钢筋混凝土结构自防水

钢筋混凝土结构自防水（通用9篇）

钢筋混凝土结构自防水 篇1

耐久性不足是混凝土结构达不到设计使用寿命的主要原因之一[1],而水分及有害物质的侵入又是混凝土结构发生劣化的重要条件,故对混凝土进行防水处理是提高其结构耐久性、延长使用寿命的有效可行手段。研究表明,在未受损伤的情况下,内掺有机硅防水剂制备的整体防水混凝土,具有良好的抵抗水分和氯离子侵入的能力[2,3]。但是,目前还未见对内掺有机硅防水剂的整体防水混凝土在冻融环境下进行抗冻性研究的报道。

本研究制备了整体防水混凝土试件,其中,有机硅防水剂的掺量分别为0%、2%和4%(相对于水泥的质量分数),通过模拟水冻环境下和除冰盐及近海环境下的冻融试验,从混凝土试件的相对动弹模量和质量损失率的变化情况,研究内掺有机硅防水剂的整体防水混凝土的抗冻性能,为实际工程中防水混凝土的应用提供合理的理论支持。

1 实验部分

1.1 原材料与配合比

防水剂:德国某公司提供的有机硅防水剂Protectosil MH50,主要技术指标和特点见表1;混凝土:水灰比为0.5,有机硅防水剂的掺量分别为0%、2%和4%(需加的水量中要扣除掺加的有机硅防水剂中的含水量,以保证同组对比试验试件的水灰比相同)。同时,为了与内掺有机硅防水剂的混凝土对比,每组均配制了未掺任何防水剂的普通混凝土。试验用配合比如表2所示。

kg/m3

1.2 试件制备

根据GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》中的抗冻性试验,制备尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的试件。为了防止脱模剂对试件抗冻性产生影响,在浇筑试件时不使用脱模剂。同时由于有机硅防水剂的存在,减缓了水泥的水化速率,导致试件强度增加缓慢,故在试件成型48 h后再脱模,然后放入标准养护室中养护[温度(20±3)℃,相对湿度大于90%],达到养护龄期后,将试件从养护室中取出,待试件饱水或饱盐后分别进行抗水冻试验和抗盐冻试验[4,5]。

1.3 试验方法

本实验采用TDR-3型全自动混凝土快速冻融设备,仪器的参数设置满足GB/T 50082—2009的相关规定。将达到养护龄期的混凝土试件从养护室中取出,分别放在清水和3%的NaCl溶液中饱水饱盐,然后分别按照规范中抗冻试验的相关规定,进行水冻和盐冻试验。在冻融循环次数为0、25、50、75、100次时取出试件,测量其横向基频,测量前应先将试件表面的浮渣清洗干净并擦干表面水分,检查其外部损伤并称量试件的质量,待测试完毕后再放入冻融箱内继续冻融试验[4,5]。

2 结果与分析

2.1 水冻试验结果与分析

2.1.1 内掺有机硅防水剂混凝土试件的质量损失率变化

在冻融环境中,由于膨胀应力的作用,混凝土试件表面易发生剥落。图1为冻融循环100次时,不同有机硅防水剂掺量混凝土试件表面的剥落情况,可以看出,随着有机硅防水剂掺量的增加,混凝土试件表面剥落变得严重。

图2为不同冻融循环后混凝土试件的质量损失率变化曲线。当冻融循环次数为100次时,B、B2和B4的质量损失率分别为0.43%、0.52%和0.64%,其中内掺有机硅防水剂的混凝土试件较未经防水处理的混凝土试件的质量损失率大,并且随着有机硅防水剂掺量的增加,其质量损失率增大。这是由于有机硅防水剂的存在减缓了水泥水化反应的速率[6],水化产物减少,导致内掺有机硅防水剂的混凝土试件整体力学性能下降,在冻融膨胀应力作用下表面剥落严重。

2.1.2 内掺有机硅防水剂混凝土试件的相对动弹模量变化

图3为不同有机硅防水剂掺量的混凝土试件,在不同水冻融循环后相对动弹模量的变化曲线。假定0次冻融循环混凝土试件的相对动弹模量为100,经过100次冻融循环后,B、B2、B4的相对动弹模量分别降为60.43、48.33和12.13。可以看出,随着冻融循环次数的增加,混凝土试件的相对动弹模量均呈下降趋势。同时,对比不同有机硅防水剂掺量混凝土试件的相对动弹模量曲线可知,内掺有机硅防水剂混凝土试件的抗冻性较空白试件的抗冻性差,并且随着有机硅防水剂掺量的增加,混凝土试件劣化变快,抗冻性变差。

2.2 盐冻试验结果与分析

2.2.1 内掺有机硅防水剂混凝土试件的质量损失率变化

将不同有机硅防水剂掺量的混凝土试件进行抗盐冻融循环试验,在不同冻融循环次数下混凝土试件的质量损失曲线和表面剥落情况,见图4和图5。对比水冻试验数据可知,盐冻试验由于盐的存在,混凝土试件内部渗透压更大、饱和度更高、结冰压更大,加剧了受冻破坏程度,导致其结构损伤更加严重[7]。

当冻融循环次数为100次时,B、B2和B4的质量损失率分别为0.46%、0.73%和0.92%。可以看出,在盐冻环境中,随着有机硅防水剂掺量的增加,混凝土试件的表面剥落同样会变严重。

2.2.2 内掺有机硅防水剂混凝土试件的相对动弹模量变化

图6为不同有机硅防水剂掺量的混凝土试件,在不同盐冻融循环后的相对动弹模量变化曲线。假定0次冻融循环时,各混凝土试件的相对动弹模量为100,经过100次冻融循环后,B、B2和B4的相对动弹模量分别降为64.63、53.25和38.72。由此可知,在盐冻环境下,经有机硅防水剂处理的混凝土试件的抗冻性能较空白混凝土试件的差,并且随着有机硅防水剂掺量的增加,混凝土试件的相对动弹模量下降幅度增大。

2.3 小结

造成内掺有机硅防水剂混凝土试件抗水冻、抗盐冻性差的主要原因是,有机硅防水剂的存在导致水泥水化速率减缓,混凝土试件的整体力学性能降低,在水冻和盐冻环境中受冻融膨胀应力的作用,试件提前发生冻融损伤破坏。

3 结论

根据本研究的试验结果可得出如下结论:1)在水冻、盐冻环境下,内掺有机硅防水剂制备的整体防水混凝土的抗冻性较未经防水处理的混凝土试件差,并且随着有机硅防水剂掺量的增加,其相对动弹模量下降幅度变大;2)在水冻、盐冻环境下,随着冻融循环次数的增加,混凝土试件的质量损失率增大;并且内掺有机硅防水剂混凝土试件的质量损失率,较未经防水处理的混凝土试件的大。这是由于整体防水混凝土中,有机硅防水剂的存在减缓了水泥的水化反应,水泥水化产物减少,导致混凝土试件的整体力学性能下降,在冻融膨胀应力的作用下提前发生冻融损伤破坏。

综上所述,由于掺加有机硅防水剂制备的整体防水混凝土的抗冻性较差,在实际工程应用中,若处于冻融环境,对于新建建筑,应在保证混凝土结构具有较好防水性的同时,适当减小其水灰比、降低有机硅防水剂的掺入量,使其具有满足工程要求的抗冻性能;对于已有的内掺有机硅防水剂制备的整体防水混凝土结构,应对其进行维护,防止发生冻融损伤破坏。

参考文献

[1]牛荻涛.混凝土结构耐久性与寿命预测[M].北京:科学出版社,2003.

[2]赵铁军.混凝土渗透性[M].北京:科学出版社,2006.

[3]张鹏,赵铁军,戴建国,等.硅烷改性混凝土防水和抗氯离子性能试验研究[J].土木工程学报,2011,44(3):72-78.

[4]中国建筑科学研究院.GB/T50082—2009普通混凝土长期性能和耐久性试验方法[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[5]交通部水运司.JTJ270—98水运工程混凝土试验规程[S].北京:人民交通出版社,2009.

[6]Wittmann F H,Zhan H,Zhao T.Chloride penetration intowater repellent concrete exposed to sea water in the tidalzone[C]//Silfwerbrand J.Water repellent treatment ofbuilding materials.Germany:Aedificat Publishers,2005:125-132.

