局有待进一步健全。
国家《中小学法制教育指导纲要》明确要求：“中小学法制教育要以有机渗透在学校教育的各门学科、各个环节、各个方面为主”，“将法制教育与学校学科教学相结合，渗透到相关学科中”。最近颁布的全国“六五”普法规划也明确要求：“创新法制教育的方法和途径，发挥课堂教学的主渠道作用。”但是，如何发挥课堂主渠道的作用？如何在学科教学中渗透法制教育？学科教学渗透法制教育会不会影响学科教学本身、会不会增加学生学业负担？对此，学校和教师普遍感到心中无底、无从着手。为破解难题，省教育厅从2009年起，组织开展了“贵州省中小学学科教学渗透法制教育课题研究”。课题组160余名教研员和高级教师，历时近两年，根据国家中小学课程标准，按照“尊重教材、科学导入，分量适中、目标恰当，有机渗透、自然贴切”的原则，以及各学段、各年级、各学科“统筹兼顾、错落有致，相对全面、各有侧重，循序渐进、综合提升”的思路，全面研究了中小学各个学科与法制教育相关的内容，从中提炼出730个法制教育渗透点，设计了“可渗透的法制内容”、“教学要求与方法”、“事例与说明”，撰写了113个示范教案，形成了180万字的研究成果《法制教育与学科教学》。这一课题研究及其成果，在全国属首创，解决了中小学法制教育的一系列难题：一是科学解决了学科教学能否渗透法制教育和如何发挥课堂主渠道作用的问题；二是具有系统性和科学性，学生易于接受；三是不会影响学科教学本身，不会增加学生的学业负担，反而能增强学科教学的趣味性，促进学生对学科知识的理解；四是创造性地解决了法制教育课时、教材、师资、经费“四落实”的难题；五是一举两得地解决了教师普法问题。课题研究成果提交教育部普法办进行了审议论证，认真征求了未参与课题研究的广大一线教师的意见，并在贵阳市省府路小学等部分中小学进行了试验，得到了教育部的充分肯定和一线师生的一致好评。今年2月，教育部专门发了一期题为《贵州省积极探索中小学法制教育融入学科教育》的简报，对我厅课题成果及其试验工作给予了充分肯定，并向全国推介我省的经验。今年4月，在广西南宁召开的全国教育政策研究与法制建设工作会议上，教育部又安排我省在会上作交流发言，介绍我省开展课题研究及启动实施学科教学渗透法制教育工作的经验，得到与会代表的好评。
省委、省政府领导也高度重视课题研究及其成果。王富玉副书记要求将课题成果作为素质教育的内容抓紧实施；刘晓凯副省长认为课题研究及其成果的出版是一件功德无量的大好事，并要求认真组织实施。
根据教育部的意见和省委、省政府领导的要求，省教育厅经慎重研究，决定在全省组织实施中小学学科教学渗透法制教育工作，下发了《省教育厅关于在全省普通中小学实施学科教学渗透法制教育工作的通知》（黔教法发〔2011〕152号），并将课题研究成果《法制教育与学科教学》正式出版，作为全省中小学教师实施学科教学渗透法制教育工作的指南和教学用书。同时决定，把实施学科教学渗透法制教育作为我省深入实施素质教育的一项重要内容，列为全省教育系统“六五”普法重点工作，纳入“十二五”全省中小学教师继续教育规划，纳入全省中小学校园及周边治安环境综合治理考核的重要内容。
三、突出重点，抓住关键环节，扎实推进学科教学渗透法制教育工作
在全省中小学实施学科渗透法制教育工作，是我省贯彻落实育人为本、德育为先，深入实施素质教育的一项重大举措，是一项创新性的教育工作，也是目前我省教育工作的一个亮点。各级教育行政部门和学校要按照省教育厅通知的要求，进一步统一思想、提高认识、更新观念，明确目标任务，落实相关工作要求，重点抓好以下工作：
（一）加强组织领导，完善工作机制。省教育厅已成立了贵州省中小学学科教学渗透法制教育工作领导小组，并明确要求实行“一把手”负责制。各地、各中小学校要根据要求，建立由主要负责人担任组长的实施工作领导小组，负责统筹组织、协调、指导和做好本地、本学校实施工作，筹措落实必要的工作经费。教育行政部门要建立由法制工作机构牵头组织实施、有关职能科室参与配合、教研机构实施教师培训并指导开展教研活动的工作机制；学校要建立教导处牵头组织培训和实施，教研组组织开展教研、备课的工作机制，以确保整个实施工作扎实推进、步步到位。
（二）切实抓好教师培训工作。教师是学科教学渗透法制教育的实际操作主体，决定着学科教学渗透法制教育工作的成败、质量和效果。实施学科教学渗透法制教育工作，对全省中小学教师来说，是一项全新的工作任务，必须加强培训。各级教育行政部门和学校要按照省教育厅的通知要求，切实履行好各自的培训工作职责。省教育厅主要负责组织编印书面培训材料；组建省级辅导员队伍；组织省级培训；搭建全省教师网上互动平台并组织专家答疑释难；指导、协调、监督各地培训工作。市（州、地）教育局主要负责统计上报本市（州、地）各学段教师数量；按要求配置教师培训资料和教学用书；组织遴选本市（州、地）参加省级培训人员；组织开展直属学校培训工作；组织、指导、协调、监督县（市、区、特区）教育局组织培训工作。县（市、区、特区）教育局主要负责遴选本级参加省级培训人员；确保教师培训资料和教学用书配置到位；组织学校校长和教导主任培训；指导、监督学校组织开展全员培训。学校主要负责组织校级全员培训；组织教研组开展教研活动；组织教师参与网上互动；确保所有教师更新观念、吃透精神、掌握方法、明确任务；要求教师从今年9月1日起在教学中渗透法制教育并体现在教案中。在这次培训中，校级培训是重中之重，省、地、县三级在培训管理、监督、服务上都必须重心下移，指导、督促学校切实组织开展好校级培训，组织开展好教研活动；学校要组织教师认真学习《培训手册》和《法制教育与学科教学》。网上互动培训是这次培训的创新和亮点，为全省教师与专家一对
一、点对点的互动、交流提供了平台，希望认真组织教师积极参加网上互动，使教师全面掌握学科教学渗透法制教育的目的、意义、原则、内容、方法和要求，为实施工作奠定坚实的基础。培训工作要务求实效，决不能走过场，搞形式主义。教育行政部门要建立对学校培训工作的督促检查机制，学校要在9月1日前将培训工作情况书面报告教育行政部门。各市（州、地）教育局要在9月15日前将本地区组织开展培训及实施工作情况，书面报告省教育厅。
（三）抓好教师用书的配置工作。教师用书配置是实施学科教学渗透法制教育的基础性工作。将《法制教育与学科教学》及其配套的《教师法制常识》，作为教师实施学科教学渗透法制教育工作的指南和教学用书，要求教师人手配置一套，是经省教育厅慎重研究决定的。实施学科教学渗透法制教育工作，是我省加强中小学法制教育、深入实施素质教育的一项重大举措，是创新性的教育教学工作，必须投入必要的经费。没有必要的经费投入，法制教育工作就不可能取得突破，就不可能取得实质性进展。素质教育讲了多年，之所以尚未取得实质性进展，原因之一就是没有真正的投入。况且，实施学科教学渗透法制教育的目的之一，是预防和减少青少年学生违法犯罪。从成本上看，事前预防的成本比事后处置的成本要低得多，风险也要小得多。各地、各学校要认真按照省教育厅的通知要求，将教师用书配置费用纳入必须的教育教学投入，切实做好教师用书配置工作。
（四）抓好示范县、示范校工作。实践证明，抓示范点建设，是推进工作的有力抓手，是迅速形成工作亮点的重要途径。实施中小学学科教学渗透法制教育，各地也要抓好示范点建设。原则上，每个市（州、地）至少要确定1-2个县作为实施学科教学渗透法制教育工作示范县，每个县至少要确定3所学校（小学、初中、高中均需有）作为示范校。各地要集中一定的人力、财力、物力，加强对示范县、示范校的建设、指导、和管理，以推动全省中小学实施学科教学渗透法制教育工作规范、有序开展。
（五）建立健全督查考核机制。各级教育行政部门和学校要建立实施中小学学科教学渗透法制教育工作的督查考核机制，建立上级教育行政部门对下级教育行政部门、教育行政部门对学校、学校对教师的督促检查机制。将各级教育行政部门和学校组织实施学科教学渗透法制教育工作的情况，纳入全省校园及周边治安环境综合治理考核的内容，纳入全省教育系统“六五”普法工作的考核内容，纳入中小学教师继续教育工作的考核内容；将教师实施学科教学渗透法制教育的教学情况，纳入教师绩效考核的内容，并按规定兑现奖惩。
（六）坚持多形式、多渠道对学生进行法制教育。在充分发挥第一课堂主渠道作用、抓好学科教学渗透法制教育工作的同时，对以往中小学法制教育工作中探索出来的好经验、好做法，要进一步坚持和完善。要进一步完善法制副校长制度，进一步采取专题教育、课外活动、个别辅导等形式，对学生进行法制教育，努力形成学校多角度、宽领域、复合式的法制教育格局。
同志们，大胆探索、勇于创新、突出亮点，是我省教育工作在全国教育系统“创先争优”的必然选择。我省中小学学科教学渗透法制教育工作，是一项创新性工程，是推进素质教育的重要举措，已引起各级党委、人大、政府、政协的广泛关注。全省各级教育行政部门要统一思想、高度重视、加大力度，切实抓好实施工作，努力开创全省中小学法制教育工作的新局面，向省委、省政府交出一份满意的答卷。
谢谢大家！
中小学法制教育指导纲要
为认真贯彻落实中共中央、国务院转发的《中央宣传部、司法部关于在公民中开展法制宣传教育的第五个五年规划》和教育部印发的《全国教育系统法制宣传教育第五个五年规划》的精神和要求，指导各地中小学校全面、规范地开展青少年法制教育，特制定本指导纲要。
一、中小学法制教育的总体要求、基本原则和主要任务
（一）总体要求 开展中小学法制教育，要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，全面贯彻落实科学发展观，紧密结合深入贯彻落实《中共中央国务院关于进一步加强和改进未成年人思想道德建设的若干意见》，着眼于社会主义和谐社会的总要求；结合中小学生的生活实际和成长特点，致力于帮助他们不断提高法律素养，牢固确立社会主义荣辱观，逐步成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设者和接班人。
（二）基本原则
实施中小学法制教育，必须贯彻以下原则：
1.贴近实际、贴近生活、贴近学生的原则。既要遵循思想道德建设的普遍规律，又要体现法制教育的特点，适应中小学生身心成长的特点和接受能力，积极倡导深入浅出、循循善诱的方式，采用通俗鲜活的语言、生动的典型事例，体现教学的互动性和趣味性，增加吸引力和感染力，提高法制教育的针对性和实效性。
2.法律知识教育与法治实践教育相结合的原则。采取多种方式为学生提供了解和参与法治实践的机会，教育和引导学生在实践当中掌握法律知识，领会法治理念，提高法律素质。
3.整合性原则。将法制教育与学校学科教学相结合，渗透到相关学科教学中；与各种教育活动相结合，融入到教育活动中；与必要的专项教育相结合，形成多角度、宽领域、复合式的法制教育格局。
（三）主要任务
开展中小学法制教育的主要任务是：努力培养中小学生的爱国意识、公民意识、守法意识、权利义务意识、自我保护意识，养成尊重宪法、维护法律的习惯，帮助他们树立正确的人生观、价值观和荣辱观，树立依法治国和公平正义的理念，提高分辨是非和守法用法的能力，引导他们做知法守法的合格公民。
二、中小学法制教育的内容
（一）小学生法制教育的内容
在小学阶段，进行初步的法律意识、权利意识和自我保护意识的启蒙教育，使学生具备初步的法律观念和权利观念。
1.了解社会生活中有规则，法律是社会生活中人人都要遵守的具有强制性的规则。法律规定人们在日常生活和各种特定条件下能够做什么、必须做什么或禁止做什么。
2.初步了解法律的作用，体会法律代表公平正义，维护秩序，保障自由，保护人身、财产等权力不受侵犯。
3.了解自己依法享有的权利，任何人的权利不可随意剥夺和侵犯。法律面前，人人平等。
4.了解宪法是国家的根本大 法，是制定其他法律的依据，具有最高的法律效力，初步建立宪法意识。
5.初步了解未成年人权利的基本内容，了解宪法规定的公民基本权利的内容，知道生命健康权、人身自由权、姓名权、受监护权、休息权、隐私权、财产权、继承权、受教育权等基本权利应当受到保护，增强权利意识。
