有机防水剂是近些年发展非常迅速的性能好的防水机，最重要的包含有机硅类防水剂、金属皂类防水剂、乳液类防水剂和复合型防水剂。

  有机硅类防水剂是一种无污染、无刺激性的新型高效防水材料，为世界先进国家所大范围的应用。有机硅类防水剂主要成分为甲基硅醇钠和氟硅醇钠，是一种分子量较小的水溶性聚合物，易被弱酸分解，形成不溶水的、具有防水性能的甲基硅酵防水膜。此防水膜包围在混凝土的组成粒子之间，具有较强的憎水性能。

  有机硅类防水剂具有防潮、防霉、防腐蚀、防风化、绿色环保、渗透无痕、施工方便，质量放心可靠，使用安全等显著优点。这类防水剂可在潮湿或干燥基面上直接施工，与基面有良好的黏结性。按照有机硅防水剂产品的状态不同，可分为水溶性有机硅建筑防水剂、溶剂型有机硅建筑防水剂、乳液型有机硅建筑防水剂、固体粉末状有机硅防水剂。

  (1)水溶性有机硅建筑防水剂水溶性有机硅建筑防水剂的主要成分是甲基硅酸钠溶液，也可以是乙基硅酸钠溶液。它是用95%的甲基三氯硅烷（含5%的二甲基二氯硅烷）在大量水中水解，然后将所将沉淀物过滤并用大量水洗涤，得到湿的甲基硅酸。甲基硅酸再与氢氧化钠水溶液混合，在90~95℃下加热2h,然后加水，过滤即制甲基硅酸钠溶液。

  甲基硅酸钠易被弱酸分解，当遇到空气中的水和二氧化碳时，便分解成甲基硅酸，并很快地聚合生成具有防水性能的聚甲基硅继。因而可在基材表明产生一层极薄的聚硅氧烷膜而具有僧水性，生成的硅酸钠则被水冲掉。

  甲基硅酸钠建筑防水剂的优点是材料易得，价格实惠公道，使用起来更便捷；缺点是与二氧化碳反应速率比较慢，通常要24h才能固化。由于使用的防水剂在一段时间内仍然是水溶性的，因此很容易被雨水冲刷掉。此外，甲基硅酸钠对于含有铁盐的石灰石、大理石，会产生黄色的铁锈斑点。因此不能用于处理含有铁盐的大理石和石灰石，也不能用于已有僧水性的材料做进一步处理。

  (2)溶剂型有机硅建筑防水剂溶剂型有机硅建筑防水剂是充分缩合的聚甲基三乙氧基硅烷树脂。聚甲基三乙氧基硅烷树脂呈中性，使用时必须加人适量的醇类溶剂。当施涂于基材的表面时，溶剂很快挥发，在基材的表面上沉积一层极薄的薄膜，这层薄膜无色、无光，也没有黏性，表面看去根本看不出被涂过东西。这是由于在水分存在的情况下，酯基发生水解，释放出醇类分子并生成硅醇，硅醇的化学性质十分活泼，它与天然存在于混凝土表面的游离羟基发生化学反应，两个分子间通过缩水作用而使化学键连接起来，使混凝土表面连接上一个具有拒水效能的烃基。

  溶剂型有机硅建筑防水剂受外界的影响比甲基硅酸钠小得多，用作混凝土和砂浆建筑的防水材料具备储存稳定性高、防水效果优良、渗透能力强、涂层致密、透气性好、保色性好、成膜比较快、不易受环境影响及适合使用的范围广等特点，因而在很多混凝土工程中得到应用。

  (3)乳液型有机硅建筑防水剂乳液型有机硅建筑防水剂是由有机高分子（如丙烯酸、纯丙、苯丙等聚合物乳液）与反应性有机硅乳液（如反应性橡胶或活性硅油）共聚而成的一类新型建筑防水涂料。有机高分子乳液能形成一层透明薄膜，对基材拥有非常良好的黏结性，但耐热性和耐候性比较差；而反应性有机硅乳液中含有交联剂及催化剂等成分，失水后能在常温下进行交联反应，形成网状结构的聚硅氧烷弹性膜，具备优秀能力的耐高低温性、增水性和伸性。但是，反应性有机硅乳液对某些填料的黏结性差，将以上两乳液进行复配或改性，可以使两者均扬长避短。

  工程实践证明，采用乳液型有机硅建筑防水剂配制非常容易，施工最简单，处理过的基材拥有非常良好的僧水性，能有效地阻止水分的侵入，并保持混凝土结构原有的透气性能，是一种值得推广应用的建筑防水剂。