[7]覃丽坤,宋玉普,陈浩然,等.冻融循环对混凝土力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2005,24(增1):5048-5 053.

钢筋混凝土结构自防水 篇2

地下室混凝土结构自防水监理细则

地下室混凝土结构既是承重结构，又要起防水作用。既关系到建筑的使用功能，也直接影响建筑物的使用寿命。为了确保地下室混凝土结构防水工程的施工质量，特制定本细则。请施工单位认真贯彻执行。并希望参与本工程的各有关单位给予支持。对于本细则中未涉及到的内容，以设计要求、国家标准、规范、规程为准。

一、混凝土结构自防水工程的特点

混凝土结构自防水是以混凝土结构本身的密实性实现防水功能的一种防水 做法。它使结构承重和防水合为一体。它具有材料来源丰富、造价低廉、工序简单、施工方便等优点。

一）、混凝土结构自防水的种类和适用范围

1、种类：防水混凝土一般分为普通防水混凝土、掺外加剂防水混凝土、膨 胀水泥防水混凝土。

防水混凝土在侵蚀性介质中使用时，其耐蚀系数不应小于0.8。

2、适用范围：适用于地下室、水池、地下水泵房、设备基础等防水建筑。不同类型的防水混凝土具有不同的特点，应根据使用要求加以选择使用。普通防水混凝土适用于一般工业、民用建筑和公共建筑的地下室防水工程。外加剂防水混凝土根据工程的特点、施工条件和施工季节加以选择使用。膨胀水泥防水混凝土适用于地下防水工程的后浇带的施工。混凝土结构自防水，不适用于下列工程：

1）裂缝开展宽度大于现行《混凝土结构设计规范》（GB10-89）规定的建筑。2）遭受剧烈振动或冲击的结构。

3）防水混凝土不能单独用于耐蚀系数小于0.8的受侵蚀防水工程。当在耐 蚀系数小于0.8和酸、碱等腐蚀性的条件下应用时，应采取可靠的防腐蚀措施。

4）用于受热部位时，其表面温度不应大于100℃，否则应采取相应的隔热 防烤措施。

二、混凝土结构自防水工程的监理工作流程

一）、审查施工单位施工方案等有关资料：

1、施工方案（混凝土搅拌、运输、输送、浇筑、振捣、养护等）；

2、原材料产品合格证书、检验报告、混凝土配合比试验报告；

2、计量、检测仪器、工具的标定证明材料；

3、图纸会审纪要、技术核定单；

4、分包单位资质等级（如商品混凝土公司等）； 二）、检查施工单位质保体系、安保体系是否健全

1、施工质保体系、安保体系组织机构落实情况；

2、施工质保体系主要规章制度；

3、施工安保体系主要规章制度； 三）、监理验收程序：

1、材料抽样及报验手续：

1）材料进场后，施工单位进行自检。自检内容包括查三证（出厂合格证、质量保证书、试验检测报告）。

2）施工单位自检合格后，应以书面形式（采用江苏省建设厅统一表格格式A3.2）报监理验收。材料、设备三证、施工单位目测、测试数据应交监理检验,并将复印件附在A3.2表格后备存。

3）监理在对资料、实物进行核对和必要的检查后作出同意使用或不同意使用的答复。未经同意使用的材料、设备一律不得用于本工程，亦不得存放在施工现场，且必须在监理通知期限内撤离施工现场。

2、工序检查验收程序 1）施工单位自检

施工单位自检包括班组自检、互检（上道工序检查下道工序）和专职质检员检验（分包单位先检验，总包单位后检验）。施工单位自检合格后，应填写验收签证单和质量检验评定表，并以书面形式（采用江苏省建设厅统一表式A3.3）报监理验收，施工单位自检资料须附后。

2）监理验收

监理工程师收到施工单位的书面报告A3.3表，经审核无误后，将及时进行验收，最迟不得超过24小时。验收合格并办理手续后，方可进入下道工序施工；验收不合格，监理应在验收单上提出整改要求，施工单位必须进行整改或返工。整改或返工完成后，须再次进行自检。自检合格后，应再报监理进行复验；施工单位在报监理验收之前没有进行自检或无自检记录，则监理工程师有权拒绝验收。

3）监理工程师在旁站、巡视检查过程中发现问题并提出口头指令，施工单位应及时纠正。如不及时纠正、返工，由此引起的影响工期和造价增加由施工单位自负。

4）施工单位必须按照设计图纸和施工技术标准、规范、规程的要求施工。施工中发现不合理、不完善或无法实施的，应以书面形式具体阐明存在的问题及修改意见报业主和监理，通过正式渠道申请解决办法。需要变更的，以设计单位、业主单位的变更执行。施工单位不得自行改变图纸施工。

三、地下室混凝土自防水控制要点和目标值

一）监理依据

1、业主提供的设计图纸；

2、已批准的监理规划；

3、《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）

4、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）；

5、《地下工程防水技术规范》（GBJ108-87、1998年版）

6、《地下防水工程施工及验收规范》（GBJ208-87）；

7、其它相关的技术标准、规范、规程；

8、施工组织设计及施工方案； 二）技术、质量要求

1、原材料

1）水泥：地下自防水工程的水泥必须满足国标GB175-85规定；所用水泥的标号不宜低于425号，当采用325号水泥时必须掺外加剂并应经过试验合格后方可使用；不得使用过期、受潮结块及掺入有害杂质的水泥，并不得将不同品种或标号的水泥混合使用。

在不受侵蚀性介质和冻融作用时，宜采用普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥；如掺用外加剂，亦采用硅酸盐水泥。

如受侵蚀性介质作用时，应按设计要求选用水泥。在受冻融作用时，应优先选用普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。

2）骨料：混凝土所用砂、石指标除应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-79）和《普通混凝土用碎石、卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-79）的规定外，尚应符合下列规定：

石子最大粒径不应大于40mm,所含泥土不得呈块状或包裹石子的表面，吸水率不大于1.5%。

砂宜采用中砂。

3）水：不含有害物质的洁净水。

4）外加剂：应根据工程具体情况选用减水剂、加气剂、防水剂及膨胀剂等，其掺量和品种应经试验确定。

2、混凝土配合比设计

防水混凝土的配合比应通过试验选定，选定配合比时，应按设计要求的抗渗 标号提高0.2MPa，其它各项指标除满足设计要求外，尚应符合下列规定：

1）水泥标号为325号以上时，用量不得少于300Kg/M3。当水泥标号为425号以上，并掺入活性粉细料时，水泥用量不得少于280Kg/M3。

2）含砂率以35~40%为宜，灰砂比应为1：2~1：2.5。3)水灰比宜在0.55以下，最大不得超过0.6。

4）混凝土坍落度不大于50mm，若掺用外加剂或采用泵送混凝土时，以试配试验值为准。

5）掺用引气型外加剂的防水混凝土含气量应控制在6~8%。

3、防水混凝土施工

防水混凝土工程质量的好坏不仅取决于混凝土材质本身及其配合比，混凝土 施工过程中的搅拌、运输、浇筑、振捣及养护等都将对混凝土质量有很大的影响。必须对上述各个环节严加控制，严格按照有关技术标准、规范、规程的要求进行施工。

1）施工条件

A、防水混凝土施工期间，地下水位应降低至防水混凝土工程最底部标高以下，不小于300mm，直至防水混凝土工程全部完工为止。B、基坑周围的地面水必须排除或控制，不得流入基坑。

C、基坑中不应积水。如有积水，应予排除。严禁带水或泥浆进行施工作业。D、排水时应避免基土流失。2）施工工艺流程

施工准备——混凝土垫层——立一侧模板——绑扎钢筋——封另一侧模板——浇筑混凝土——养护——拆模板

3）施工要点

A、防水混凝土施工，应尽可能做到一次浇筑完成；对于大体积防水混凝土工程，可采取分区浇筑、使用发热量低的水泥或掺外加剂等相应措施，以减少温度裂缝。

B、固定模板用的螺栓不宜穿过防水混凝土结构。结构内部设置的各种钢筋以及绑扎铁丝，均不得接触模板。如固定模板用的螺栓必须穿过防水混凝土结构时，应采取止水措施。一般可采取下列方法：①在螺栓或套管上加焊止水环，止水环必须满焊，环数应符合设计要求。②螺栓端部加堵头。