6.掌握初步的自我保护方法，知道权利受到侵犯时如何寻求法律保护，了解寻求法律保护的渠道。
（二）初中学生法制教育的内容
依据初中学生的生理心理特征、认知水平、生活经验和成长需求，在小学法制教育的基础上，着力进行以下几方面的教育。
1.进一步学习宪法的基本知识，增强宪法意识。
2.知道法治精神体现了社会公平、正义的要求，反映了人与人之间的平等关系。
3.理解我国公民权利的广泛性、现实性、平等性，懂得公民在享有权利的同时必须履行相应的法定义务，懂得不承担法定义务或触犯法律要承担法律责任。4.懂得法律维护社会秩序，能够协调人与自然、人与社会的协调发展。着重了解与学生生活密切相关的刑事、民事、行政管理等方面的法律知识。
5.了解预防未成年人犯罪法的有关内容，知道违法和犯罪的含义，认识违法犯罪的危害，知道不良行为容易导致违法犯罪，违法犯罪会受到法律的惩罚。抵制不良诱惑，养成遵纪守法的习惯。懂得未成年人要在保证自身安全的条件下见义勇为，知道揭发检举、及时报警、正当防卫等是同犯罪作斗争的有效手段。
6.懂得未成年人权益应当受到国家保护，知道未成年人保护法关于家庭保护、学校保护、社会保护、司法保护的主要内容，掌握自我保护和维权的方法，学会采用诉讼或者非诉讼方式维护合法权益。
（三）普通高中学生法制教育的内容
高中阶段的法制教育要适应学生已有知识水平和身心发展特点，考虑即将步入社会的现实需要，须着力进行以下几方面的教育：
1.了解法律反映了个人自由与社会秩序之间的关系，理解法律规范存在的价值，形成理性的法律意识和法治观念，懂得依法治国是我国社会主义建设的重要方略。
2.知道法律是国家意志的体现，了解法律具有维护社会秩序、实现社会公正、规范法律主体行为、调整利益关系的功能，促进个人、社会、环境的协调发展。
3.了解规范我国政治、经济和文化生活方面的主要法律。理解宪法关于我国国体、政体、国家机构的设置和职权的相关规定，了解与公民参与政治生活相关的法律。理解宪法关于我国基本经济制度和基本分配制度的规定，了解发展社会主义市场经济的相关法律法规。了解我国加强教育、科学、文化等社会主义精神文明建设的相关法律。
4.了解国际法的基本原则和我国批准的重要国际公约，特别是国际人权公约、世界贸易组织公约、保护人类环境的国际公约等有关知识，树立全球意识。
5.理解公民权利和义务的关系，了解公民权利的主要内容，懂得公民在享有权利的同时必须履行相应的法定义务，树立正确的权利观和义务观。
三、中小学法制教育的实施途径
中小学生法制教育要以有机渗透在学校教育的各门学科、各个环节、各个方面为主，同时，利用课内课外相结合等方式开展形式多样的专题教育和丰富多彩的课外活动。要重视整合学校、家庭和社会的法制教育资源，发挥整体合力,提高法制教育的实效。
（一）学科教学
1.骨干学科教学
小学的品德与生活、品德与社会等学科，初中的思想品德、历史与社会、地理等学科，高中的思想政治、历史等学科，是法制教育的骨干学科。要在这些学科的教学中挖掘法制教育内容，增强法制教育，分层次、分阶段，适时、适量、适度地对学生进行生动活泼的法制教育。
（1）小学阶段
《品德与生活》：在学生能感受、能观察、能体验的日常生活中渗透法制教育，采取适合小学生接受能力的各种生动有趣的活动方式，使学生初步了解法律，引导学生初步树立正确的价值观和良好的行为习惯。
《品德与社会》：在学生思考和探究的学习过程中渗透基本的法律知识教育，理解法律在社会生活中的意义，认识法律在维护社会秩序中的重要作用，学习运用法律知识思考和分析一些简单的社会生活现象，学习运用法律手段保护自己、规范自身行为，从小做一个知法守法的公民。
（2）初中阶段 《思想品德》：结合学生的品德修养,采取分散与集中相结合的方式,将法制教育作为重要的教学内容。在小学法制教育的基础上，了解法律是具有强制性的行为规范，了解我国法律对未成年人的特殊保护，学会运用法律维护合法权益；了解我国法律对预防未成年人犯罪的规定，增强自我防范意识；了解宪法和法律对公民权利和义务的规定，能够正确行使权利，履行义务；了解依法治国是我国的治国方略，增强依法办事意识，自觉维护法律的权威。
《历史与社会》:结合具体的教学情境和内容，体会现实社会生活中相关法律规则和制度的意义；从历史角度了解我国的民主与法制建设，依法行使公民的权利，自觉履行公民的义务，承担应有的社会责任。
《地理》：结合中国的自然资源的教学，了解保护自然环境和合理开发利用自然资源所应遵循的公约、法律和法规，渗透法治观念，培养科学的人口观、资源观和环境观。
（3）普通高中阶段
《思想政治》：结合经济生活、政治生活和文化生活等必修课程的教学，了解法律知识在现实生活中的具体运用，感受法律的作用和权威，增强法律意识和法律观念，理解依法治国的紧迫性和重要性。通过选修课《生活中的法律常识》的学习，掌握民事权利与义务、信守合同与违约、就业与创业、婚姻与家庭、法律救助等生活中常见的法律知识。
《地理》：通过高中地理必修和选修课程的学习，了解相关国际公约和我国有关的法律法规及政策，认识法律在解决当前人口、资源、环境等问题中的重要作用，增强法治观念。
2.相关学科渗透
语文、生物、体育等学科蕴涵着丰富的与法制教育相联系的内容。教师要在学科教学中结合教学内容，挖掘法制教育因素，对学生进行法治文明、公平正义、恪守规则等方面的教育。例如，语文课通过文学作品中的典型人物和事件，渗透崇尚公平正义、违法要承担责任、履行义务光荣等教育；生物课对学生进行保护环境、热爱生命、尊重人权的教育；体育课对学生进行遵守规则、崇尚公正的教育等等。各相关学科对学生渗透法制教育，要充分运用与学生密切相关的事例，学科史上的有趣材料作为教学资源，利用多种手段和方法开展法制教育活动。
（二）专题教育
采用必要的专题教育形式，增强学生的法律意识和法治观念，提高法制教育的针对性和实效性。要从学生的认知水平、学习兴趣、思想认识、行为表现和社会实际出发，开展灵活多样、富有成效的专题教育活动，倡导自主探究、合作交流、实践体验的学习方式。法制专题教育要与道德教育、心理教育、青春期教育、生命教育紧密结合，与安全、禁毒、预防艾滋病、环境、国防、交通安全、知识产权等专项教育有机整合，使之融为一体。
（三）课外活动
课外活动是学生学习法律、践行法律的重要途径。要充分利用班团队活动、学生社团活动、节日纪念日活动、仪式教育、社会实践活动等多种载体，开展生动活泼的法制教育活动，增强学生依法律己、依法办事的自觉性。
1．班团队活动
少先队和共青团组织要积极创造条件，为学生提供有意义的法制教育活动，使学生真正懂得集体要有纪律、要有规则，每个集体成员要懂规则、守规则，要在享有法定权利的同时履行应尽的各项义务。班集体活动要结合学生思想和行为的实际，有针对性地开展法制教育活动。
2．学生社团活动
学生社团是帮助学生增强法律意识的重要载体。要支持和指导学生社团广泛开展与法制教育相关的校园文化活动，大力发展内容丰富、形式多样的兴趣小组，逐步培养学生参与群体生活的能力、按规则办事的习惯。结合不同社团活动的特点，进行相关法制教育，充分发挥学生思想活跃的特点和开拓创新的能力，引导学生思考生活中的法律问题，参与法制实践与宣传，积极承担社会责任。
3．节日、纪念日宣传教育活动
要充分利用现有中国传统节日、法定节日和纪念日，如“3.15”消费者权益日、“6.26”国际禁毒日、“12.4”全国法制宣传日等，开展有针对性的法制宣传教育活动。
4．仪式教育活动
学校要通过学生入学仪式、开学典礼和毕业典礼、18岁成人仪式以及入队、入团、入党等各种仪式，精心组织设计，渗透法制教育，使学生了解自己的健康成长与法律的关系，培养爱法、敬法的情感，增强守法、用法的能力。
5、社会实践活动
学校要组织学生到人大、法院、监狱等机构旁听和参观，开展模拟人大、模拟法庭等活动，通过了解和分析真实的事例，了解相关法律，增加法制观念。
（四）个别辅导
学校教师特别是班主任老师要针对个别学生中出现的违法违纪行为，进行积极的教育和管理；要关注学生思想、情绪、行为等方面的变化，及时进行法律、道德、心理等多方面的辅导，帮助他们克服缺点、改正错误、健康成长。
四、中小学法制教育的措施
（一）组织措施
各级党委宣传部门、政府教育行政和司法行政部门要高度重视，加强对中小学法制教育工作的领导。教育行政部门要从实际出发，制定法制教育的实施计划，整合当地德育、教研、科研等部门的力量，进行法制教育的研究和实践；学校由校长（或分管校长）负责，把法制教育作为教育教学和课程改革的重要内容。除学科课程所占课时外，每学年要根据法制教育的要求和实际情况，结合学校课程实际，安排合理的课时用于法制专题教育活动，法制专题教育的时间纳入学校总体教学计划，确保课时，保证质量。
（二）资源利用
各地教育行政部门和学校要多方开发和利用校内外丰富的法制教育资源，加强法制教育的软件建设，积极开发图文资料、教学课件、音像制品等教学资源；利用网络、影视、图书馆、爱国主义教育基地等社会资源，丰富法制教育的内容和手段。司法、公安部门应选择适合青少年参观的相关普法教育机构和设施，开辟为中小学法制教育基地，向未成年人开放，为青少年法制教育服务。
各地进行法制教育使用的相关材料必须科学、系统、权威，既要符合青少年认识特点和成才需求，又要充分体现法制教育的科学性、规范性、严密性。原则上以结合相关课程教学为主，不另外编写法制教育教材，也不得强行组织学生集体购买。
（三）队伍培训
各地教育行政部门要有规划地培养专兼 职相结合的法制宣传教育队伍，鼓励有条件的中小学聘任法制教育专、兼 职教师。要对全体教师进行有关法制教育基本知识和必备能力的培训；对学科教师、法制教育辅导员要加强专业技能的培训，尤其对品德与生活、品德与社会、历史与社会、思想品德、思想政治课程教师加强法律专业知识的培训，培养、壮大和提高法制教育的师资队伍。
（四）社会支持
渗透型防水材料 篇6
关键词：水泥基渗透结晶型防水材料,地下室防水
一、水泥基渗透结晶型防水材料的防水机理。
水泥基渗透结晶型防水材料是由硅酸盐水泥或普通酸盐水泥，石英砂以及多种活性化学物质配制而成的淡灰色粉末状无机材料。其防水的原理是：防水材料中的活性化学物质在水的作用下促使硅酸二钙与水泥水化过程中产生的Ca (OH) 2发生反应，在混凝土毛孔内部生成不溶于水的枝蔓状结晶体硫铝酸钙 (3Ca OAl2O3Ca SO4*32H2O) ，以此来堵塞混凝土毛细孔，从而提高混凝土的抗渗性。
从开尔文公式可知，毛细孔压力主要取决于固液表面张力与毛细孔径。当表面张力一定时，毛细孔径越小，形成毛细孔压力越大。当毛细孔压力达到一定值时，水分也就无法通过毛细孔进一步渗透。换句话说，当毛细孔细化到一定程度时，水分便无法渗透到混凝土内部，而非一定毛细孔完全密实才能起到抗渗防水作用。
分析材料中活性物质进行渗透结晶过程，必须具备两个基本条件，一是要有Ca (OH) 2，二是要有水或湿气。实际上，活性物质及结晶的渗透深度不仅取决于材料本身性能，还取决于应用的混凝土基层特性以及使用的环境条件。混凝土基层对渗透深度的影响因素是水灰比、水泥品种、矿物掺合料的强度等，这些因素直接决定了混凝土内部毛细孔的大小与数量，从而对渗透深度有较大的影响。这也是说应用在不同强度等级的混凝土基层上，晶体的渗透是不同的。从外部环境条件来看，潮湿养护、养护时间，温度等环境条件对渗透结晶的过程也有着重要的影响。因此，综合考虑这些因素，结晶渗透深度是相对的，而不是绝对的。
渗透深度也受地下水酸碱度的影响，受混凝土结构毛孔分布结构的影响，因为混凝土结构中的毛孔是由水泥浆包裹砂粒，水泥沙浆包裹石子的网格状错迭结构。根据研究和分析，只要水通过混凝土结构防水表层对结构的侵淫有多深，那么结晶体的渗透就可能有多深。开裂裂缝造成的渗水，渗透结晶是根据水的回流来决定的，水在流动过程中碰上防水涂层产生回流，把防水涂层中的有效活性化学物质带到了内部与结构内部的游离子反应生成结晶物。因此，水的回流有多深，结晶体的形成也有多深，多棱柱状的结晶体在毛孔和开裂缝内形成团状结晶体，吸附在孔缝壁间吸水膨胀，起到止水的作用。在无水状态下，防水涂层中的结晶体就不太可能会被激化渗透。这也是为什么渗透结晶型防水材料，在施工过程中必须先把混凝土基面湿润的主要原因。防水涂层所产生的结晶，部分通过水对结构表层的浸润式回流渗透到了结构表层内部毛孔中，充实了毛孔中的结晶含量使结构表层更加密实，而大量结晶体则停留在涂层毛孔中吸水膨胀密实防水涂层。这种防水效果，绝对不是混凝土自防水所能达到的。防水涂层中有充足的活性水化反应物质来增加对混凝土结构的渗透结晶，对混凝土结构能直接起到补强的作用，这是聚氨脂涂料或其它防水材料所无法达到的良好效果。