  (4)固体粉末状有机硅防水剂固体粉末状有机硅防水剂是采用易溶于水的保护胶体和抗结块剂，通过喷雾干燥将硅烷包裹后获得的粉末状硅烷基防水产品。当砂浆加水拌和后，防水剂的保护胶体外壳迅速溶解于水，并释放出包裹的硅烷使其再分散到拌合水中。在水泥水化后的高碱性环下，硅烷中亲水的有机官能团水解形成高反应活性的硅烷酵基团，硅烷酵基团继续与水泥水化产物中的羟基基团进行不可逆反应形成化学结合，从而使通过交联作用连接在一起的硅烷牢固地固定在混凝土孔壁的表面。

  我国生产的固体粉末状有机硅防水剂，以硅烷和聚硅氧烷为防水剂，以非离子表面活性剂为乳化剂，以聚羚酸盐为水泥减水剂和分散剂，以水溶性聚合物为胶体保护剂及水泥防裂剂，以超细二氧化硅为分散载体。由于加入非离子表面活性剂做乳化剂，同时加入聚羚酸盐分散剂和水溶性聚乙烯醇做为保护胶体，使防水剂中的硅烷硅氧烷始终被乳化剂、分散剂及保护胶体包裹，直到与水泥接触，在碱性水介质下水解缩聚，形成增水的硅树脂。这种固体粉未状有机硅防水剂具有在水中分散性好，同时与水泥、石英砂等集料的混合均匀性好的特点。

  防水寿命是有机硅类防水剂一个重要的性能指标。硅树脂网状结构中的硅氧键在碱性条件下，会产生缓慢水解，网状结构逐渐被破坏而流失，从而会失去防水保护的功能。因而硅树脂防水层的耐碱性能直接影响着有机硅类防水剂的防水寿命。材料试验证明，由甲基硅防水剂处理过的混凝土基材，在碱性水溶液中浸泡4d后硅树脂的网状结构破坏严重，防水能力急剧下降，这也是目前市场上销售的甲基硅防水剂质量不佳的主要表现。

  材料试验也证明，由丙基或辛基的有机硅防水剂处理过的混凝土基材，在碱性水溶液浸泡4d后，其吸水率比未经碱性溶液浸泡过时变化不大，这说明丙基或辛基的有机硅防水剂具有较高的耐碱性能。

  有机硅建筑防水剂的使用方法也格外的简单，在处理建筑物的表面时采用喷涂或刷涂均可。正常的情况下，混凝土、灰土、混凝土预制件等的表面比较粗糙，采用喷涂的方法效果较好；石材、陶瓷等的表面比较光滑，采用刷涂的方法效果较好。无论是喷涂或刷涂，对有机硅建筑防水剂的使用浓度和使用量都是十分重要的。使用的防水剂浓度较低、使用量太少时，防水能力则较差；使用的防水剂浓度太高、使用量太多时，表面上会产生白点，影响饰面的美观。一般建议防水剂内的有机硅的质量分数为2%~3%;屋瓦、瓷片、地砖、墙砖等可采用浸渍方法处理，浸渍液中有机硅含量为1%~5%,浸渍时间不可以少于1min。

  金属皂类防水剂是有机防水剂中重要的防水材料，按其性能不同可分为可溶性金属皂类防水剂和不溶性金属皂类防水剂两类。

  (1)防水基理金属皂类防水剂的防水机理，主要是皂液在水泥水化产物的颗粒、集料以及未水化完全水泥颗粒间形成憎水吸附层，并形成不溶性物质，填充微小孔隙、堵塞毛细管通道，从而起到防水的作用。加入皂类防水剂后，凝结时间延长，各龄期的抗住压力的强度降低。这是由于在加入皂类防水剂后，在水泥颗粒表明产生吸附膜，阻碍水泥的水化，同时增大了水泥颗粒距离，因此凝结时间延长，强度有所降低。金属皂类防水剂在浸水状态下经常使用，有效组分易被水浸出，防水效果降低，若增大防水剂的浓度可有一定的改善。

  (2)可溶性金属皂类防水剂可溶性金属皂类防水剂是以硬脂酸、氨水、氢氧化钾、碳酸钠、氟化钠和水等，按特殊的比例混合加热皂化配制而成，这是水泥砂浆或混凝土防水工程应用较早的一种防水剂。由于其防水效果不十分理想，所以目前应用较少。但由于该类防水剂具有生产的基本工艺简单、成本很低等优点，因此，如果通过适当的途径，提高其防水效果，该可溶性金属皂类防水剂的配制：按配方称取一定量的各试剂和水，首先将50%的水加热至50~60℃，然后依次加入碳酸钠、氢氧化钾、氟化钠，进行搅拌溶解，并保持恒温，将加热熔化后的硬脂酸慢慢地加入，并迅速均匀搅拌，再将剩余的一半水缓慢加入，拌匀制成皂液，待皂液冷却至30℃以下时，加入规定的氨水均匀搅拌，然后用0.6mm筛孔的筛子过滤，将过滤好的滤液装入塑料瓶中密闭保存备用。