C、防水混凝土配料必须按配合比准确称量，不得用体积法计量。称量允许偏差：水泥、水、外加剂、掺和料为±1%，砂、石为±2%。

D、防水混凝土应采用机械搅拌，搅拌时间不应少于2分钟。掺外加剂的防水混凝土应根据外加剂的技术要求选用搅拌时间。

防水混凝土应用机械振捣密实，振捣时间宜为10~20秒，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为止，并应避免漏振、欠振和过振。掺加气型减水剂时应采用高频插入式振动器振捣。

E、防水混凝土应连续浇筑，尽量不留或少留施工缝。要求如下： 顶板、底板混凝土应连续浇筑，不得留施工缝。

冬季施工时，混凝土入模温度不应低于10℃或采用化学外加剂法。墙体一般只允许留水平施工缝，其位置不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧壁交接处，一般宜留在高出底板上表面不小于200mm的墙体上。墙体设有孔洞时，施工缝距孔洞边缘不小于300mm，如必须留设垂直施工缝时，应留在结构的变形缝处。

施工缝的接缝应严格按照设计要求施工，当设计无明确要求时，应按《地下防水工程施工及验收规范》（GBJ207—83）的有关要求施工。

在施工缝上连续浇筑混凝土前，应将施工缝的混凝土表面凿毛，清除浮粒和杂物，用水冲净，保持湿润，在铺一层20~25mm厚与混凝土同配合比的水泥砂浆。

F、在有密集管群穿过处、预埋件或钢筋密集处，当浇筑混凝土有困难时，应采用相同抗渗标号的细石混凝土浇筑；预埋大管径的套管或面积较大的金属板时，应在其底部开设浇筑振捣孔，以利排气、浇筑和振捣。

G、固定设备用的锚栓等预埋件，应在浇筑混凝土前埋入。如必须在混凝土中预留锚栓孔时，预留孔底部必须保留至少200mm厚的混凝土。

H、混凝土运输过程中，应防止产生混凝土离析和坍落度、含气量损失以及漏浆现象。

I、浇筑混凝土的入模自由倾落高度超过1.5m时，须用串筒、溜管等辅助工具将混凝土送入，以免造成石子滚落堆积现象。模板窄高、钢筋较密不易浇筑时，可从侧模预留口处浇筑。

J、防水混凝土的养护对其抗渗性能硬响极大，因此，当混凝土进入终凝即应开始浇水养护，保持充分湿润。养护时间不得少于14天。防水混凝土不宜采用蒸汽养护，冬季施工时可采取暖棚法、蓄热法，并应保持一定的湿度，防止混凝土早期脱水。不得采用电热法养护。

K、防水混凝土不宜过早拆模，一般规定在48~72小时拆模。掺外加剂、膨胀水泥混凝土要求在72小时后拆模。特别是膨胀水泥混凝土，在硬化初期产生体积膨胀，在良好的约束条件下，通过水泥石与钢筋的粘结，使钢筋张拉，对混凝土产生压缩应力，抵消混凝土收缩、徐变产生的拉应力。若失去约束条件则使得混凝土自由膨胀使混凝土内部的微裂缝增加，对混凝土强度和抗渗性能产生不利的影响。

拆模时防水混凝土表面温度与环境温度的差值不得超过15℃，以防混凝土表面出现裂缝。

4）细部做法

防水混凝土的预埋铁件、穿墙管道以及结构后浇带部位均为防水薄弱环节，应采取有效措施，仔细施工。

A、预埋铁件须加焊止水钢板。B、穿墙管道处，应预埋套管，套管上加焊止水环，同时应焊满严密。止水环的数量应符合设计要求，C、后浇带处，应在两侧混凝土结构浇筑完毕，并至少间隔6个星期后再浇筑后浇带处的混凝土。设计有特殊要求时，按设计要求施工，但后浇带与两侧混凝土结构的浇筑时间差不得少于6周。

后浇带应优先选用补偿收缩混凝土浇筑，其强度等级于两侧混凝土相同。后浇带处混凝土的施工温度应低于两侧混凝土施工时的温度，且宜选择气温较低的季节施工。

后浇带混凝土浇筑后，其湿润养护时间不应少于4周。三）质量检查

1、必须对原材料进行检查，如有变化，应及时进行复验，并及时调整配合比。

2、在拌制和浇筑地点，测定混凝土坍落度。

3、防水混凝土结构抗渗性能，应以标准条件下养护的防水混凝土抗渗试块的试验结果评定。试块应在浇筑地点制作，至少有一组试块应在标准条件下养护，其余试块与构件相同条件下养护。试块的养护期不得少于28天，不超过90天。如使用的原材料配合比或施工方法有变化时，均应另行留制试块。

4、掺引气剂的防水混凝土含气量测定，每班不应少于一次。

四、监理工作的方法和措施

地下室渗漏的问题，主要原因是施工质量不佳所致。混凝土结构自防水工程的质量，在很大程度上取决于防水材料的性能。因此，防水材料必须具有一定的耐久性、抗渗性和抗腐蚀性，对温度和外力的适应性和整体性。

施工工艺、外加剂材料选用、各种细部构造的处理、混凝土的养护、拆模及成品的保护等，对防水混凝土工程有着极为重要的影响。此外，设计要求、防水构造做法等，也是影响防水工程质量的重要因素。

监理工程师的任务，就是要监督承包人严格地保证施工质量。一）施工质量的预先控制

1、审核承包人的施工组织设计和施工方案

2、审核商品混凝土分包商的资质；考核商品混凝土厂家的生产管理、技术 管理水平，考察商品混凝土厂家的生产能力和机械设备，并形成书面报告送交业主。

3、督促商品混凝土厂健全和完善质量保证体系；监理、土建、商品混凝土 公司三方签定《商品混凝土供货配合协议》，明确技术、质量要求和各方的职责范围，确定混凝土检查、验收、交接的程序。

4、审核混凝土配合比：对地下水的水质成份进行化验、分析，根据地下水 是否含有侵蚀性介质，审查选用的水泥品种是否合适；试验确定外加剂的品种、掺量；防水混凝土的配合比、抗渗标号必须经试配并达到设计要求；检查原材料的产品合格证、出厂证明书及复试报告，并进行监理抽检。混凝土原材料的质量、各项指标必须符合施工及验收规范的规定。

5、检查地下水位是否满足设计及施工验收规范的要求，基坑内的排水设施是否满足施工要求。

二）施工过程中的质量监理

1、复验防水混凝土工程的定位放线、轴线、标高，使其符合设计要求。

2、穿墙管件、预埋铁件的数量、埋设位置及标高必须符合设计要求；不得 漏放、错放或施工后再凿眼打洞；预埋铁件应清除铁锈和焊渣，埋件应焊止水板并固定牢固；预埋管件要与纵横钢筋焊牢；预埋管道要做通水试验。验收合格后，办理隐蔽验收签证。

3、商品混凝土检查验收和施工质量控制

监理工程师对运进施工现场的商品混凝土质量进行检查、验收。1）混凝土外观质量检查

检查混凝土是否离析；检查混凝土的坍落度是否符合设计要求。若坍落度过大，则容易引起结构表面开裂和影响混凝土的强度。若坍落度过小，混凝土流动小，施工中不易振捣密实，容易产生孔洞；严格禁止运输车司机、泵车司机和施工人员向混凝土中加水。

2）关键部位和关键工序旁站监理。

3）混凝土试块的见证取样、试验及监理抽检。4）混凝土的养护及拆模

防水混凝土结构的养护效果对混凝土的施工质量有着极为重要的影响。但是，施工单位又往往忽视混凝土的养护工作。监理工程师的工作重点是督促施工单位严格按照施工规范的要求进行养护。要求施工单位派专人负责，制定养护方案和计划，定人、定岗养护。

严格控制防水混凝土的拆模时间。特别要控制好掺外加剂混凝土、膨胀水泥混凝土结构的拆模时间。监理部可规定：施工单位向监理工程师申报拆模施工，经监理工程师同意后，施工单位方可拆模；要求施工单位做好混凝土结构表面温度和环境温度的测温记录，在温差不大于15℃时，方可拆模。