二、水泥基渗透结晶型防水材料在地下室防水工程中的施工方法
通常明挖法施工的地下室防水施工采用外防为主。对地下室底板，采用干撒法施工，具体做法是打好垫层，绑扎好钢筋后，由施工人员按1.5kg/㎡的用量直接均匀地抛撒在垫层上。对地下室顶板及侧墙，在地下室外侧采用涂刷施工，下面主要介绍刮涂法施工方法及步骤
1. 施工工艺流程:
清理基面→湿润基面→秤量净水→配比搅拌→涂料刮涂→毛刷涂匀→洒水养护→检查验收。
2. 施工机具：
钢丝刷、凿子、锤子、计量水和料的磅秤、抹布、拌料桶、手提式电动搅拌器、搅拌棒、铁抹子、喷雾器、手套等。
3. 清理基面：
基层表面应干净、牢固，对基层表面的油污、油漆、泛碱等必须处理清除干净。阴阳角、施工缝、穿壁管、模板固定器、蜂窝缺陷及特殊部位如有缺陷、裂缝等均应修补、抹平，预先进行细部处理，再进行大面积施工。
4. 湿润基面：
施工前15分钟左右将施工面提前用干净水浇透，但注意不得有明水。
5. 秤量净水：
严格掌握好水灰比，一般按料重10份：3份净水，用秤称量（可根据工程和气温情况做适当调整）。
6. 配比搅拌：
防水涂料使用前应特别注意搅拌均匀，因为防水涂料有较多的填充料，如果搅拌不均匀，不仅涂刮困难，而且未搅拌均匀的颗粒留在涂层中，将会影响防水效果，拌料时要掌握好料、水的比例，一次拌料不宜太多，混合时用手提式电动搅拌器搅拌约5分钟；料浆需在30分钟内用完，料浆变稠时要频繁搅拌，中间不能加水。
7. 涂料刮涂：
刮涂时应用力按刀，使刮刀与被涂面的倾斜角为50°～60°，按刀要用力均匀。涂层一般刮涂一至二遍，总厚度达到0.8mm。刮涂时只能来回刮1～2次，不宜往返多次刮涂，否则出现"皮干里不干"现象，影响防水效果。夏天高温日照下不宜施工，建议在早、晚或夜间进行，防止涂层过快干燥，造成表面起皮、龟裂，影响渗透。
8. 毛刷涂匀：
刮涂后的防水涂层，必须在初凝前马上用油漆刷蘸水涂刷均匀。用油漆刷在表面拉刷，既可把涂层涂布均匀，又可使涂层非常致密。
9. 洒水养护：
防水涂层施工完毕，应注意养护和成品保护。养护须采用干净的雾状水喷洒养护，每天喷水养护3-5次，连续养护3天，养护期间不得碰撞防水层并注意避免雨水冲坏涂层。
1 0. 检查验收：
用观察法检查涂层是否涂刷均匀，不许有漏涂和漏底, 涂层不得有起皮、剥落、裂纹等现象。
必须强调，涂层厚度按国标要大于0.8㎜，一般不超过2㎜。
三、如何识别真假水泥基渗透结晶型防水材料。
在我国水泥基渗透结晶型防水材料市场经过十多年的发展，已有100多家企业从事这类材料的生产、销售或应用。市场鱼目混珠，不乏伪劣产品。要鉴别真假材料，还得从以下四个方面
●了解生产及销售企业资质；
●检查产品包装和标志；
●对照国标核对检验报告；
●现场钻取试件进行抗渗试验；
国家标准《水泥基渗透结晶型防水材料》（GB18445-2001）是判别真假水泥基渗透结晶型防水材料的技术依据。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：
1是从国外进口母料，国内自己生产；
2是直接从国外进口产品，代理经销；
3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、权威检验机构按照国家标准《水泥基渗透结晶型防水材料》（GB18445-2001）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"，可能送检的产品是从市场上购买的合格产品，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。"第二次抗渗压力"是判断水泥基渗透结晶型防水材料重要的技术依据，其它刚性材料不具备这项性能。如此项指标不符合标准，则产品就不是水泥基渗透结晶型防水材料。对已使用了水泥基渗透结晶型防水材料的工程，怎样检查？一是请材料生产商、经销商提供生产这种材料母料的来源、材料的检测报告等技术资料；二是从工程现场钻取试件，按GB18445进行抗渗试验。一组是带涂层进行抗渗试验；另一组磨掉涂层进行抗渗试验。如使用的是真的水泥基渗透结晶型防水材料，磨掉涂层后的试件，还应保持比不涂涂层高的抗渗压力。这说明材料中的活性化学物质已渗入混凝土内部，通过水介质与氢氧化钙发生反应渗透结晶。如使用的是假的水泥基渗透结晶型防水材料，则磨掉涂层后，抗渗压力与普通水泥混凝土的抗渗压力相同。也可以用电子显微镜观测涂层与无涂层水泥混凝土的内部微观结构、结晶状况，以判别真伪。按照国家标准《水泥基渗透结晶型防水材料》（GB 18445-2001）的规定，产品出厂一定要有包装与标志，并规定"包装容器上应在明显位置注明以下内容：产品名称、类型、型号、标准号、净质量、生产厂名、生产日期、批量标号等。"
结语：一般防水材料的防水机理可归纳为憎水防水、密实防水、膜层隔离防水等几种方式。憎水防水、膜层隔离防水如SBS等防水卷材、聚氨酯防水涂料容易产生空鼓、漏水、串水的问题；也存在与砼的粘结、老化等问题，还有需要外侧附加保护层，内侧需要找平层，水泥渗透结晶型防水材料为密实防水，不存在上述问题，对微小裂缝还可自愈；况且造价低，施工简便，工期短，寿命长，随着广大工程技术人员对它的认识加深，必将在地下室防水工程中取代卷材、涂膜等防水材料而成为地下室防水工程的首选材料。
参考文献
[1]徐明根.水泥基渗透结晶型防水材料渗透深度扫描电镜和能谱分析[J].铁道科学与工程学报, 2005年03期.
渗透型防水材料 篇7
1 CCCW防水体系
水泥基渗透结晶型防水材料分为水泥混凝土表面处理用的防水涂料 (代号C) 和内掺用防水剂 (代号A) 两种。
水泥基渗透结晶型防水涂料以硅酸盐水泥、石英砂为主要成分, 掺入一定量活性化学物质 (碱金属盐或碱土金属盐、络合化合物等) 制成的粉状材料, 具有较强的渗透性。水泥基渗透结晶型防水剂以硅酸盐水泥和活性化学物质为主要成分制成, 掺入水泥混凝土拌合物中使用。分别适用于混凝土表面处理防水体系和混凝土本体自防水体系。试验表明, 当混凝土表面裂缝宽度为0.3~0.5mm以内时, 不必灌浆, 只需把这种防水材料涂布于混凝土表面, 由于活性物质渗入再次发生水化反应生成结晶体堵塞了裂缝, 因而起到了修复防水的作用。
2 防水作用机理
水泥基渗透结晶型防水涂料属于混凝土刚性防水材料, 与水作用后, 生成的物质具有潜在的化学活性。利用水泥混凝土固有的化学特性和多孔结构的特点, 涂刷作业时以水为载体, 借助于水的渗透作用, 在水泥混凝土内部的微孔及毛细管中传输, 并与水泥石中的某些水化产物发生化学反应生成不溶于水的针状结晶体, 从而使混凝土致密。它的应用把防水和堵漏有机结合在一起, 对混凝土裂缝起到了综合性的治理作用, 防水效果显著。
3 CCCW防水材料的特性
3.1 与水泥混凝土相容性好
水泥基渗透结晶型防水材料与水泥混凝土有很好的相容性, 不起壳开裂, 能与混凝土结合成整体, 又有渗透结晶作用, 其渗透深度可达120mm以上, 且分布均匀、性能稳定, 使混凝土致密, 达到了永久性防水、防潮和保护钢筋、增强混凝土结构强度的目的, 其防水效果明显优于普通防水材料。这种防水涂料在施工时, 必须把混凝土表面充分润湿, 则可使得防水涂层所产生的结晶, 部分通过水对结构表层的浸渍式回流渗透到混凝土表层内部的毛细孔中, 使结构更加密实, 而大量的结晶体吸水产生膨胀使防水涂层致密, 这种防水效果, 是混凝土自防水无法达到的。
3.2 抗侵蚀性强
与水泥水化产物反应后生成的新化合物, 一方面有效地填塞混凝土内部的毛细孔隙, 混凝土结构致密程度提高, 当遇到细微裂缝 (不超过0.4mm) , 且有水渗入时, 该材料具有自动修复的功能;另一方面, 其化学性质稳定, 不溶于水, 且不易发生分解, 加之已渗透到混凝土内部, 即使涂层受到磨损, 亦不影响其防水效果, 因此具有较高的抗侵蚀性能。
3.3 节能环保
水泥基渗透结晶型防水材料无毒、无害, 不含氯、氨等有害成分, 使用过程中也不会产生有害物质及施工废弃物, 在降低能耗的同时, 也不会对环境造成污染, 可用于接触饮用水的混凝土结构工程, 属于节能环保的新型防水材料。
4 施工要素
4.1 基层处理
涂刷作业前, 基层表面应坚固干净, 无浮层、油渍及其他杂物等, 必要时可采用钢丝刷刷洗或高压水冲洗。施工前充分润湿基层, 但不得有明水, 以利于CCCW的向水泥混凝土内部渗透, 便于施工和保证施工质量。若基层存在裂缝、蜂窝麻面、施工缝接口处的凹凸不平等缺陷时, 应进行修补、找平处理后, 再进行涂刷。
4.2 施工方法
水泥基渗透结晶型防水材料的施工较防水卷材更简单、更方便。进行涂刷作业, 防水涂料在施工时, 按比例与水拌合成浆, 直接刷涂或喷涂在水泥混凝土表面, 亦可采用干撒压入未完全凝固的水泥混凝土表面;防水剂直接掺入水泥混凝土拌合物中使用即可。
施工时应严格控制料水比, 按质量比计, CCCW∶水=1∶ (0.35~0.4) , 充分拌合均匀, 使之形成高度分散的溶液体系, 有利于最大限度地发挥潜在的活性。一般情况下涂刷两遍, 第二遍涂刷应在第一遍涂层表干后进行。涂刷第二遍时, 需洒水使第一遍的涂膜保持润湿、无明水, 涂刷方向与第一层垂直。操作时涂层尽量均匀, 避免漏刷, 并应排除气泡。干撒法施工时, 应在水泥混凝土初凝前进行, 保证喷洒均匀, 并用抹刀压实抹光。
和SBS防水卷材相比较, 渗透结晶型防水材料可在混凝土结构层上直接使用。举例说明这两种材料在施工时, 各自的施工工艺流程, 见表1。
由此可见, 采用水泥基渗透结晶型防水材料操作简单, 缩短工期。实践证明, 在大大提高结构表层抗渗作用的同时, 还可加强混凝土结构的强度。
4.3 养护
施工结束后, 加强养护有利于提高防水效果。一般在涂层初凝后即可进行养护, 采取必要的措施使涂层表面润湿, 对表面喷雾或用草袋、塑料膜等进行覆盖。养护龄期为2~3d, 养护期间, 涂层不得被雨淋、暴晒或受冻。
4.4 注意事项
该防水涂料不能在结冰或霜冻的基层施工, 也不宜在雨雪天施工, 尚未固化表面不得雨淋或受冻;在通风不畅的环境下施工时, 应采取相应的措施, 如采用风扇等设施协助通风;施工时的环境温度宜为5~30℃, 当温度过低时, 水分蒸发速度加快, 影响防水涂料的水化反应速度与水化程度, 从而影响固化涂层质量。
5 结语
水泥基渗透结晶型防水材料, 可广泛用于水泥砂浆、水泥混凝土的迎水面和背水面的防水, 特别适合在背水面施工。如地下室、地铁、隧道、厨房、卫生间、游泳池等部位。但这种材料渗透的深度还受到客观因素的限制, 如地下水酸碱度的影响以及混凝土结构毛细孔分布不均匀等因素的影响。上述问题随着该产品的进一步研发和施工技术的改进及施工质量的保证, 会逐步得到解决。
摘要：许多发达国家虽然解决了结构前期的毛细孔渗水的问题, 但混凝土由于各种因素引起开裂而造成的渗漏依然亟待解决。分析了水泥基渗透结晶型防水材料 (简称CCCW) 的发展、防水机理及其优越性, 并阐述了施工要点, 分别从设计、施工方案及技术要求等方面提出了相应措施, 为此项新产品的健康发展和应用提供了一定的技术参考。
关键词：刚性防水体系,防水机理,特性,施工
参考文献
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[4]黄宗敏, 李晓作.浅谈建筑防水工程的施工与质量控制[J].工程论坛, 2005, 17 (2) :112-114.