  不溶性金属皂类防水剂不溶性金属皂类防水剂根据其组分不同，又可分为油酸型金属皂类防水剂和沥青质金属皂类防水剂两种。

  油酸型金属皂类防水剂防水的机理是：一方面使毛细管孔道的壁上产生憎水效应；另一方面起到填塞水泥石孔隙的作用。

  沥青质金属皂类防水剂由低标号石油沥青和石灰组成。沥青中的有机酸与氢氧化钙作用生成有机酸钙皂，起到阻塞毛细管通道的作用，其余未被皂化的沥青分子表面也吸附氢氧化钙微粒，形成一种表面活性的防水物质。这类防水剂没有塑化作用，拌合水量略有增加，并不稍有促凝作用。

  我国上海建筑防水材料厂生产的是以可溶性氨钠皂为主要成分的避水浆和以不溶性钙皂油酸钙）为主要成分的防水粉及沥青质防水粉都属于金属皂类防水剂。

  材料试验充分证明，如果将石蜡、地沥青、橡胶乳液和树脂乳液类防水剂，充满于水泥石的毛细孔隙中，由于这些材料具备良好的僧水作用，可使混凝土的抗渗性能显著提高。特别是橡胶乳液和树脂乳液类防水剂，在混凝土中会形成高分子薄膜，不仅可以比较显著地提高混凝土的抗渗性，而且还能提高混凝土的抗冲击性、耐腐蚀性和延伸性。乳液类防水剂混凝土防水的机理如表12-12所列。

  综合表12-12中的3个防水机理可知：乳液类防水剂可以减少混凝土的毛细孔体积，特别是开口孔的体积，从而改变了混凝土中的孔结构，抑制孔隙间的连通，并能填充水泥石与集料间的空隙与裂纹，与水泥石胶结成复合材料，提高了混凝土自身密实性和抗渗性，由此可见乳液类防水剂是一种性能优良的防水剂。

  复合型防水剂是指有机材料与无机材料组合使用的一种混合型防水剂。复合型防水剂由于具有多种功能、适应性强，所以是目前在混凝土工程最常用的一类防水剂。混凝土作为一种多孔体，内部孔隙的分布及连通状态将直接影响到混凝土的抗渗性，复合型防水剂就是应用了提高混凝土密实度、减少有害孔数量、补偿混凝土收缩等防水机理。

  在实际工程应用中，有的复合型防水剂还根据工程需要，加入一定量的减水剂、引气剂、保塑剂等，因此具有提高新拌混凝土流动性、控制混凝土坝落度经时损失的作用，还拥有非常良好抗冻性的效果，在提高混凝土强度和抗渗性的同时，也使混凝土的耐久性、安全性和使用期延长，体现出高性能防水混凝土外加剂的发展趋势。

  一般情况下，在混凝土中掺入适量的减水剂或引气剂都能提高混凝土的抗渗性，假如掺加减水剂是为了保持流动性不变而减小水灰比，则混凝土的强度得以提高，毛细孔道数量大量减少，混凝土的抗渗性也必然得以较大的提高。如掺加减水剂后仍保持混凝土的水灰比不变，同时使混凝土的强度也保持不变，则可以减少水和水泥的用量。在这种情况下，混凝土的抗渗性虽然有所提高，但提高的幅度不大。掺加引气剂在混凝土中引入无数细小、独立封闭的气泡，可以切断毛细管通道，所以可以提高混凝土的抗渗性和抗冻性。减水剂或引气剂单独不能作为防水剂使用，而在复合型防水剂中会有这些组分。

  工程实践证明，复合型防水剂配制的防水混凝土能很好地防水抗渗，主要是依靠外加剂的减水塑化作用、引气抗渗作用、保水保塑作用、增密堵渗作用和增水组分的僧水作用。

  (1)减水塑化作用复合防水剂中大多含有减水组分。减水组分掺入混凝土中，吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面有相同的电荷，在电性斥力的作用下，促使水泥加水初期所形成的絮凝状结构解体，释放出其中的游离水，在保持用水量不变情况下可增大混凝土的流动性，或者在保持混凝土和易性的条件下，达到减水的作用。从而保证复合防水剂能够配制大流态、经时坝落度损失小的泵送混凝土。