三）防水混凝土施工质量检查、验收

1、原材料的质量检查、验收

防水混凝土的水泥、石子、砂、水、外加剂以及使用的预埋件，必须符合设 计要求和施工规范规定。

检验方法：检查产品出厂合格证、试验报告。

2、混凝土强度、抗渗标号

混凝土强度和抗渗标号必须符合设计要求和施工规范规定。检验方法：检查配合比和试块试验报告。

3、防水混凝土工程外观质量

防水混凝土结构粉刷前和填土前，必须检查防水混凝土的外观，质量应符合施工规范的规定，否则应进行缺陷修整。验收合格后，办理隐蔽工程验收签证。

检查的内容：混凝土表面平整，有无渗水、漏水，有无露筋、蜂窝等缺陷，预埋件位置正确。

检查方法：观察检查。

4、防水混凝土结构的施工缝、变形缝、止水片、穿墙管件、支模铁件等的 设置和构造均须符合设计要求和施工规范规定，严禁有渗漏。

检验方法：观察检查和检查隐蔽工程验收记录。

本细则应与混凝土工程、钢筋工程施工监理细则配合使用。

江苏建科建设监理（咨询）有限公司

编制人：成小竹

钢筋混凝土结构自防水 篇3

钢筋混凝土结构是一个刚性体。混凝土作为一种普遍被采用的建筑材料, 其主要特点是抗压承载能力强, 但抗拉强度相对很低, 只有其抗压强度的10%左右, 并且随着混凝土抗压强度的提高, 其拉压比下降, 表现为脆性、刚性特性。通常混凝土结构的拉力荷载是由钢筋来承受的, 混凝土的抗冲击和韧性比金属差很多。混凝土存在体积不稳定性, 由于干缩和温度收缩, 往往导致混凝土的开裂;混凝土一旦开裂, 其整体结构的防水性能就无从谈起。工程界一直以来都很重视钢筋混凝土的自防水性能, 期待通过减少混凝土渗水通道和增加混凝土的密实性来提高钢筋混凝土结构的防水性能。有时虽然混凝土很致密, 但由于收缩变形产生了裂缝, 钢筋混凝土结构的整体防水性无法得到保证[2]。

实现混凝土结构的刚性自防水性能, 其关键问题是降低混凝土自身的渗透性[3], 同时通过提高混凝土的韧性来提高其抗裂性。有试验研究和工程应用表明, 通过增加混凝土的密实性和掺加混凝土膨胀剂的补偿收缩混凝土技术可以改善和增强钢筋混凝土结构的自防水性能。但是由于掺加膨胀剂混凝土产生内应力抵消混凝土收缩应力需要一定的条件, 比如混凝土产生膨胀应力的时间和大小, 都将影响膨胀剂是否充分发挥其作用。提高混凝土自防水的各种技术探索一直都在进行着, 在研究聚合物乳液改性混凝土的性能时发现, 聚合物乳液的掺加可以改善混凝土的韧性和抗渗性, 不同品种和性能的聚合物乳液作用也不同, 如果优选适合的聚合物乳液, 按照一定比例加入混凝土中, 可以较好地实现刚性混凝土结构自防水的功能。

1 试验设计

1.1 原材料

聚合物改性混凝土用乳液为苯丙乳液, 本试验采用了Latex 1、Latex 2、Latex 3三种, 均为阴离子型。三种乳液的粒径、玻璃化温度 (Tg) 、黏度、最低成膜温度 (MFT) 等物理性能及成膜后的力学性能如表1所示。比较三种乳液, Latex 1的粒径最小, 黏度、最低成膜温度最高, 成膜后的抗拉强度最高、断裂伸长率最低;而Latex 3的粒径最大, 黏度、最低成膜温度最低, 成膜后的抗拉强度最低、断裂伸长率最高。

试验采用北京琉璃河水泥厂生产的普通硅酸盐水泥P.O 42.5, 采用细度模数为2.9的河砂为细骨料, 碎石为粗骨料, 水泥、砂石各项性能均符合相应标准。减水剂采用北京中砼冠疆新航建材有限公司生产的萘系高效减水剂, 减水率为18%;消泡剂是由BASF公司提供的Lumiten EL。

1.2 试验配合比

试验采用空白混凝土配合比作为基准, 通过对不同种类、不同掺量乳液的混凝土进行强度试验来确定聚合物乳液对混凝土力学性能的影响。

试验水灰比W/C=0.5, 乳液添加量按聚灰比P/C (聚合物乳液中聚合物的固含量与水泥的质量比) 为0%、1%、3%、6%、12%的量添加, 胶凝材料用量为360kg/m3。实验保持水灰比恒定, 通过掺加适量减水剂, 使实验新拌混凝土的坍落度维持在 (180±20) mm。

试验将考虑Latex 1、Latex 2、Latex 3三种不同乳液混凝土与空白混凝土之间, 及乳液掺量变化之间的对比。

具体配合比:

1) 空白素混凝土, 作为基准;

2) 聚合物乳液按聚灰比掺入混凝土, 掺量分别为1%、3%、6%、12%;

3) 使用强度等级C30的混凝土配合比 (水泥:360 kg/m3;砂子:813 kg/m3;石子:1 030 kg/m3;水灰比:0.5。用水需扣除乳液、外加剂、砂子及石子中的含水量。乳液含水量参见表1中的固含量;砂子和石子的含水量实验前测定) 。

1.3 试验方法

1.3.1 测试标准

混凝土坍落度按GB/T 50080—2002规定的方法测试。混凝土的抗折、抗压强度按GB/T 50081—2002规定的方法测试。按《GBJ 82—85普通混凝土的长期性及耐久性试验方法》对聚合物改性混凝土进行碳化实验。

1.3.2 扫描电镜

扫描电镜采用场发射扫描电子显微镜 (FEI Quanta 200 FEG) 。聚合物乳液及水泥按相应比例制成净浆试块, 28 d后取中央的样品, 在50℃烘箱中烘24 h处理后进行扫描电镜观察。

1.3.3 氯离子渗透

氯离子渗透实验采用NEL-PD型混凝土渗透性检测系统。主要实验步骤如下:

1) 溶液配制:用分析纯NaCl和蒸馏水搅拌配制NaCl盐溶液, 静停24 h备用。

2) 试样制备:将混凝土试件 (可为钻芯样) 切割成100 mm×100 mm×50 mm或100 mm×50 mm的试样, 上下表面应平整且不得有浮浆层, 试验时以三块试件为一组。

3) 真空饱盐:将5 cm厚混凝土试样垂直码放于NEL型混凝土快速真空饱盐装置的真空室中, 试样间留有间隙。密闭真空室并开动真空泵和气路开关, 在真空表显示值小于-0.05 MPa的压力下保持4 h后, 断开气路, 导入4 mol/L的NaCl溶液至液位指示灯灭, 关闭水路开关, 再打开气路开关, 抽真空至上述真空度并保持2 h。关闭真空泵和所有开关, 保持试样浸泡于真空室的状态至24 h为止 (从开始抽真空时计) 。每次饱盐完毕, 应及时更换真空泵油 (若无油泵, 则需检查工作状态是否正常) , 并清洗真空室。

4) NEL法量测氯离子扩散系数:擦去饱盐试样侧面盐水并置于试样夹具中两电极间 (如混凝土试样表面略有不平整, 可在两电极与试样表面各加一浸有4 mol/L NaCl的80目铜网) , 用NEL型混凝土渗透性电测仪进行量测。混凝土渗透性电测仪可自动调节电压, 直接给出该混凝土试样中氯离子扩散系数值。

2 聚合物乳液改性混凝土 (PMC) 压折比对比分析

混凝土试块的压折比 (抗压强度与抗折强度之比值) 一定程度上反映了混凝土试块的韧性和柔性, 压折比越小, 混凝土的柔韧性越好。

1) Latex 1聚合物乳液改性混凝土压折比

图1显示了Latex 1乳液改性混凝土各龄期压折比随聚灰比的变化趋势。28 d龄期的压折比要小于3 d和7 d。聚灰比小于6%时, 不同龄期不同掺量的折压比起伏变化较大, 变化规律不明显。当聚灰比从6%增至12%时, 各龄期压折比都降低了15%左右。

2) Latex 2聚合物乳液改性混凝土压折比

图2显示了Latex 2乳液改性混凝土各龄期压折比随聚灰比的变化趋势。从图2中可以看出, 混凝土压折比总体上呈现随聚灰比增大而减小的趋势。在龄期达到28 d时, 12%聚灰比的改性混凝土压折比较基准混凝土降低了48%。