渗透型防水材料 篇8
水泥基渗透结晶型防水材料(Cementitious Capillary Crystalline Waterproofing Materials,简称CCCW)是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质制成的一种新型刚性防水材料。该材料从出现至今已经走过了几十年的历史,对其研究一般是偏向于应用性方面,而较少就其防水机理进行深入的理论研究。特别是在国内,由于国外厂商为了自身的经济利益,对该材料核心活性成分采取一贯的保密措施,在某些商业宣传中,渗透结晶型防水材料的作用机理被片面、夸大地解释,使其披上了神秘的面纱,令国内不少专家、学者对其产生质疑[1,2]。随着渗透结晶型防水材料用量的不断增加,适用范围的不断扩展,人们已明显感觉到了有关该类材料防水机理的匮乏,急需对其防水机理进行明确的研究、探讨。本文先对该类材料的活性物质进行分析,然后从渗透、结晶角度详细探讨其防水作用机理。
1 活性物质分析
一般认为,在具有一定的防水功能的混凝土表面涂覆渗透结晶材料后,能够使混凝土本身的自防水作用大大增强,并在其后的使用过程中受到损伤后能产生自修复作用,这种作用主要依靠渗透结晶防水材料中的活性物质。不同类型的水泥基渗透结晶型防水材料的活性物质组成不一致,其作用机理也不一样。
1.1 自身缩聚结晶反应物
这类活性物质在溶于水后先形成小分子,然后再在一定的条件下聚合增长,最后生成不溶于水的结晶体而堵塞裂缝和毛细孔。如“倍耐克88渗透结晶活性母料”,是一种分子结构为Na OROH的活性物质,分子量小,在分子结构中同时含有疏水基团—R—和亲水基团—OH。在粉状及干燥状态下,其亲水性大于疏水性,可溶于水;在干燥环境中不发生缩聚结晶现象,而在潮湿环境中发生缩聚结晶,形成不溶于水的结晶体—(OR)2n—。
1.2 结晶反应剂
该类活性物质能够与混凝土内部孔溶液中的离子发生化学反应,直接生成不溶性结晶物。此类物质的作用主要有以下方面:(1)与钙离子直接反应生成不溶性晶体,例如可溶性碳酸盐、硅酸盐等;(2)与混凝土中Ca(OH)2、Al(OH)3等物质发生反应,形成不溶的针状钙矾石晶体,这也是许多混凝土膨胀剂、防水剂的作用机理。
1.3 钙离子络合剂
该类活性物质能够与混凝土中的钙离子发生螯合作用,形成短期可溶性络合物,但这类络合物遇到混凝土中能够与钙离子形成稳定不溶物的硅酸根、铝酸根等离子基团时,钙离子便会被这类离子基团夺取,而有机物又会形成新的自由基。这类活性物质不是依靠本身生长的结晶体来密实混凝土,而是在一定条件下促进混凝土中未水化的水泥水化,生成水化硅酸钙凝胶晶体。
2 渗透
水泥基渗透结晶型防水材料中活性化学物质在早期新拌浆体中形成一定浓度的溶液,活性物质电离成活性离子或基团。富含活性离子的溶液向基层(专指水泥基基材)渗透,首先要湿润基层。因为液体在进入混凝土孔隙中时,所受到的压力来自于液体在毛细管中弯曲液面的压力差△P。该压力差的大小与孔径和固、液界面能有关,可由拉普拉斯公式计算得出:
式中:△P——弯曲液面的上下表面的压力差,即液体在毛细管中所受的拉力;
γSL——固液界面能;
θ——固液接触角;
r——毛细管半径。
由式(1)可知,溶液在基层表面形成的湿润角越小,则越容易在基层上扩展,所产生的毛细管压力也越大,也就越容易向基层内部渗透。而液体的表面张力与固体表面张力之差越大,形成的湿润角越小。如水泥建材的材质一定,则活性离子溶液表面张力越小,它向建材内部渗透的性能就越好。
然而,渗透结晶型防水涂料经常是用于背水面防水或是漏水区的修补堵漏及新浇筑混凝土防水,在这种情况下,混凝土经常处于水饱和状态,更多的时候还具有一定的水压力,因此,上面所述的渗透情况并不适用。但是对于可溶性的粒子,仍旧是可以产生渗透的,这种渗透的动力来自于化学势梯度,而产生化学势梯度的原因是浓度差。当渗透结晶型防水材料涂覆于混凝土的表面时,活性物质就在混凝土的表面形成了一个相对高浓度区域,而在混凝土的内部由于缺乏这些物质,因而是低浓度区域,而此时混凝土处于水饱和状态,即介质水是充分存在的,只要由浓度差引起的化学势驱动力大于水压力,就可以发生扩散、渗透。利用浓度渗透压力差,活性的离子逐渐向混凝土中渗透。这也是为什么这类材料在施工时要求混凝土基层用水充分润湿的原因[3]。
3 结晶
不同类型的水泥基渗透结晶型防水材料的活性物质组成不一样,其结晶产物种类也不一样。目前有关该类材料结晶机理,较为流行的说法主要有沉淀反应结晶机理和络合-沉淀反应结晶机理。
3.1 沉淀反应结晶机理
混凝土、水泥石中存在着大量的Ca(OH)2和游离Ca2+等碱性物质。活性化学物质会通过混凝土孔隙中存在的水,渗透到混凝土内部,与毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应,生成不溶于水的结晶体[4,5],密封混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝,起阻水、防水作用。一旦混凝土的毛细孔隙、微裂缝等被结晶堵塞,混凝土则处于不漏水状态。由于该类材料能赋予混凝土以“呼吸”功能,混凝土内的水分会逐渐蒸发。对于水泥基渗透结晶型防水材料,水的存在是渗透的必要条件,当混凝土成为干燥状态时,活性化学物质以固态形式存在,也就不再发生渗透,即处于所谓的“休眠”状态。当混凝土产生微裂纹等缺陷时,水便会再次沿着裂纹进入混凝土,相应的活性物质遇水也就被再次激活,随水向混凝土内部渗透并发生作用,直至裂纹被堵塞。
3.2 络合-沉淀反应结晶机理
进入混凝土内部的活性化学物质在Ca(OH)2的高浓度区时,与混凝土中电离出的钙离子络合,形成易溶于水的、不稳定的钙络合物。钙络合物随水在混凝土孔隙中扩散,遇到活性较高的未水化水泥、水泥凝胶体等,活性化学物质就会被更稳定的硅酸根、铝酸根等取代,发生结晶、沉淀反应,从而将Ca(OH)2转化为具有一定强度的晶体合成物,填充混凝土中的裂缝和毛细孔隙。而活性化学物质则重新变成自由基,继续随水向内部迁移[6]。
络合-沉淀反应示意如图1所示,A2-代表活性基团,Ca2+=A2-代表不稳定络合物。
图1可如下描述:活性物质主要为活性基团A2-,其获得Ca2+后形成溶于水的、不稳定的钙络合物Ca2+=A2-。钙络合物扩散渗透到混凝土孔隙中,遇到活性较高的未水化水泥、水泥凝胶体等,因溶解度的差别,活性化学物质就会被更稳定的硅酸根离子等取代,生成难溶的Ca Si O3·n H2O沉淀到混凝土的孔隙中[7],从而将Ca(OH)2转化为具有一定强度的晶体合成物,填充混凝土中裂缝和毛细孔隙。分离出的A2-离子再次扩散,在有Ca(OH)2等物质(Ca2+浓度高)的地方再次和Ca2+发生反应,转换成Ca2+=A2-在混凝土内部扩散开来。如此反应在混凝土中反复不断进行,产生结晶封闭孔隙、修复裂缝,这是络合-沉淀反应基本机理。
3.3 结晶机理探讨
沉淀反应结晶机理虽能很好地解释渗透结晶反应的发生,但却无法解释渗透结晶型防水材料的自修复和永久性防水性能。既然活性物质是直接与Ca2+反应产生结晶的物质,那么随着反应的继续,活性物质的总量必然会不断减少,终究会有耗尽的时候。活性物质既然可与混凝土中的Ca(OH)2发生反应,且这种反应速度非常迅速,如果以单一的此类物质作为活性物质,在掺量有限的情况下,难以剩余较多的物质保持“休眠”状态来进行以后的结晶反应,修复裂缝。
而络合-沉淀反应结晶机理认为,结晶反应不会消耗活性化学物质,并较为完整地描述了渗透结晶的过程,解释了材料永久性防水的原因,有很大的突破性。但仍有不合理的地方存在,这主要表现为:(1)水泥混凝土本身是一个富钙基体,可以说在混凝土中游离的钙离子是不缺少的,既然混凝土中存有反应型的硅酸根类离子,那么富足的钙离子为什么本身不去和硅酸根类离子反应,何须再借助于络合物呢?(2)络合-沉淀反应结晶机理中,形成钙络合物,然后扩散渗透,再与硅酸根离子发生化学转换反应生成结晶,此过程的速率能否满足材料实际工作性能的要求呢?(3)混凝土内可与钙离子反应的硅酸根类离子数量较少,这么少的离子数量究竟能够生成多少新的不溶晶体来堵塞混凝土的毛细孔隙和微裂纹,这种堵塞作用能否达到防水的目的值得怀疑。
综上分析,上述2种结晶机理假说难以单独解释水泥基渗透结晶型防水材料的防水性能。笔者认为,这类材料一方面是靠本身生长的结晶体或与混凝土孔溶液中的离子发生反应,生成不溶性结晶物来堵塞毛细孔,另一方面是促进混凝土中未水化水泥水化,生成水化硅酸钙C-S-H凝胶或结晶体。
活性物质中的结晶反应物组分,遇到毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应,生成不溶于水的结晶体,密封混凝土中的毛细孔及微裂缝,起阻水、防水作用。而活性物质的另一种组分,钙离子络合剂,起到催化诱导结晶的作用。其反应机理与前述的络合-沉淀机理一致。但不同的是,该组分起到催化加速反应作用,加速钙离子与硅酸根、铝酸根等离子的化学反应,加快结晶生成,而在整个反应过程中,其充当催化剂角色,含量并没有消耗。此类钙离子络合剂,在混凝土中与钙离子结合为络合物,但由于不是很稳定,又不断地解离,因而会处于不断地络合—解离之中。在毛细孔壁的压力限制[8]和络合剂的络合—解离限制[9]下,与钙离子反应生成的晶体更趋向于一维方向生长为针状晶体,从而减少对毛细孔壁造成压应力。
水化过程中由于水化硅酸钙的包裹作用,混凝土中一般还含有25%左右的未水化水泥或一些具有水化活性的物质[10]。在上述催化反应作用下,水泥的水化将比平常情况更为深入,一些未水化水泥又会继续水化,一般称之为再激活水泥。再激活水泥的水化在增加混凝土密实性的同时还可能出现体积的增大,使凝胶出现裂纹,这使得更多的水进入未水化水泥,这一过程将产生更大体积的凝胶,如此良性循环,使得较大毛细孔隙变小或封闭。由于是未水化水泥的再激活,可以从整体上提高混凝土的质量,提高抗渗、耐久性能。
4 渗透与结晶
从该类型材料的实际防水效果看,在材料产生防水作用的过程中,必然存在着渗透、结晶或产生形成新的不溶性物质的化学反应。这是基于水泥基渗透结晶型防水材料有这样一个特点,当其施涂于水泥基基层养护一定时间后,即使除去涂层,基层的抗渗作用也不会因此而削弱。
针对“渗透与堵塞是一对矛盾”的观点[1,2],分析讨论这一问题要明确以下几点:
(1)活性物质渗透与结晶是必然发生的,但结晶物质不会完全密实毛细孔,仍赋予混凝土“呼吸”的功能,让水分自由蒸发。
(2)在混凝土处于水饱和状态时,活性化学物质产生渗透并不是靠毛细孔压力,而是靠浓度差所产生的化学势梯度作用。
(3)渗透与结晶过程并不是2个相对独立的过程,而是在不同阶段、不同环境条件下,渗透与结晶2个过程分别占主导地位。在涂刷初期,活性物质的渗透过程占主导地位,而结晶过程则逐渐加强。这也是这类材料防水效果随养护龄期的增长而逐渐提高的原因[11]。