  复合防水剂的减水效果是由分散水泥粒子得到的，其机理与高性能减水剂或硫化剂没有本质的差别。水泥粒子的分散是由防水剂中承担分散作用的成分吸附在水泥粒子表面而产生的静力斥力、高分子吸附层的相互作用产生的立体斥力及由于水分子的浸润作用而引起的。由于吸附分散剂在水泥表面产生了带电层的场合，说明是相邻的两个粒子间产生静电斥力作用，使水泥粒子分散并防止其再凝聚，由于这种分散作用使混凝土流化。

  复合防水剂的减水塑化作用可以改善和易性，降低水灰比，减少混凝土中的各种孔隙，特别是使孔径大于200nm的毛细孔、气孔等渗水通道大大减少，即混凝土的总孔隙和孔径分布都得到改善，同时使孔径尺寸减小，因此，复合防水剂的减水塑化作用能使混凝土的抗渗性提高。

  (2)引气抗渗作用复合防水剂中大多数也含有引气组分。引气组分在混凝土搅拌中会产生大量微小、稳定、均匀、封闭的气泡，使混凝土的和易性显著改善，硬化混凝土的内部结构也得到很大改善。由于这些气泡可以起阻断水的渗透作用，混凝土拌合物中自由水的蒸发路线变得曲折、细小、分散，因而改变了毛细管的数量和特征，减少了混凝土的渗水通道；由于水泥保水能力的提高，泌水大为减少，混凝土内部的渗水通道进一步减少。由于这些气泡具有阻隔作用，减少了由于沉降作用所引起的混凝土内部的不均匀缺陷，也减少了集料周围黏结不良的现象和沉降孔隙。气泡的上述作用，都有利于提高混凝土的抗渗性。此外，引气组分还可使水泥颗粒产生僧水化，从而使混凝土中的毛细管壁憎水，阻碍了混凝土的吸水作用和渗水作用，这也有利于提高混凝土的抗渗性能。

  由于引气组分可在混凝土中形成大量的细小圆形封闭气泡，可进一步提高混凝土拌合物的流动性，减少拌合物的离析和泌水，提高新拌混凝土的均匀性，并能较好地抵抗因干湿交替和温度变化造成的膨胀收缩而形成的裂缝，改善混凝土的抗渗性、抗冻性和耐久性。混凝土的抗渗性是混凝土耐久性的首道防线，抗渗性好的混凝土，其结构必然致密程度高，耐久性肯定就好。混凝土的密实性是决定抗冻、抗侵蚀、抗渗的主要因素，是混凝土优良耐久性的保证，是防水混凝土朝着高性能方向发展的趋势。

  (3)保水、保塑作用复合防水剂中一般也含有保水、保塑作用组分，其作用是使水泥水化初期胶粒质点上的带电量大幅度增加，从而进一步提高水泥水悬浮体系的稳定性，使水泥颗粒沉降速度减慢，因此，显著改善了新拌混凝土的保水性和粘聚性，所配制的混凝土具有大流动度而不离析、可泵性能好的特性。由于WG-高效复合防水剂可以显著降低混凝土的泌水性，改善新拌混凝土的粘聚性和保水性，减少了混凝土的沉降缝隙，提高了水泥石与集料的黏结能力，使混凝土的抗渗性能和力学性能都获得较大改善。

  (4)增密堵渗作用复合防水剂所特有的非离子型水溶性高分子聚合物与水泥水化应，形成大量的保水胶体膜堵塞混凝土的毛细管通道，也就是阻断了渗水的通道，从而可大大减少泌水，提高混凝土的密实性，使结构材料的自防水能力增强。

  (5)增水组分作用复合防水剂中的僧水组分是一种具有很强僧水性的有机化合物，可以提高气孔和毛细孔内表面的僧水能力，进一步提高混凝土的抗渗性能。也有的僧水组分在催化剂的作用下，与水泥一起，共同在基体表面形成结构致密的薄膜，封闭表面的裂缝、孔隙，从而堵塞水的通道；而且，防水材料自身所具有的僧水特性，可以大大提高新生表面的表面张力，降低水的润湿能力，从而提高处理表面的防水性。

  我国研制生产的WG-高效复合防水剂是一种功能齐全、性能良好、效果显著的防水剂。

  众多工程应用表明，在混凝土中掺入0.8%~1.5%的WG-高效复合防水剂能明显提高混凝土的保水性、和易性，并且有良好可泵性；可降低大体积混凝土水化热，推迟水化热峰值出现时间；由于减小了混凝土的脆性，提高了抗裂性能，降低了抗弯弹性模量，减小了混凝土干缩和温缩变形。WG-高效复合防水剂经检验，其性能指标全部符合现行标准的规定。