3) Latex 3聚合物乳液改性混凝土压折比

图3显示了Latex 3乳液改性混凝土各龄期压折比随聚灰比的变化趋势。从图3可以看出, 各龄期下的混凝土压折比均随着聚灰比的增大而减小, 减小幅度相对缓和, 无过大的突变值。图3也直观地展示了压折比随龄期的变化趋势, 即压折比28 d<3 d<7d, 其规律与Latex 2乳液相似。

4) 不同PMC压折比对比

图4为3种PMC不同聚灰比下28 d龄期的压折比对比。从图4中可以看出, Latex 2乳液与Latex 3乳液各龄期压折比除1%聚灰比外, 其余均比Latex1乳液要低, 同时压折比呈现随乳液的加入量增加而减小的趋势。

上述数据说明, 随着聚合物乳液掺量的增加, 混凝土的抗压强度逐渐降低;由于聚合物成膜的作用, 乳液对混凝土抗折强度有一定的改善作用。压折比是抗压强度与抗折强度之比值, 随着聚灰比的增大, 混凝土抗压强度减小且幅度较大, 而抗折强度变化小甚至增长, 由此使得混凝土压折比呈现随聚灰比的增加而减小的趋势。三种乳液高分子聚合物的加入均使混凝土压折比下降, 并随着聚合物高分子的增加其降低幅度增大。同时, 混凝土抗折强度的变化还与聚合物的成膜温度有关, 成膜温度低的乳液压折比较低, 并随着聚灰比的增加, 压折比下降的幅度增大, 表现为混凝土的柔韧性增加。

3 PMC氯离子渗透性试验结果与讨论

影响混凝土耐久性的各种破坏过程几乎都与水有密切的关系, 因此混凝土的抗渗透性被认为是评价混凝土耐久性的重要指标。混凝土的渗透性不仅对混凝土结构的防水有意义, 更重要的它是评价混凝土抵抗环境中侵蚀性介质侵入和腐蚀能力的重要指标。

侵蚀性离子在混凝土中的传输严重影响混凝土的耐久性, 如Cl-在钢筋和混凝土界面的富集往往会导致钢筋腐蚀, 因而侵蚀性离子的扩散系数是用来评价混凝土尤其是低水灰比高强度混凝土渗透性及耐久性的重要参数之一。Cl-是最典型的侵蚀性离子[4]。

目前世界上最常用的混凝土渗透性的评价方法是美国ASTM 1202规定的直流电量法。该方法是将Φ100 mm×50 mm的混凝土试件真空浸水饱和后, 侧面密封两端安装铜网电极, 一端浸入0.3 mol/L的NaOH溶液 (正极) , 另一端浸入3%的NaCl溶液 (负极) , 测量60 V电压下通电6 h通过的电量, 用以评价混凝土的渗透性。该方法的优点是测试时间短, 实验结果重复性好;缺点是由于施加了60 V的高电压而产生电极化反应, 影响实验结果, 实验结果还受混凝土孔溶液化学成分的影响。

交流阻抗法是评价混凝土渗透性的又一有效方法, 该法与ASTM 1202方法有很好的相关性, 而所用电压低, 实验时间又短。该方法可大致定性地评定高性能混凝土的渗透性, 但由于所测混凝土粉末浸出液中的离子浓度实际上代表的是所取混凝土粉末试样中所有可溶出的离子浓度, 而非真正孔溶液的浓度, 因此仍是不准确的。

混凝土的渗透性反映了混凝土的材料特性, 可以直接测量, 也可通过测量某介质在混凝土中的扩散性 (扩散系数) 来反应。如前所述, Cl-被确定为最常用的扩散介质离子。目前Cl-扩散系数的测定方法有两类, 即“自然扩散法”和“电迁移法”。清华大学路新赢博士在普通“电迁移法”的基础上, 把混凝土看成是固体电解质, 引入著名的Nernst-Einstein方程。根据该方程, 带电粒子的扩散系数Di与其偏电导σi成正比。混凝土试件在饱盐情况下的电导率与偏电导相趋近。这时通过在真空饱盐条件下 (溶液浓度Ci) 测得电导率即可求出Cl-的扩散系数。这就是Cl-扩散系数的NEL方法测试原理。

用该方法, 氯离子扩散系数计算公式如下:

式中, DCl———混凝土中氯离子扩散系数, cm2/s;CCl———饱盐混凝土中孔溶液中的氯离子浓度, 通常可取饱盐溶液浓度, mol/cm3;f———修正系数, 通常可取1.0;σ———饱盐混凝土的电导率, S/cm;R———气体常数, 为8.314 J/ (mol·K) ;T———绝对温度, K;F———Faraday常数, 为96 500 C/mol。

试验测试了Cl-在PMC试块 (养护28 d) 中的扩散系数。扩散系数测量时将10 cm×10 cm×10 cm试块面层和底层切去, 留中间部分3 cm厚薄块进行测量。Cl-在PMC中的扩散性能见表2, Cl-渗透系数随掺量变化见图5。

从以上的试验结果可以看出:氯离子在三种PMC中的扩散系数都随着聚合物乳液掺量的增加而降低;三种PMC相比, 由Latex 3改性的Cl-渗透系数最小, Latex 2和Latex 1改性的渗透系数很接近, Latex 2改性的比Latex 1改性的略小。Cl-渗透系数的实验结果与乳液最低成膜温度关联性较好。最低成膜温度, 即为乳液中的聚合物粒子有足够的活动性, 使其能相互凝聚成为连续薄膜的最低温度。干燥温度低于聚合物的玻璃化温度时, 乳液干燥后只得到聚合物颗粒的聚集体, 颗粒之间没有相互凝结。干燥温度在玻璃化温度以上到最低成膜温度之间, 乳液干燥后仅仅形成一些碎片, 这些碎片本身是弹性体, 但没有形成完整的薄膜, 此时, 聚合物粒子的活动能力还太小, 相互之间凝聚之后仍然不能抵抗收缩引力, 所以只能得到聚合物膜的碎片。干燥温度在最低成膜温度以上, 聚合物会形成完整的弹性良好的薄膜。只有形成连续薄膜, 聚合物才能更好地发挥其性能。本实验中所用聚合物乳液的Latex 1、Latex 2和Latex 3的最低成膜温度分别为20℃、12℃和<1℃, 由此可见相同的实验环境与养护条件下, Latex 3乳液较另外两种乳液能更好的成膜, 其Cl-渗透系数明显低于后两种, 因而其阻挡氯离子渗透的能力要高于另外两者。

Cl-渗透性的实验结果也与聚合物乳液的粒径大小顺序吻合:三种乳液中Latex 3的粒径最大 (300nm) , 依次是Latex 2 (200 nm) 、Latex 1 (100 nm) , 可以推断大的乳液颗粒对PMC的Cl-渗透性改善更为明显。这是由于大的颗粒更能完整地填充PMC的毛细孔, 而毛细孔对混凝土的渗透性影响显著, 所以粒径较大的乳液渗透性更低, 当然, 这个推论还需要更多的数据来证明。

从试验结果还可以看出, 强度高的PMC其Cl-扩散系数并不一定低, 如Latex 1和Latex 3, 虽然Latex3改性混凝土的强度最低, 而其渗透性也最低。PMC的强度与其乳液膜的强度具有较好的相关性, 即膜的抗拉强度高, PMC强度就高, 而渗透性则与最低成膜温度及乳液的颗粒粒径关系较大。

4 乳液不同掺量的PMC微观结构分析

为探讨聚合物乳液在不同聚灰比情况下对水泥水化的作用和影响, 采用Latex 3乳液, 掺量分别为水泥质量的1%、3%、6%、12%, 水灰比为0.5, 制作净浆试块并进行标准养护28 d后, 用乙醇浸泡终止水化, 使用电镜进行微观结构观察。图6为Latex 3不同掺量的PMC扫描电子显微图片。