综上几点,笔者认为渗透与结晶同时存在,并不矛盾。浓度梯度是产生扩散渗透的主要因素,结晶反应是进一步扩散渗透的动力,而渗透又为结晶反应提供了必要的条件。结晶堵塞毛细孔是材料起到防水渗透的直接原因,并为“休眠”状态的活性物质提供环境条件,最终赋予该类材料具有裂缝自修复功能和长久防水作用。
5 结语
(1)不同类型的水泥基渗透结晶型防水材料的活性物质组成不一样,其作用机理也不相同,但都包括溶解、渗透及结晶3个过程。
(2)不同环境条件下,活性物质的主要渗透机理不相同。水泥基基层处于干燥状态时,活性化学物质发生渗透的动力来自于毛细管压力;而基层处于饱和水状态时,渗透的动力来自于浓度差产生的化学势梯度。
(3)该类材料一方面是靠本身生长的结晶体或与混凝土孔溶液中的离子反应生成的结晶物来堵塞毛细孔;另一方面会促进混凝土中水泥水化,生成水化硅酸钙C-S-H凝胶或结晶体,增加混凝土的密实性,起到防水抗渗作用。
(4)活性物质中的钙离子络合组分,起到催化诱导结晶的作用,是该类材料的核心组成部分,赋予材料具有裂缝自修复功能。
(5)水泥基结晶防水材料防水作用过程中,渗透与结晶必然存在,并不矛盾。渗透为结晶反应提供了必要的条件,而结晶反应是进一步扩散渗透的动力,并为“休眠”状态的活性物质提供环境条件。
参考文献
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渗透型防水材料 篇9
水泥基材料的主要成分为集料、浆体和加筋材料, 这3种成分任一种损伤都会导致结构的破坏, 其集料可以是多种形式, 砂石类为混凝土或是砂浆, 轻骨料类则为轻集料混凝土, 若为气泡, 则就是加气混凝土、发泡混凝土等, 都可看成是多相多孔材料。由于水泥基材料均采用水泥作为胶凝材料, 故具备较多的共性。环境因素对于其侵蚀和损伤的主要成分之间的关系如表1所示[1]。
在役期的水泥基材料由于所处环境的不同, 水和水载有害离子会通过表面毛细孔孔隙渗入结构内部, 对其性能产生严重的影响, 对于普通混凝土结构, 水和水载有害离子会造成钢筋锈蚀、结构开裂、表层剥落等病害, 最终造成结构的承载力下降;而对于轻集料混凝土或泡沫混凝土, 既会影响其保温、隔音等功效, 亦会造成开裂、剥蚀的严重后果。
从微观层次来讲水泥基材料是一种不连续非均质材料;亚微观层次是一种连续非均质材料;宏观层次上是一种连续均质材料。从微观结构上看水泥基材料属于多孔结构, 其具有非均质多孔结构及高渗透性特点, 易受使用环境的物理、化学及微生物等的作用而劣化, 水、氯离子、氧气、二氧化碳、硫酸根离子等有害粒子侵蚀是水泥基材料耐久性降低的主要因素[2], 可造成水泥基材料使用性能及耐久性的降低, 甚至出现破坏造成结构失效的严重后果。
从耐久性的破坏机制来讲, 几乎所有影响水泥基材料耐久性的化学和物理过程都涉及两个主要的影响因素, 即水及其在水泥基材料孔隙和裂缝中的迁移[3,4], 主要损害形式基本也都与水载有害物质侵蚀密切相关, 水分的存在正是其性能劣化不可或缺的必要条件。水分不仅使霜冻及解冻时产生的冻融循环张力及碱-骨料反应引起的体积膨胀等带来影响混凝土和加气混凝土等水泥基材料的物理变化, 而且水分是传递氯离子、酸性气体、盐类、微生物等有害物质的载体。水载有害离子侵蚀破坏过程可归纳为两种主要形式:一是水泥基材料组分与侵蚀介质直接发生化学反应引起的破坏;另一种是侵蚀介质或腐蚀产物渗透到材料内部, 由于发生了物理或化学变化, 从而引起材料体积变化使之破坏。这两种破坏形式往往同时存在、互相促进, 形成一种恶性循环。水载有害离子通过毛细作用进入水泥基材料表层孔隙中的过程发生得比较迅速, 可以产生溶出性损害、水解性侵蚀及盐类侵蚀等主要化学反应侵蚀和生物侵蚀, 而水载有害离子在水泥基材料内部向其他孔隙中扩散的过程相对要慢得多, 它们在水的作用下不断地通过毛细管结构由构件表面渗透、扩散到内部[3], 进而产生风化、碳化、剥蚀和破裂, 造成耐久性问题。1994年, Meeha依据最简单也是最有效的解决方案, 是回到缺乏耐久性的根源, 即渗透性和服务期影响渗透性增大的因素上, 提出了混凝土受外界环境影响而劣化的整体模型。Taylor H F W认为水泥基材料的耐久性在大多数情况下是由它们作为坚实的屏障而有效阻止或至少是降低离子迁移进程决定[4]。
对由水泥基材料构成的结构表面进行渗透防护处理, 可以对在役期的结构工程提供可靠的保护, 防止水分和水载有害离子的侵入, 阻止和延缓结构性能的劣化, 有效延长其使用寿命, 降低后续维修的费用, 对提高水泥基材料的耐久性具有积极意义。
1 水泥基材料表面渗透防护的基本要求
赵铁军[5]将混凝土提高耐久性的措施分为两种, 即“基本措施”和“附加措施”, “基本措施”指以提高混凝土保护层和使用高性能混凝土, “附加措施”是指使用强化保护和补助措施。表面渗透防护属于附加措施。目前, 对水泥基材料表面进行防护的措施从根本上来讲, 主要是通过封闭表层孔隙来实现的, 封闭型防护处理是通过在基材表面形成一层防护层[6], 防止液态或者气态的水汽渗透, 但是这层防护膜若长期暴露在大气环境中受到冲击、侵蚀、紫外线照射、冻融、风蚀、温变等环境因素的影响, 一旦造成封闭防护层脱落、开裂等破坏, 则封闭防护就会失去保护基层的效果和意义。但是若以极其稀薄的溶液渗透到基材内部, 改变了毛细孔隙的表面性质, 而不是仅仅在其表面粘附上一层连续的阻水薄膜, 这样它会更加坚固、耐久[7], 这也正是渗透防护的意义所在。
从环境侵蚀机理与结构劣化原因来看, 尽管不同的环境条件下, 对表面防护体系的性能要求不同, 但一般来说, 表面渗透防护体系必须具有以下基本性能特征: (1) 提高水泥基材料的水密性。高水密性、高抗渗防水性可防止水及有害介质[8], 如各种有害盐类的渗入;另外, 提高水密性还有助于提高抗冻性能。表面疏水效果与初期接触角的关系可分为5级, Ⅰ级-Ⅴ级, 与基材浸润效果分别为:完全浸润、明显浸润、轻微浸润、良好憎水性、非常好的憎水性, 当接触角大于130°, 可称之具有“荷叶效果”[6]。 (2) 提高水泥基材料的隔热性[9]。泡沫混凝土由于具备优异的防火性和隔热性能, 是良好的保温材料, 但是由于内部疏松, 吸水后会导致其隔热性能的急剧下降。进行表面防护处理, 则内部水分可逐渐向外蒸发而外界水分又不能进入, 因此能提高包括泡沫混凝土在内的水泥基材料的隔热性能。 (3) 防止水泥基材料表面土壤化。水泥基材料特别是在役期的既有混凝土结构, 表面经常遭到风吹雨淋, 由于毛细作用雨水被吸到内部, 雨水中携有的灰尘则被表面孔隙过滤出来, 粘附在表面上, 久而久之, 在其表面形成了黑色硬壳, 当长时间不能干燥时, 容易滋生微生物等。进行表面防护处理可以避免水泥基材料表面的土壤化。 (4) “反涂写”措施。在城市中, 很多广告、宣传等被乱写在围墙及公共建筑上, 年轻人中也流行在墙上喷涂时髦言论。这些乱写乱画严重影响了城市环境, 造成很难清除的环境污染。如果提前对这类以水泥基为主的混凝土、砂浆表面进行防水处理, 则很难涂写, 且很容易清除上面的污迹。 (5) 降低钢筋锈蚀率。水泥基材料的高碱性使内部的钢筋表面形成钝化膜, 从而阻止钢筋锈蚀现象的发生, 当CO2、SO3等有害气体随O2和水分渗入时, 水泥基材料作为保护层的碱性大大降低, 处于钝化状态的钢筋表面将变得不稳定, 失去钝化膜保护的钢筋就很容易发生电化学腐蚀, 甚至出现破坏现象。水在钢筋锈蚀过程中扮演着重要的角色, 降低水泥基材料含湿量能够降低钢筋锈蚀率, 故水泥基材料的表面渗透性越明显, 碳化等中性化现象就越显著, 表面防护体系由于能够显著降低水泥基材料表面的渗透性, 对水泥基材料碳化具有屏蔽效果。 (6) 建立侵蚀性离子隔离层。当水在毛细作用下被吸入水泥基材料内部时, 溶于水中的各种离子也被一起带入内部, 一些侵蚀性离子 (如硫酸根离子或氯离子) 能够导致结构严重破坏, 表面防护处理是阻止侵蚀性离子侵入的有效方法之一。 (7) 改善水泥基材料表面微观结构以及防护体系本身应具有高抗化学侵蚀性能、高耐磨性、高耐久性等。
2 表面防护材料的作用机理
2.1 水泥基材料表面孔结构特性
目前, 水泥基材料中混凝土内部孔隙结构研究较多, 其他水泥基材料表面孔隙结构有待进一步深入研究。
就混凝土而言, 冯乃谦总结的混凝土表面孔结构分类方法[10]为: (1) 超微孔, 也称为微晶内孔和层间内孔, 孔的尺寸为小于0.6nm, 可认为是不透水的。 (2) 凝胶孔, 也称为微晶间孔, 孔的尺寸为0.6~1.6nm, 有资料认为孔的尺寸为1.5~3.0nm, 水泥凝胶网格结构中的孔隙约占凝胶体积的28%[11], 申爱琴认为应为小于10nm[12], 渗透系数约为10-14cm/s, 可认为是不透水的。 (3) 毛细孔, 也称为胶粒间孔, 孔的尺寸为1.6~100nm, 申爱琴称之为过渡孔[12], 定义孔尺寸为10~100nm。毛细孔的成因主要是因为水泥完全水化所需的结合水为水泥质量的20%~25%, 实际用水量远超此值, 水化过程中多余水分蒸发后在混凝土中会遗留下孔隙。水灰比愈大, 蒸发后留下的毛细孔愈多, 孔径也愈粗, 渗水的可能性也愈大。 (4) 大孔, 包括沉降缝隙。孔的尺寸为大于100nm, 混凝土中拌合物浇灌后由于保水性不良, 产生砂、石沉降。水分上析, 其中一部分沿着毛细管道析出至混凝土表面 (外表泌水) , 另一部分则聚积在粗骨制下表而 (内部泌水) , 形成积水层, 水分蒸发后形成树根状连通的沉降缝隙。由此, 划出的孔结构图如图1所示。
吴中伟定义的不同孔径对混凝土渗透性能的影响如图2所示[13]。
综上所述, 可以看出, 在孔径1.6nm以内的超微孔和凝胶孔可认为是不透水的, 危害性很小, 而对混凝土渗透性能产生重要影响的主要是1.6nm以上的毛细孔和大孔。
2.2 渗透防护机理
由拉普拉斯方程式可以推导出式 (1) 。
式中:H为液体在水泥基材料孔隙渗透深度, m;σ为表面张力, mN/m;d为密度, kg/m3;r为毛细管半径, m;α为接触角, rad。
可见, 当接触角α≥90°, 水在毛细管内形成凸形弯液面, 液面随之下降, 不易通过毛细管吸水, 故H值由未经处理的正值转变为负值, 呈现出“反毛细管效应”, 能够阻止或延缓水泥基材料从环境中吸收水分, 同时又不影响内部水分向外蒸发, 从而保障内部含水量得以降低, 进而使水泥基材料发生冻融破坏等耐久性降低的可能性也减小, 提高耐候性和耐腐蚀性能。渗透防护材料喷涂于水泥基材料表面, 能渗透到材料表层内, 在表面形成密封憎水膜, 其效果如图3所示。
3 表面渗透防护材料的分类
目前, 可用于水泥基材料表面防护的处理材料按照主要有效组分的不同可分为4种, 分别是无机盐类、有机硅树脂类、硅烷类、硅氧烷类, 使用的产品名称有表面封闭防水剂、渗透防水剂、封闭固化剂等。这类材料应用在水泥基材料表面时, 能封闭表面孔隙和微裂缝, 起到较高的增强、密封作用。这类产品还一般具有良好的憎水性、耐污性、透气性、耐化学侵蚀、极深的渗透性和高耐久性等特点, 主要包括无机硅酸盐类材料、煮沸亚麻油、硅烷、低聚合度的硅氧烷、某些环氧树脂以及高分子量甲基丙烯酸酯等。但是上述分类方法主要针对表面封闭防水剂、渗透防水剂、封闭固化剂适用, 且表面防护处理材料正在向多功能复合方向发展, 原材料成分也越来越复杂, 这样的分类不尽合理。
将能够适用于水泥基材料表面的渗透防护材料, 按照使用形态分为水性防护材料、浸渍膏状防护材料、乳液型防护材料和溶剂型防护材料4种。
3.1 水性防护材料
水性防护材料主要有无机盐类和水性有机硅类两种。
无机盐类防护材料一般是低分子量、高碱度的水性防水材料。以这类材料为防护材料进行表面处理, 作用机理一般是无机组分和水泥中的游离钙反应生成稳定的结晶产物, 堵塞空隙, 并在表面形成硬化密实层, 使水泥基材料透气系数明显降低, 这些新的化合物提高了水泥基材料表面的硬度、密度及强度, 组成了一种厚度以毫米计的坚硬的钙化表层。这类防护材料的优点是不燃、价廉。日本京都工业大学中村雅彦应用低粘性的硅酸锂系水玻璃 (LSG) 和具备防霉性的药剂Ag2O对蒸压加气混凝土表面进行表面改性以提高抗冻性能的研究中证实[14], 经LSG (Ag) 表面处理 (加热500℃) , 在涂层膜表面结合生成憎水性的硅氧物, 使表面劣化大大减轻, 抗冻性提高, 吸水率降低, 半径为0.1μm以下的气孔数量大幅度减少。由于气孔表面形成了处理膜, 材料的机械强度也相应增加, 另外, 在LSG中溶解少量的Ag2O也起到了显著的防霉效果。徐惠忠为了实现裸面混凝土制品的表面化学处理, 选择了能与Ca (OH) 2发生反应形成难溶化合物的化学药液, 以及憎水性树脂或表面活性剂进行浸渍或涂覆, 选择了4种涂覆材料, 7种涂覆方案。实验结果表明, Na2SiO3+C3H9SiONa以及Na2SiF6和C3H9SiONa效果最佳, 可在混凝土的表面层区3~3.5mm范围内, 形成了一种不含Ca (OH) 2的致密隔水、隔汽层, 碳化深度不再随时间延长而加深[7], 完全可与覆加保护层的非裸面混凝土媲美。
水性有机硅类防护材料是一种以水为介质, 有机挥发物低的环保型防护材料, 属于小分子的水溶性聚合物。H.J.Franklin最早申请了制备有机硅醇盐的美国专利, 他将有机三氯硅烷与碱金属氢氧化物在水和醇存在下反应, 制备了有机硅三醇盐[15]。J.R.Elliott等将甲基三氯硅烷迅速加入到剧烈搅拌的冰-水混合物中水解, 直到聚甲基硅氧烷以粉末形式沉淀、过滤, 将粉末加到氢氧化钠水溶液中溶解, 得到稳定的甲基硅醇钠水溶液。甲基硅树脂是甲基烷氧基 (或氯) 硅烷的预聚物, 在一定条件下可交联成不熔、不溶的三维网状膜。该树脂呈中性, 以醇为溶剂, 使用时加入醇类溶剂稀释, 当将其施涂于水泥基材料表面时, 溶剂很快挥发, 在表面的毛细孔上形成一层极薄的膜[14], 在此类防护材料中甲基是其主要的憎水基因, 碳数太小则屏蔽作用不够, 水合反应激烈, 易缩合, 易挥发, 因此增加烷基的碳数应更有利于增强防水效果[3]。经这类防护材料处理过的水泥基材料表面, 水气可以自由出入, 使基材保持良好的“呼吸性”。水溶性有机硅防护材料干燥过程中将吸收大气中的二氧化碳, 生成硅羟基;新生成的硅羟基可与水泥基材料表面的羟基发生缩合反应, 待水分挥发后, 即在基材表面形成一层聚烷基硅氧烷憎水膜。这类防护材料由于其具有的强碱性可能会打断硅氧化学键[16], 与二氧化碳的反应速度较慢, 需24h才能固化, 同时反应中由于有碳酸盐形成, 表面会出现发黄现象。
3.2 浸渍膏状防护材料
浸渍膏状防护材料是一种低粘度的液体或是膏体状浸渍剂, 通常由小分子的硅烷或者硅烷与硅氧烷的混合物组成[17], 被认为是混凝土防护最适合的材料之一[18]。由于其以膏状形式存在, 在使用过程中, 可防止其活性组分容易从垂直的表面上流失, 延长了浸渍材料与水泥基材料表面的接触时间, 达到更好的渗透效果, 但是也存在浸渍膏体在使用过程中过度挥发的问题。烷基烷氧基硅烷是近年来发展比较迅速的膏状有机硅防护材料, 具有低挥发、环保的特性。其典型分子结构式如图4所示。
其中, R*为非活性基烷基, 碳数4~10为佳, 碳数过小时, 硅烷易挥发, 烷基过大时, 硅烷的渗透能力差。烷氧基碳数1~4均可, 但甲氧基在碱性条件下稳定性差, 易与基材结合, 影响渗透能力。与烷基硅酸盐相比, 烷基烷氧基硅烷的优点如下: (1) 与基材反应迅速, 适应环境能力强, 不易被雨水冲洗掉; (2) 应用面广, 可用于各种硅基基材, 不会出现烷基硅酸盐的“泛碱”、“铁锈斑”现象; (3) 渗透能力强, 斥水效果好; (4) 耐久性、耐酸碱性好[19]。
3.3 乳液型防护材料
M.Deruelle等将含环氧基的聚硅氧烷、MQ硅树脂、非离子表面活性剂 (乙氧基化的脂肪醇) 、硫酸铝及水按一定比例混合, 在高压匀质乳化器中乳化, 得到储存稳定性好、与多孔性基层反应性好、可处理酸性及碱性基材的有机硅防水剂。经其处理的基材对水的接触角可达130°[20]。J.P.Benayoun等采用含硅氢基的聚硅氧烷和含乙烯基的聚硅氧烷为原料, 制得无溶剂型或乳液型有机硅防水剂。此防水剂可在少量铂催化下通过硅氢加成反应在室温下快速固化, 具有较好的粘接性;且其膜具有较好的力学性能, 所以耐久性优良[21]。国内专利介绍的一种用于建筑领域纳米硅防水剂的研究, 其组成成分为有机硅防水剂、纳米级二氧化硅、聚合物乳液、催化助剂、水, 按比例混合后加热搅拌获得最终产品。将该防水剂喷涂在水泥基材料表面可在保持原有本色的基础上, 渗透进建材内部形成致密的立体网状结构, 堵塞毛细孔, 起到长久的防水抗渗作用[22]。德国Wacker公司开发的BSSMK2101就是专门用于混凝土及其构件的硅烷/硅氧烷微乳液, 微乳液与一般乳液的差别在于前者微乳液粒径一般小于0.15μm, 透明度高, 具有很好的渗透性、贮存稳定性及防水性能。这一产品多以含有100%有机硅活性组分形式储运出售, 加水稀释后可自行激活和乳化制成相应的微乳液, 一般配成10%~20%浓度使用。发展乳液型有机硅防水剂的难点之一是在保证其贮存稳定性的同时, 如何更好保证其防水性。增加乳化剂虽可提高各类有机硅乳液的贮存稳定性, 但防水性能会相应下降[23]。
采用复合乳化剂制备有机硅乳液的研究主要有, 无锡市建筑材料研究所开发的“乳液型有机硅建筑防水剂”[24], 利用Dow Corning的有机硅材料和6%~10%的TOA或复合乳化剂司盘1+平平加, 其他助剂、催化剂、去离子水, 通过乳化剂、少量水和有机硅材料先制得粗乳液;再将粗乳液加入匀质机中, 选用0.2份聚乙二醇 (PEG2000) 作稳定剂, 在15MPa下循环2~3次, 制得性能稳定的有机硅防水剂。杨超研究了利用正辛基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、低聚羟基硅油为主要原料, 通过乳化制备的表面用渗透型有机硅防水乳液[25], 乳化剂采用自制复合乳化剂, 为阴离子/非离子型, HLB=12~14, 催化剂为三乙胺, 催化剂与稳定剂按混合硅烷与水总量的0.5%~1%加入, 在n (R) /n (Si) =1.6情况下, 与空白样的7d吸水率比为9.2%, 24h砂浆抗渗试验中, 液面下降为0.5mm, 远低于标准规定的2mm。黄月文等[26]通过对烷氧基烷基硅烷化学聚合改性后得到水乳型有机硅防水剂, 乳化剂也采用了OP类乳化剂和季铵盐类阳离子乳化剂复合使用的思路, 研究发现乳化剂用量以占有机硅有效成分的1%~15%、稳定剂等助剂为1%~20%为佳, 通过对混凝土路面砖进行表面处理, 和空白样相比, 24h吸水率从12.5%降低至0.91%。同济大学建筑材料研究所[27]研究了聚甲基硅氧烷类有机硅乳液, 在对比了T-8、OP-10、S-80、DBS、E型异构醇醚系等乳化剂后, 最终确定以3%~5%的E型异构醇醚系乳化剂和聚甲基硅氧烷预先混合搅拌, 再加入适量助剂和部分去离子水充分乳化, 整个乳化用水控制在40%左右, 制备出聚甲基硅氧烷类有机硅乳液, 其作为憎水剂, 具有无毒、无污染、耐久、不泛碱、性能稳定、憎水效果好等特点。西安建筑科技大学建筑材料研究所利用丙烯酸酯、甲基硅酸醇盐[28], 乳化剂为OP-10和十二烷基苯磺酸钠, 用量为1.5%~2%, 采用OP-10和去离子水先分散均匀, 再加入丙烯酸酯预乳化, 然后加入SDBS进行乳化, 乳化后的乳液中加入甲基硅酸醇盐, 在加热条件下充分搅拌后制成pH值为13~14的淡黄色透明液体, 将其用于混凝土管道内表面涂刷, 抗渗压力从0.7MPa提高到1.2MPa。
乳液型防护材料的一个发展趋势是有机树脂改性。改性硅树脂兼具硅树脂的耐候性、耐水性、耐污性及有机树脂的快干性、粘接性、耐油性及耐溶剂性。蒋柏泉等采用乙烯基三乙氧基硅烷与丙烯酸酯单体共聚, 制成有机硅改性丙烯酸酯乳液;用其配成的外墙涂料具有优良的仿生拒水自洁性能, 涂层与水的接触角达到140°。李淑娟等运用种子乳液聚合工艺合成了具有核-壳结构的半透明有机硅改性丙烯酸酯微乳液, 乳胶粒粒径为10~60nm, 与一般的有机硅改性丙烯酸酯乳液相比, 其耐酸性、耐碱性、稀释稳定性得到改善, 附着力和储存稳定性明显提高。高献英等以丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷为原料, 合成了有机硅改性苯丙乳液。该乳液的稀释稳定性、冻融稳定性、钙离子稳定性、贮存稳定性好;与普通苯丙乳液相比, 其乳胶膜的吸水率明显降低。尹诗衡等采用种子乳液聚合法合成了有机硅改性醋丙乳液。与纯醋丙乳液相比, 该乳液的耐水性和附着力提高、冻融稳定性改善。康圆等通过氨基硅氧烷对水性环氧丙烯酸接枝共聚物进行开环改性, 合成了有机硅改性水性环氧树脂乳液[29], 研制出了一种有机硅改性水性环氧树脂。通过有机硅改性可以提高树脂同基材的附着力, 同时提高其耐腐蚀性、耐化学药品的性能, 涂膜还具备收缩小、硬度高、耐磨性好等优点。毛晶晶等[30]利用有机硅表面能低、耐低温性优、耐老化性强、耐水介质侵蚀性好的优点, 采用丙酮法改性水性聚氨酯, 得到耐水性好、耐油污性强和耐高低温性优的WPU材料。朱杨荣等[31]通过在甲基丙烯酸甲酯 (MMA) /甲基丙烯酸丁酯 (BA) /甲基丙烯酸 (MAA) 体系中, 引入功能性单体乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯 (AAEMA) 在室温下发生自交联的反应性乳液, 然后加入r-氨基丙基三乙氧基硅烷交联剂, 制得室温自交联杂化硅丙乳液。硅丙乳胶膜的耐水性、耐老化性、硬度、拉伸强度及耐热性能都得到了提高。姬海君等针对某些有机硅反应时间持续较长, 反应容易不完全, 在经受雨水浸打或冻融后容易被冲刷掉的情况, 研究了利用丙烯酸单体中的羧基 (-COOH) 和有机硅单体中的羟基 (-OH) 之间的缩合反应, 在有机硅单体中引入双键, 对传统的有机硅防水剂进行共混改性, 引入憎水基团, 制出可直接喷涂于基材表面形成憎水膜层的新型改性有机硅防水剂。当丙烯酸系单体比例为5%~13%时, 该防水剂具有良好的水珠效应、储存稳定性、渗透速度、渗透深度、耐洗刷性和较低的吸水率[32]。