电镜放大20 000倍时, 可以观察到乳液成膜状况, 并且随乳液掺量的增加成膜现象明显。Latex 3乳液1%掺量情况下, 在电镜放大30 000倍时, 也观察到了较显著的雾状膜包裹在钙矾石的周围, 乳液已经能形成大片的膜, 但是还不连续, 此时钙矾石生长粗壮、方向性好, 有聚合物膜附着在钙矾石针状晶体上, 但还不足以阻碍其生长, 钙矾石穿透膜继续生长;随着乳液掺量的增加, 聚合物成膜连续性更好, 可以看出乳液膜开始影响钙矾石的生成, 并有钙矾石和聚合物膜共生的现象, 宏观上表现出随着乳液掺量的提高, 混凝土强度下降;随着聚合物乳液掺量进一步增加, 聚合物逐渐形成连续的膜并覆盖在水化产物上, 局部聚合物膜较厚, 已经将水化产物包裹分割开来, 并明显阻碍钙矾石和氢氧化钙的生长, 互穿网络结构基本形成, 聚合物膜基本可以形成连续相;当聚灰比增大到12%时, 聚合物膜形成较完整的连续相, 将水化产物较好地包裹分割, 形成明显的互穿网络结构。乳液成膜可以与水泥水化产物产生共生体, 从而赋予混凝土一定的韧性, 并加强了混凝土的密实性, 增加了混凝土结构的防水性能。

5 结论

1) 一般来讲, 聚合物的加入降低了混凝土的抗压强度, 而对抗折强度的降低作用则并不明显, 但是明显降低压折比, 显著提高了混凝土的韧性。乳液薄膜的拉伸强度越高, PMC抗压强度越高。抗折强度除受乳液拉伸强度的影响之外, 还与聚合物的成膜性能有关系, 聚合物成膜温度越低, 成膜性能越好, PMC抗折强度增加得越多。

2) 聚合物改性混凝土压折比随聚灰比的增大而减小, 表现为混凝土韧性的增加, 28 d龄期时, Latex3乳液改性混凝土聚灰比从1%升到12%, 其压折比下降了42%, 表现出混凝土韧性增加。

3) 聚合物的加入显著降低了混凝土的渗透性。三种PMC的氯离子扩散系数都随着聚合物乳液掺量的增加而降低。三种乳液相比, Latex 3改性的PMC其Cl-渗透系数最小, Latex 2和Latex 1改性的PMC其Cl-渗透系数很接近, Latex 2的比Latex 1的略小, 表明乳液的成膜性能与改性后PMC的渗透性密切相关。

4) 对Latex 3不同掺量的PMC进行微观形貌比较, 结果表明, 随着聚合物乳液掺量的增加, 聚合物逐渐形成连续的膜并包裹在水化产物上, 阻碍钙矾石和氢氧化钙的生长;局部聚合物膜较厚, 并将水化产物较好地包裹分割, 形成互穿网络结构, 从而改善混凝土的力学性能及耐久性。

通过对三种聚合物乳液改性混凝土的力学性能和耐久性性能进行实验研究, 发现低掺量的聚合物乳液改性混凝土在防水性能提升方面即有明显效果, 如果优选适合的聚合物乳液品种, 可以达到良好的刚性混凝土自防水功能。

参考文献

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[3]吴中伟, 连慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社, 1999, 22-25.

钢筋混凝土结构自防水 篇4

关键词：人防工程; 结构自防水; 质量

1前言

21世纪是地下空间作为重要资源开发的世纪，人防工程不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分，在和平时期的经济建设中同样有着十分重要的地位，但是长久以来地下建筑工程的渗漏已是建设者们伤透脑筋的大事，由于地下室不同程度的渗漏水限制了已建人防工程的开发利用，每年不得不投入大量人力、物力、财力进行维修，所以提高防水效果是当前人防工程建设中需解决的重点问题之一。新修订的《地下工程防水技术规范》(GB50108-)把结构自防水明确规定为“应选”，而不是旧规范的“宜选”，体现了以结构自防水为主的思想，结构自防水是人防工程防水的治本措施，提高结构自防水质量是提高人防工程最终防水效果的关键。根据自己亲自参与人防工程设计、质监及施工的实践，谈谈提高人防工程结构自防水中应注重的几个问题。想对当前人防建设起到抛砖引玉的作用。

2影响人防工程结构自防水质量的主要因素

2.1工程地质方面。工程地质对基础的均匀沉降有重要影响，是影响人防工程防水效果的关键因素之一。湖南有些城区地质状况较复杂，岩溶和土洞均有不同程度的分布，属地质灾害发育的场地，如果工程地质状况未掌握清楚，地质钻探深度不到位或抄袭相邻的地质报告，工程地质报告未正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，则会造成结构设计方案欠佳，施工措施不到位，可能导致基础不均匀沉降，出现人防地下室渗水现象。

2.2 设计方面。在认识上，未真正树立以混凝土结构自防水为防水之本的设计理念，在实际工作中往往重防水材料，轻防水混凝土。在设计时，强调防水混凝土的强度等级，而对混凝土抗裂性能未引起足够重视。细部结构和配筋不合理，防水设计与工程结构设计未很好结合，结构形式设计过于复杂。同时，人防专业设计单位缺乏，非专业设计单位的设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐，造成人防工程设计问题较多，使工程质量受到影响。

2.3施工方面。原材料质量控制不良，坍落度控制不好，施工缝等细部结构处理不当，混凝土浇注后未按照施工规范要求进行养护。混凝土结构自防水施工是个精细过程，必须合理地选用配合比、水灰比、坍落度等参数，把好混凝土浇筑、振捣关，注意养护时间和条件，否则将导致混凝土内部出现空隙，结构表面出现裂缝。

钢筋混凝土结构自防水 篇5

实际工程中, 在修复经历火灾等高温作用后的钢筋混凝土结构时, 对于较低温度的高温作用区域, 往往只对混凝土结构进行表面松散层清理和灌缝处理, 而且在修复处理方案中, 一般只重视混凝土的承载力和稳定性修复, 而忽略了高温作用对混凝土结构耐久性的影响, 在混凝土结构中依然保留经历高温作用后的老混凝土。因此, 高温后混凝土结构的耐久性研究具有重要的工程意义[3]。大量研究表明, 混凝土结构的耐久性能与其渗透性能具有重要的相关性。本文对A、B两种配比的混凝土试块在经历高温作用并通过不同冷却方式冷却后, 对其进行毛细吸水试验, 探讨高温作用以及冷却方式对混凝土渗透性的影响, 进而研究高温作用对混凝土结构耐久性的影响。

1 原材料与配合比

本试验所用试件为普通混凝土试件, 试验原材料包括石子、河砂、水泥和水。其中, 石子选用樱花小镇石材厂生产的粒径为5~25 mm的花岗岩碎石, 压碎指标为7.8%, 表观密度为2 620 kg/m3;河砂产自青岛大沽河, 最大粒径为5 mm, 细度模数为2.6, 堆积密度为1 570 kg/m3, 表观密度为2 610 kg/m3;水泥为青岛山水水泥厂生产的42.5普通硅酸盐水泥。为使混凝土具有良好的工作性能, 在制备过程中添加了聚羧酸高效减水剂。混凝土试件的配合比见表1。

kg/m3

2 试验内容及方法

2.1 高温损伤及冷却试验

将混凝土试块在养护室养护28 d后取出, 在20℃、相对湿度50%的恒温室内放置5 d, 平衡其内部湿度, 防止内部湿度过大导致高温下混凝土爆裂破坏。加热装置采用带温度控制的高温电阻炉。将试块放入电阻炉后, 以5℃/min的速度加热至目标温度, 然后保持该目标温度恒温3 h, 从而保证内部温度与表面温度一致。目标温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃。恒温结束后将试块取出冷却, 冷却方式分别为自然冷却和喷水冷却[4,5]。自然冷却即将试块放于室温环境中使其逐渐冷却, 喷水冷却即用自来水喷至试块表面使其温度快速降低。试块高温加热前及通过不同方式冷却后应分别称其质量。

2.2 毛细吸水试验

按照ISO 15148—2002《建筑材料和制品湿热性能》标准的规定, 试验前先将试块放入烘箱中, 在 (50±1) ℃的温度下放置5 d, 从而使其内部水分完全蒸发。然后将试块从烘箱中取出, 在室温下冷却, 并将试块四周用石蜡密封, 从而保证水分在试块内部一维迁移。最后将处理好的试块支撑在容器内部, 并向容器内缓缓加入5%的Na Cl溶液, 直至液面超过试块吸水面 (4±1) mm。毛细吸水试验示意见图1。

在试块开始吸水前应称量试块质量, 并在吸水时间达到0、0.5 h、1 h、2 h、4 h、8 h、12 h、24 h、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d时, 将试块分别从容器中取出, 擦干吸水面的附着水, 并称量试块的质量, 然后将试块放回原处, 直至到达下一测量时间, 全部毛细吸水过程应持续一周。根据测得的试块质量变化数据绘制曲线, 并根据公式通过数据拟合得到毛细吸收系数A, 用以描述混凝土的渗透性。

3 高温作用对混凝土毛细吸水特性的影响

3.1 高温损伤及冷却方式对毛细吸水量的变化影响

图2—5分别为A、B配比混凝土在不同温度作用后经室温自然冷却及喷水冷却后的单位面积毛细吸水量与时间平方根之间的关系曲线。由图2—5可知, 随着最高作用温度的升高, 混凝土的最大吸水量增大, 毛细吸水曲线变陡。其原因是在高温作用下, 由于温度场的不均匀分布等因素使混凝土内部产生较高的应力, 从而对混凝土造成损伤, 在其内部产生微裂缝, 使混凝土内部具有更多的孔洞, 从而具有更高的毛细吸收力, 在毛细作用下水分快速地进入混凝土内部。

图6是高温后混凝土最大单位面积毛细吸水量 (下称最大吸水量) 的变化。从图6可以看出:1) 随着最高作用温度的提高, 混凝土的最大吸水量持续增大, 在200℃作用后, 最大吸水量约为初始值的2.5倍;在300~500℃的温度区间作用后, 混凝土的最大吸水量增长较为缓慢, 这可能与混凝土中未水化的水泥颗粒在该温度区间内的继续水化有关;当600℃的高温温度作用后, 混凝土的最大吸水量大约为初始值的3倍左右。2) 对于同一配比但采用不同冷却方式冷却的混凝土试块, 在200℃以下的温度作用后, 混凝土的最大吸水量相差不大, 而在更高的温度作用后, 自然冷却的混凝土试块的最大吸水量大于喷水冷却的混凝土最大吸水量, 这可能是因为喷水冷却方式下, 混凝土在高温作用后其内部温度得以快速降低, 从而减少了内部的损伤。3) 对于不同配比的混凝土, 相同冷却方式下, A配比 (W/C=0.4) 混凝土在高温后的最大吸水量小于B配比 (W/C=0.5) 混凝土试件, 这说明水灰比较低的混凝土, 在高温作用后依然具有相对较低的吸水能力[6,7]。

由于最大吸水量可以理解为混凝土内部可被水填充的孔隙所吸收水分的质量, 因此, 该值可一定程度上反映混凝土内部孔隙率的大小。从图6还可以看出, A配比混凝土在常温下最大吸水量小于B配比混凝土的最大吸水量, 从而表明常温下较高水灰比的混凝土的孔隙率较高, 高温作用后混凝土最大吸水量的升高则说明高温作用使混凝土的孔隙率增大。

3.2 高温损伤及冷却方式对毛细吸收系数的影响

毛细吸收系数是衡量混凝土耐久性的重要指标之一, 它是混凝土在毛细吸水作用的初期, 混凝土的单位面积毛细吸水量与时间平方根的比值, 即为毛细吸水量变化曲线初始阶段的斜率, 表征了外部侵蚀介质 (如水等) 进入混凝土内部的快慢, 从而反映混凝土的渗透性。本文取混凝土前2 h (个别试件取前0.5 h) 的毛细吸水量数据, 并对其进行线性回归, 所得到的斜率即为混凝土的毛细吸收系数 (A) 。各试块的拟合数据和相关性系数 (R) 见表2, 其变化示意见图7。

根据表2和图7, 随着作用温度的升高, 混凝土的毛细吸收系数迅速增大。对于A配比混凝土, 在100℃作用后, 混凝土的毛细吸收系数略有增大;在200℃作用后, 毛细吸收系数已增大至常温时的2倍以上;在300℃作用后, 毛细吸收系数接近常温时的3倍;当温度达到600℃后, 混凝土的抗渗性已有非常严重的劣化。对于B配比混凝土试块, 随着温度的升高, 与A配比混凝土相比, 混凝土的毛细吸收系数的增大较为缓慢, 这说明高温作用对水灰比较低混凝土的渗透性劣化较为严重。

通常而言, 水灰比较低的混凝土试块由于在配制过程中水的使用量较低, 成型后毛细孔较少, 从而具有较高的密实度, 其耐久性也较高, 然而高密实度的混凝土在高温过程中劣化程度也更为严重, 其原因是混凝土在受到高温作用时, 其内部水分汽化, 从而产生对混凝土的蒸汽压力, 混凝土的密实度越高, 内部水分蒸发产生的蒸汽越不容易向外部逸出, 从而混凝土内部的蒸汽压力也越大, 导致劣化更为严重[8]。

对于不同冷却方式冷却的混凝土, 与自然冷却的混凝土相比, 喷水冷却混凝土的毛细吸收系数较大, 这与混凝土在喷水冷却过程中所造成的二次劣化有关。然而, 从图6可以看出, 喷水冷却后的混凝土试块的最大吸水量小于自然冷却后的试块最大吸水量, 这与喷水冷却对混凝土造成更大损伤的结论不符。其可能的原因是喷水冷却所造成的损伤层只在与水接触表层的一定范围内存在, 而在混凝土的内部由于喷水冷却使其内部温度快速降低, 所以造成的损伤也相对较小;而混凝土的吸水速率或毛细吸收系数与靠近表层一定范围内的混凝土的孔隙率和孔隙结构关系较大, 故喷水冷却的混凝土试块的毛细吸水系数大于自然冷却的混凝土试块;但最大吸水量与混凝土试块的整体孔隙率相关, 因此, 相对于自然冷却后的混凝土试块, 喷水冷却后混凝土试块的最大吸水量较小, 可能是喷水冷却的混凝土的整体孔隙率小于自然冷却的混凝土的整体孔隙率。

4 结论

1) 高温作用对混凝土的抗毛细吸收性能造成严重劣化, 其最大吸水量和毛细吸收系数成倍增长, 这说明高温作用后混凝土的渗透性发生明显劣化。

2) 高温后, 喷水冷却混凝土试块的毛细吸收系数大于自然冷却的混凝土试块, 但其最大吸水量小于自然冷却的混凝土试块, 这说明喷水冷却混凝土只会对距表层一定厚度范围内的混凝土造成二次劣化, 而对于更内层的混凝土, 喷水冷却混凝土试块产生的损伤与自然冷却混凝土试块相比相对较小。

3) 对于高温损伤后的混凝土结构, 应对其表面进行防水处理, 提高其抗渗透性能, 才能降低耐久性的劣化速率, 延长混凝土结构的使用寿命。

参考文献

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钢筋混凝土结构自防水 篇6

基于上述工程应用情况,本文主要研究了纤维种类及掺量对C40细石纤维高性能混凝土工作性能和抗塑性开裂性能的影响规律,进而总结出更适合于桥面防水保护层的纤维种类及其掺量。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

水泥:P·Ⅱ52.5硅酸盐水泥;粉煤灰:Ⅰ级粉煤灰;矿粉:S95级矿粉;细骨料:Ⅱ区中砂,细度模数为2.6;粗骨料:5～20 mm连续级配玄武岩碎石;减水剂:江苏博特新材料有限公司生产的PCA誖聚羧酸减水剂;纤维:江苏博特新材料有限公司自主研发的润强丝誖系列合成纤维,合成纤维的特征参数见表1。试验用混凝土配合比见表2。

1.2 试验方法

混凝土拌合物性能试验方法参照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》标准,塑性开裂试验方法参照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法》标准。

2 结果与分析

试验设计考虑的主要参数为合成纤维的种类(PAN、PPW、PP和PVA)与PP的体积掺量(0%、0.05%、0.1%、0.15%),考察的主要指标为混凝土的新拌性能与抗塑性开裂性能。

2.1 纤维种类的影响

固定上述四种纤维的体积掺量为0.1%,纤维种类对混凝土新拌性能的影响见表3,纤维种类对混凝土抗塑性开裂性能的影响见图1。

从表3可以看出,合成纤维的掺入均会影响混凝土的工作性能,但影响程度有所不同:PAN的影响最大,混凝土的坍落度降幅达86%,且明显增加了其含气量,这主要是由于PAN纤维直径较小,且表面吸水后容易结团;其次为PVA;PPW与PP基本上不影响混凝土的工作性能。