3.4 溶剂型防护材料
Brown以碳数不小于8的长链烷基烷氧基硅烷溶于有机溶剂中用于表面防护, 选用了醇类及惰性烃类作溶剂, 取得了良好效果[33]。Dow Corning公司选用异丁基三甲氧基硅烷、异丙醇及催化剂四异丙基钛酸酯, 并添加少量以甲基硅封端的二甲基硅氧烷低聚物, 水解缩合后, 其不仅有良好的渗透性及成膜性能, 而且前述低聚物在基材表面的沉积, 克服了因渗透力太强, 表面涂层厚度不足的缺陷, 大大增强了防水效果及耐久性[3]。德国Wacker公司开拓的BS170溶液型防水剂、美国菲兰国际集团开拓的H300IB具备的共同特点是粘度低, 本身未经稀释也可在水泥基材料中有优异的渗透性及防水性能。Dow Corning公司开发了由硅烷、硅醇及硅氧烷低聚物组成的无溶剂防水剂, 其憎水性极强, 在碱性基材上涂覆5min即可有极强憎水效果, 可明显减少中性及碱性基材吸水量。孙顺杰对德国Wacker公司的相关有机硅材料的对比研究中发现, 溶剂型产品的疏水效果优于其他水性和膏状产品[6]。
赵陈超等以汽油作溶剂[23], 配制出不同浓度的长链烷基烷氧基硅烷类防护浸渍剂, 进行水泥基材料保护性能测试, 结果表明, 不使用有机溶剂的表面防护材料和掺入占总量20%、40%的有机溶剂的渗透深度分别为2.2mm、1.6mm和0.8mm, 氯离子吸收量降低率为90%、81%、78%, 掺入有机溶剂后渗透性能和抗氯离子渗透性能都显著降低, 均不能满足JTJ 275-2000中的相关标准要求。由于常用有机溶剂多有毒性或易燃, 目前, 无溶剂或低溶剂化已成此类材料发展的一个热点[3]。
4 结语
水泥基材料作为最主要的无机非金属材料, 在国民经济中具有极其重要的作用。水泥基材料的劣化是以水泥作为胶凝材料的结构工程中较为普遍存在的现象, 造成这一现象除了早期开裂有可能是内部温度不均匀等外, 其他造成工程劣化和耐久性下降的原因基本都开始于水泥基材料的表面, 首先是表面封闭性能下降, 进而是有害离子侵蚀导致的中性化或开裂, 随着时间的推移, 最终造成护筋性能的下降和损毁。增强表面性能将会对水泥基材料耐久性能的提高起到直接的作用。
表面渗透防护材料可以通过水泥基材料表面进行渗透, 增强和改善其表层2~8mm厚的防护性能, 进而增强其抗水载有害离子侵蚀的能力, 提高耐久性, 这一点对于在役期的既有工程尤为重要。
渗透型防水材料 篇10
1 修订的目的意义
水泥基渗透结晶型防水材料是一种以硅酸盐水泥、石英砂(可掺或不掺)为主要组分,掺入活性化学物质制成的水泥混凝土用新型刚性防水材料,按使用方法可分为水泥基渗透结晶型防水涂料和水泥基渗透结晶型防水剂。
水泥基渗透结晶型防水材料与水作用后,材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部或周围渗透,在混凝土中形成不溶于水的针状结晶体,填塞毛细孔道,从而提高混凝土的致密性和防水性。
水泥基渗透结晶型防水材料的特性是渗透、结晶、自愈与防水性能好。只要水泥混凝土中存在水介质与氢氧化钙,水泥基渗透结晶型防水材料中的活性化学物质就可以不断渗透与之发生物理化学反应,生成针状结晶体,从而堵塞毛细孔道和微细缝隙。水泥基渗透结晶型防水材料的渗透深度取决于活性化学物质的质量与掺量、混凝土的密实程度、水分、氢氧化钙浓度以及周围环境的温湿度等条件。
水泥基渗透结晶型防水涂料与其他有机或无机防水涂料的不同之处,在于水泥基渗透结晶型防水涂料由于渗透、结晶作用,使涂层与基层混凝土成为一体,形成整体防水与永久防水;而其他防水涂料形成的仅仅是“外套”,涂层与基层混凝土虽粘合在一起,但还是“两张皮”,日久天长,在外界环境作用下,最终还会分离。
水泥基渗透结晶型防水剂是在混凝土拌制过程中加入的一种外加剂。在水泥混凝土凝结硬化过程中,防水剂中的活性物质向周围不断渗透,与水泥中的氢氧化钙等水化产物发生物理化学反应,生成不溶于水的针状晶体,堵塞毛细孔道和微细裂缝,提高混凝土的致密性和防水性。掺入这种防水剂可以提高混凝土的耐久性与自愈能力。
在国外,并没有水泥基渗透结晶型防水材料的产品标准,仅有产品说明书和生产厂商的一些试验资料,技术指标主要是材料的抗渗压力、抗压强度、凝结时间等。本世纪初,我国在调查与试验验证的基础上,制定颁布了GB 18445—2001《水泥基渗透结晶型防水材料》强制性国家标准,这也是世界上第一个该类新型防水材料的国家标准,该标准自2001年3月1日起正式实施。全国统一的产品标准的制定与贯彻实施,推动了这种新型防水材料在我国的生产与应用。目前,我国生产销售水泥基渗透结晶型防水材料的企业有3种类型:一是从国外进口活性化学物质(母料),国内生产;二是直接从国外进口产品,代理经销;三是用国内研制的母料,自行生产。
由于水泥基渗透结晶型防水材料国家标准的制定,该材料被纳入了国家建设工程规范体系中。国家质量监督检验检疫总局、建设部颁布的GB 50108—2001《地下工程防水技术规范》中首次选用了该材料,并在GB 50208—2002《地下防水工程质量验收规范》中对该材料的验收作了规定。之后,在颁布的GB50207—2002《屋面工程质量验收规范》、GB 50345—2004《屋面工程技术规范》附录中都规定,凡选用该材料的均应符合GB 18445—2001国家标准的规定。
产品标准与应用技术规范的制定与贯彻实施,为水泥基渗透结晶型防水材料在“产品—商品—工程实际使用”之间架起了桥梁。进入21世纪以来,水泥基渗透结晶型防水材料的生产与应用发展加快,在三峡大坝、地铁、隧道、蓄水池、污水处理厂、桥梁、水利与地下防水工程中都得到了大面积推广使用,获得了工程界的青睐与好评。
在制定GB 18445—2001国家标准时,对水泥基渗透结晶型防水材料的渗透结晶与自愈性能进行了研究试验。一种方法是去除涂层后测定其抗渗压力,并与基准试件比较,具体是将该材料涂于基准混凝土试件的表面,测定其28 d的抗渗压力,然后去除涂层再测定其抗渗压力。若使用的是真的水泥基渗透结晶型防水材料,则磨去涂层后的抗渗压力应大于基准混凝土的抗渗压力;若是假冒伪劣材料,其抗渗压力就与基准混凝土抗渗压力相同。另一种方法就是GB18445—2001中的“第二次抗渗压力”。当初制定标准时,考虑到磨去涂层操作比较复杂,可能会损伤混凝土的表层,影响抗渗压力,引起试验结果的跳动与离散,因此,选用了“第二次抗渗压力”来表征水泥基渗透结晶型防水材料的特性。
水泥基渗透结晶型防水材料是我国防水市场上较昂贵的防水材料之一,售价在每吨2万多元至4万多元。巨大的利润空间,使国内生产企业趋之若鹜,蜂拥而上,一些企业把“第二次抗渗压力”符合GB18445—2001的材料都当作水泥基渗透结晶型防水材料出售,给市场的销售与工程应用带来很大的混乱。众所周知,“第二次抗渗压力”能表征该材料的自愈性能,但不能全面反映其渗透结晶性能。目前,市场上一些水泥基防水材料、铝酸盐与硫铝酸盐系列水泥、混凝土膨胀剂、高性能混凝土外加剂等配制的水泥混凝土试件,抗渗试验破坏后,再在水中养护一段时间,重新测定其抗渗压力,均能恢复至一定数值,有的还有所增长,也具有自愈能力。因此,水泥基渗透结晶型防水材料必须满足GB 18445—2001规定的“第二次抗渗压力”合格的要求,但是“第二次抗渗压力”符合GB 18445—2001的材料不一定就是水泥基渗透结晶型防水材料,有可能是水泥基防水材料、自愈性能好的水泥与高性能混凝土外加剂。
因此,本次《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准的修订,就是要探索研究科学的试验方法,准确反映水泥基渗透结晶型防水材料渗透、结晶、自愈、防水性能好的特性,明确定义,进一步界定水泥基渗透结晶型防水材料与其他水泥基防水材料,以便正本清源,维护产品的信誉,净化与规范市场,促进水泥基渗透结晶型防水材料稳步健康地发展,保证防水工程质量。
2 标准的修订内容与说明
2.1 范围
GB/T 18445—2001中规定,“本标准适用于以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入活性化学物质制成的水泥基渗透结晶型防水材料”;本次修订时,改为“本标准适用于以硅酸盐水泥为主要成分,掺入一定量的活性化学物质制成的粉状水泥基渗透结晶型防水材料,用于水泥混凝土结构工程”。删除了普通硅酸盐水泥作为原材料,原因是根据GB175—2007《通用硅酸盐水泥》,该品种水泥混合材(粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料或粉煤灰)掺量放宽到>5%且≤20%,而实际生产中,混合材混掺量超标相当普遍,生产的不是普通硅酸盐水泥而是复合硅酸盐水泥。因此,为保证水泥基渗透结晶型防水材料的产品质量,本标准规定仅采用硅酸盐水泥(粒化高炉矿渣≤5%),不采用普通硅酸盐水泥。
目前生产的水泥基渗透结晶型防水剂一般由硅酸盐水泥和活性化学物质为主要成分制成,不掺石英砂。因此,石英砂不是水泥基渗透结晶型防水材料的必要组分,所以,在范围中不再列入,而在第三章术语和定义中明确规定。
水泥基渗透结晶型防水材料仅适用于水泥混凝土基面或掺入其内部,不适用于砖体结构和加气混凝土等材料表面,因此,本标准规定仅适用于“水泥混凝土结构工程”。
2.2 规范性引用文件
本次修订采用了最新修订颁布的现行国家标准与行业标准,主要是涉及到一些试验方法的改变,如粘结强度试验方法的修改。另外,关于施工性的评价,采用了JG/T 26—2002《外墙无机建筑涂料》中的方法。
2.3 术语和定义
1)对水泥基渗透结晶型防水材料的定义进行了适当修改,明确规定“一种用于水泥混凝土的刚性防水材料,其与水作用后,材料中含有的活性化学物质以水为载体在混凝土中渗透,与水泥水化产物生成不溶于水的针状结晶体,填塞毛细孔道和微细缝隙,从而提高混凝土致密性与防水性。水泥基渗透结晶型防水材料按使用方法分为水泥基渗透结晶型防水涂料和水泥基渗透结晶型防水剂”。
2)水泥基渗透结晶型防水涂料增加了材料的组成,修改为“以硅酸盐水泥、石英砂为主要成分,掺入一定量活性化学物质制成的粉状材料,经与水拌合后调配成可刷涂或喷涂在水泥混凝土表面的浆料;亦可采用干撒压入未完全凝固的水泥混凝土表面”。
3)水泥基渗透结晶型防水剂不掺石英砂,修改为“以硅酸盐水泥和活性化学物质为主要成分制成的粉状材料,掺入水泥混凝土拌合物中使用”。
4)增加了活性化学物质的定义。根据环境扫描电镜的测定与分析,首次提出了在水泥基渗透结晶防水材料中起主要作用的活性化学物质由碱金属盐、碱土金属盐、络合化合物等复配而成,具有较强的渗透性,并能与水泥的水化产物发生反应,生成针状晶体的化学物质。当然,由于不同厂商用的活性化学物质并不相同,技术路线也不同,不可能很明确地规定哪种化学物质及其含量,但这一定义,明确了本标准包括的水泥基渗透结晶型防水材料所用的活性化学物质的范围,不属于该范围的活性化学物质,本标准不适用。
5)增加了去除涂层的抗渗压力。主要是防水涂料的第二次抗渗压力只能反映材料的自愈性能,不能反映其渗透结晶性能;而采用去除涂层的试验方法,能直观地反映其渗透结晶性能,以区别于其他类型的水泥基防水材料。
2.4 分类
分类中取消了Ⅰ型和Ⅱ型,统一了要求。
2.5 一般要求
本次修订增加了一般要求,也是最近几年国家对产品安全、环保方面的要求,规定了产品不应对人体、生物、环境与水泥混凝土性能(尤其是耐久性)造成有害的影响,所涉及与使用有关的安全与环保问题,应符合我国相关国家标准和规范的规定。这是总的原则性要求,如应用于饮用水和灌溉工程,生产厂商应进行医学环境试验,必须为环保无毒材料。
产品研发、投产、生产与使用前,研发单位和生产企业应提供有关产品的研发报告和权威机构的检测报告,表明该产品符合本标准的一般要求。
2.6 技术要求
将原来的匀质性指标直接列入性能要求。匀质性指标是为了便于生产厂家控制产品的质量波动,但是由于仪器的测试精度无法准确测定产品中的微量元素,因此,本标准修订时规定了一些限制值,只要不超过,均为合格。但是,这些规定已不是匀质性指标,所以本标准将其列为性能要求。本次标准修订给出了最高限值(如含水率、细度、氯离子含量)。
防水涂料对总碱量不作要求,而掺入混凝土的防水剂应严格控制。碱性激发是水泥基渗透结晶型防水材料水化机理之一。由于各生产企业的总碱量波动很大,本标准规定生产企业出厂时应报告实测值,供用户使用时考虑,以使总碱量满足混凝土应用规范的要求。
2.6.1 水泥基渗透结晶型防水涂料的技术指标
表1为新修订的标准规定的水泥基渗透结晶型防水涂料的技术指标。
1)取消了安定性试验项目,主要是因为防水涂料是一个单独的功能材料,不会影响结构的安全性。
2)把凝结时间改为施工性,更加突出了作为防水涂料应该具备的性能;规定了20 min的施工时间,也是结合工地现场的实际需求,并且和原标准初凝时间20 min相对应。
3)抗折强度与抗压强度取消了7 d的技术指标,保留了28 d的技术指标,并对技术指标作了适当调整。
4)湿基面的粘结强度试验由原来的“8”字模拉伸试验改为拉拨试验。目前很多干混砂浆产品均采用拉伸试验方法,该方法的优势是统一了试验基材。对于粘结强度试验,基材的质量波动对结果的影响很大。原来的方法每次都需要成型基材,是水泥硬练试验采用的方法,其粘结面积比较小,拉伸时不容易“对中”,试验结果波动比较大,大部分标准已不采用该方法。目前,JC/T 985—2005《地面用水泥基自流平砂浆》中的拉拔试验方法已被一些产品标准采用,并已具备了试验条件,所以本次标准修订也采用了该方法。
5)砂浆与混凝土的抗渗性能,取消了Ⅰ型与Ⅱ型的分类。抗渗性能中抗渗压力比为强制性项目,带涂层和去除涂层的砂浆和混凝土试件抗渗压力均报告实测值。而基准砂浆和基准混凝土抗渗试件的抗渗压力规定为0.4-0+0..10 MPa,应在产品检验报告中列出。基准试件不符合上述要求的,抗渗性能试验应重新成型进行。出厂检验进行砂浆抗渗性能试验,型式检验时才进行混凝土抗渗性能试验,主要是考虑砂浆试验试件成型方便,试验周期短,检测成本低,比较适合生产厂商日常对产品质量的控制;但仍然保留混凝土的抗渗性能指标,主要是考虑工程的实际需要。因为防水涂料都是应用于混凝土结构表面,同时也考虑了标准的承继性,以保证现行标准向新标准的平稳过渡。增加了砂浆与混凝土试件去除涂层后的抗渗压力。28 d龄期时,测定基准试件、带涂层试件与去除涂层试件的抗渗压力,以判定所用涂料是否是水泥基渗透结晶型防水涂料。如是该种材料,去除涂层后抗渗压力可达到0.6~1.0 MPa,比基准试件提高50%~150%;其他水泥基防水涂料因无渗透结晶性能,去除涂层后的抗渗压力就是基准试件的抗渗压力。考虑到水泥基渗透结晶型防水材料具有的自愈性能,本标准修订时,继续保留混凝土第二次抗渗压力,但不作为出厂检验项目,而是作为型式检验项目。
2.6.2 水泥基渗透结晶型防水剂的技术指标
表2为新修订的标准规定的水泥基渗透结晶型防水剂的技术指标。
水泥基渗透结晶型防水剂不同于一般的混凝土外加剂,在材料组成、防水机理与物理力学性能,尤其是长期性能等方面也不同于一般的防水剂。在GB8076—2008《混凝土外加剂》与JC 474—2008《砂浆、混凝土防水剂》中不包括此类产品。目前,水泥基渗透结晶型防水剂在世界范围内的应用量不断增加,在国内的发展也比较快,对其性能测试主要参照混凝土外加剂的试验项目。水泥基渗透结晶型防水剂对混凝土性能的提高是通过活性化学物质与水泥水化产物反应进行的,而混凝土外加剂主要靠减少用水量、减少自由水使混凝土密实。验证试验表明,大多数的水泥基渗透结晶型防水剂减水率在7%~8%,有一定的减水作用,但不明显。原标准为了将水泥基渗透结晶型防水剂取代一般的混凝土减水剂,将减水率标准提高到小于10%,促使生产厂家在产品中复合了减水剂成分,但是实际应用中,建设部门并不希望防水剂与减水剂复合,而是需要真正的渗透结晶成分发挥作用,作为永久防水的一道保障,所以这次标准修订时根据工程使用部门与生产厂商的意见,为了与高效减水剂区分开,规定减水率最大不能超过8%。
2.7 试验方法
1)和原标准相比,对标准养护条件进行了明确,对原材料的选择进行了规定,对基准砂浆和基准混凝土的配比也进行了推荐,以使试验更具备可操作性,减少不同试验人员与试验室之间的误差。
2)基准混凝土的用水量与所采用骨料的级配有很大的关系,新标准中附录A给出了一个参考配合比,各试验单位应根据自己的原材料情况予以调整,控制基准混凝土28 d的抗渗压力在0.4-0+0..10 MPa。基准砂浆和基准混凝土配比应在达到28 d抗渗压力0.4MPa的前提下,尽可能提高水泥用量,以利于充分发挥水泥基渗透结晶型防水材料的渗透结晶性能。混凝土不能太密实,应采用人工插捣,减少表面泌水,增加硬化混凝土的毛细孔道,为渗透结晶型材料渗透提供比较理想的基材。
施工性的试验方法参照JG/T 26—2002的方法,20 min的可操作时间计时从加水搅拌开始,规定了20 min后需再次高速搅拌30 s,主要是很多材料有触变性,看似已经凝结,实际加以搅拌后,又像水一样可以涂刷。
3)试验方法中规定了用水量依据生产厂商的推荐值,但是这个用水量在任何一个试验项目中都要保持一致。有些单位在执行老标准时抗渗试验采用一个用水量,强度试验又用另一个用水量,这是不正确的,用水量的确定应该以现场涂刷的用水量为准,不能因为需要高强度而减少用水量。
4)湿基面的粘结强度试验方法参照自流平砂浆的标准,但是细节上还是有些区别,主要是基材的处理,本标准规定基准混凝土板要泡水24 h,然后用湿毛巾擦干表面。其他的成型方法与之相同,但是养护条件也是有区别的,要求把混凝土板泡在水中,表面的砂浆不要接触水。
5)砂浆、混凝土抗渗试验,关键问题是涂层的去除方法。在验证试验中,采用了不同的去除涂层的方法:一种是用专门的磨平机,可以控制磨掉的涂层厚度,一般要求磨到基层与涂层接触的最高点即可,因为涂层与基层的接触是相互渗透的,没有绝对的平面,如果磨到最低点,可能把大部分比较致密的基层都磨掉了,会影响抗渗的效果,而磨到最高点,已经把致密的涂层磨穿了,如果依靠涂层防水,则已经形成了薄弱环节,所以已经达到了预期效果。另一种方法是采用角向磨光机,人工控制磨掉涂层的厚度,这种方法磨的表面不太平整,但是只要掌握好原则,不要追求把全部涂层磨去,还是可以达到效果的。上述两种方法操作比较复杂,可能破坏表层,影响试验结果或引起试验结果波动与离散。因此,通过试验,本标准推荐了两种比较容易操作的方法,一种是采用直接磨去试件上涂层的方法;另一种采用耐碱玻璃纤维网格布作隔离材料,可以在28 d时很方便地进行去除涂层的操作。采用第2种方法,涂层如不能很好地渗透过网格布,活性物质就不能与基层混凝土中的水化物发生作用,这样“渗透结晶”作用就不能发挥,去掉涂层后,测得的抗渗压力偏低;反之,如涂层渗透过网格布,而在其下面形成新的涂层,去掉网格布后,不磨去网格布下的涂层,则测得的抗渗压力偏高。本标准审查时,对两种试验方法进行了比较,从便于操作、复演性好考虑,根据专家意见,最后在标准中选用了覆盖网格布后去除涂层的方法,因为,试验操作对保证测定结果的准确性与复现性至关重要。
6)防水剂的试验方法没有改变,还是采用混凝土外加剂的试验方法,不同的是要求的混凝土配合比不一样。
2.8 检验规则
仅对文字、条款作了修改,改动不大。
2.9 标志、包装、贮存及运输
增加了产品外包装的要求和使用说明书的要求。用户有知情权,生产企业有责任告知用户本企业生产的水泥基渗透结晶型防水材料使用的活性化学物质的原产地,也应告知用户活性化学物质的生产商或供应商。生产活性化学物质的企业其产品一定要有研发报告,组成成分要符合本标准3.4的定义,并有权威机构的检测报告,证明其对人体、生物、环境与水泥混凝土(尤其是耐久性)不会产生有害的影响;所涉及与使用有关的安全与环保问题,应符合我国相关标准和规范的规定。
3 与国外同类标准水平的对比情况
压强度、抗渗性能等几项指标。GB 18445—2001《水泥基渗透结晶型防水材料》是世界上第一个该类材料的产品标准,标准中关于测定材料破坏“自愈能力”的“第二次抗渗压力”与反映其渗透结晶性能的磨去涂层后砂浆、混凝土的抗渗压力,是本标准的“创新”。本标准已被北美与德国生产企业翻译成本国文字,引起了北美(加拿大、美国)与欧洲(德国)同行与业内人士的高度关切与重视。本标准参加起草单位中有北美、德国、法国和新加坡等国家和地区在我国的生产商和经销商;试验样品中有国外企业在我国工厂生产的产品,有直接经销国外产品企业的产品,也有采用国内母料生产企业的产品。这次国家标准审查会认为:修订后的GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准达到了国际先进水平。
本次标准的修订更臻完善,提出了直观反映水泥基渗透结晶型防水材料“渗透结晶”性能的技术指标与试验方法,为准确界定与其他水泥基防水材料的区别提供了识别方法,有利于提高产品质量,规范市场,保证防水工程质量。
表3为水泥基渗透结晶型防水涂料标准性能指标与国外产品性能指标的比较。从表3中可以看出,我国国家标准的性能指标与主要先进国家的产品性能基本吻合。
4 贯彻标准的措施与建议
1)标准颁布实施后,通过举办标准宣贯班,向生产企业、科研设计院所、质检机构与建设部门的施工单位等宣讲新标准,使新标准为生产企业的领导、技术人员与工人所熟悉和掌握。
2)生产企业要调整原材料、改进配方与生产工艺,按新标准组织生产、检验产品质量。
3)添置必要的仪器设备,如试模、抗渗仪器等,充实与完善试验室,并建立严格的产品质量管理制度,为标准实施创造必要的条件。