从图1可以看出,合成纤维对混凝土的塑性开裂均有抑制作用:PAN对混凝土抗塑性开裂性能的影响最大,混凝土塑性开裂面积降低的幅度达79.2%,主要是由于PAN纤维直径较小,单位体积下分布于混凝土中的纤维根数相对较多,对混凝土的阻裂作用也较强;其次为PVA与PP;PPW对混凝土塑性开裂的抑制作用最小,混凝土塑性开裂面积的降低幅度仅为48.8%,这主要是由于PPW在混凝土中一部分以网状分散,而另一部分则网状没有打开,仅为单根分散,造成了在混凝土中分散不均匀而导致的。

2.2 纤维体积率的影响

表4中为PP的体积掺量对混凝土新拌性能的影响,图2为PP的体积掺量对混凝土抗塑性开裂性能的影响。从表4与图2可以看出,PP的掺入降低了混凝土的工作性能,但提高了其抗塑性开裂性能;随着PP体积掺量的增加,混凝土的工作性能逐渐降低,但抗塑性开裂性能逐渐提高。相对于基准混凝土,PP体积掺量为0.15%时,混凝土的裂缝面积降低了67.4%。

体积掺量为0.15%的PP与体积掺量为0.1%的PVA,对混凝土抗塑性开裂性能提高的效果相当,略低于体积掺量为0.1%的PAN;但相对于PVA与PAN这两种纤维,PP对混凝土工作性能的影响较小。

3 结论

通过以上研究,可以得出:1)纤维对混凝土抗塑性开裂性能的提高作用从大到小依次为:PAN>PVA>PP>PPW。2)PAN能明显提高混凝土的抗塑性开裂性能,但也会严重影响其工作性能,PAN的体积掺量为0.1%时,混凝土的坍落度从218 mm降低至30 mm;PPW对混凝土工作性能的影响不大,但对其抗塑性开裂性能的提高效果也不大,因此PAN和PPW这两种纤维都存在局限性。3)体积掺量为0.1%时,PVA对混凝土抗塑性开裂性能的提高作用略低于PAN,但PVA对混凝土工作性能的影响不大;同样,在体积掺量为0.15%时,PP对混凝土抗塑性开裂性能的提高幅度略高于PVA,仅次于PAN,且PP对混凝土工作性能的影响更小;因此,PVA与PP更适用于C40纤维高性能混凝土防水保护层,其推荐掺量分别为0.1%(1.3 kg/m3)与0.15%(1.45 kg/m3)。

参考文献

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钢筋混凝土结构自防水 篇7

1 试验部分

1.1 原材料

水泥选用华新堡垒牌PO 32.5复合硅酸盐水泥;细集料选用160~200目石英砂;有机硅聚合物选用WD-50, 分子结构式如图1所示;搅拌用水采用纯净水。

1.2 水泥砂浆配合比

按表1所示的配合比制备水泥砂浆。在搅拌过程中一次加入WD-50, 制备有机硅改性水泥砂浆。

1.3 测试与表征

1) 吸水率:成型后将试件放入 (20±3) ℃、相对湿度90%的养护室中养护到28 d龄期。将试件置于 (80±2) ℃的烘箱中干燥48 h后取出, 放在干燥器中冷却至室温, 将试件5个面进行蜡封。将没有涂蜡的一面放在吸满水的饱和聚氨酯海绵上 (密度为25~30g/L) , 测试12 h后试件的吸水率。测定方法参照德国试验方法DIN 52 617[5]。

2) 水滴试验:分别选取一定数量的普通水泥砂浆试件和有机硅改性水泥砂浆试件, 用滴管在其表面各滴两滴水, 试验开始10 min后观察试件表面的疏水情况, 做好记录, 照片存底, 以作对比。

3) 大板抗裂试验:砂浆试件的抗裂测试参照JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行。

4) SEM扫描电镜分析:试验采用日本电子光学公司 (JEOL) 生产的JSM-5610LV低真空扫描电子显微镜观测, 仪器加速电压为20 k V。

2 结果与讨论

2.1 吸水率

图2为水泥砂浆试件的吸水率对比。从图2可以发现, S0试件12 h后的吸水率是9.5%, 而加了有机硅聚合物的S5试件12 h后的吸水率仅为3.8%, 并且单位时间的吸水率也明显低于S0试件。其主要原因如下:1) 有机硅表面张力低, 自身具有良好的疏水作用, 当水泥砂浆中掺加有机硅聚合物后, 改性水泥砂浆也具有了一定的疏水作用, 导致其抗渗性能提高;2) 水泥砂浆的吸水过程主要是毛细管吸附作用, 通过吸收液体来填充水泥砂浆内部的孔隙, 因此, 吸水率在很大程度上取决于水泥砂浆本身的微观结构。有机硅改性水泥砂浆的水化充分, 内部缺陷和孔隙较少, 密实性较高;另外, 有机硅改性水泥砂浆中部分缝隙和孔洞被聚合物粒子所填充, 使得吸水率降低[6]。

2.2 抗渗性

图3为普通水泥砂浆与有机硅改性水泥砂浆的防水效果对比。从图3可以看出:有机硅改性水泥砂浆呈现出较好的疏水效果, 进一步证实其防水抗渗性能得到了改善。主要原因同2.1。

2.3 抗裂性

表2为水泥砂浆试件的抗裂试验结果。试验过程中发现, 掺加有机硅的水泥砂浆试件裂缝发展缓慢, 且扩展速度远远小于普通水泥砂浆试件, 最终裂缝条数、裂缝长度和裂缝宽度均远远小于普通水泥砂浆试件。上述结果表明:有机硅的加入能延迟裂缝的出现, 并有效抑制裂缝的扩展, 从而显著改善水泥砂浆的抗裂性能。水泥砂浆试件的裂缝实际效果对比见图4。

在水泥砂浆产生裂缝后, 在裂缝中滴加水滴, 观察裂缝条件下水泥砂浆试件的抗渗性能 (图5) 。从图5可以发现, 在裂缝产生的情况下, 掺加有机硅的水泥砂浆试件 (图5右) 仍能起到一定的防水抗渗作用。这跟有机硅的掺入使砂浆表面呈现出良好的疏水性有关。

2.4 SEM分析

采用SEM对普通水泥砂浆试件和有机硅改性水泥砂浆试件的表面进行分析, 结果见图6。从图6可以看出, 普通水泥砂浆试件表面稀疏多孔, 有许多水泥晶体, 而有机硅改性水泥砂浆表面则形成了一层比较致密的凝胶。本研究所采用的有机硅为具有活性烷氧基团的硅烷偶联剂, 它可与水发生水解反应, 生成活性硅醇基团, 一部分硅醇基团能与水泥砂浆颗粒表面的—OH发生化学偶联作用;另一部分的硅醇基团自身可发生缩合反应, 形成网状交联结构。该网状结构本身具有疏水特性, 可以起到防水作用;另外, 还可以填充水泥砂浆中的孔隙, 进一步改善其抗渗性能[6]。此外, 因为有机硅与水泥基材料之间存在牢固的化学物理键合作用, 当发生干缩时, 可对收缩裂缝起到一定的抑制作用。因此, 内掺有机硅能较好地提高水泥基材料的防水抗渗性能, 保证水泥基材料构筑物的服役质量和寿命。

3 结论

在水泥砂浆中掺有机硅防水剂进行抗渗抗裂性改进试验。试验结果表明, 有机硅防水剂能有效提高水泥砂浆的防水、抗渗性能;同时, 有机硅的掺入, 能抑制水泥砂浆裂缝的产生和扩散。SEM结果表明, 有机硅防水剂在水泥基材料内部形成网状结构, 能使水泥砂浆表面疏水化;同时, 与水泥基材料存在牢固的化学物理键合作用, 当发生干缩作用时, 可对收缩裂缝起到一定的抑制作用。

摘要：掺加有机硅防水剂对水泥砂浆进行改性, 并对其防渗、抗裂性能进行研究。结果表明, 有机硅的加入能有效提高水泥砂浆的防水、抗渗性能;同时能抑制裂缝的产生, 即使在有裂缝产生的情况下, 也能起到一定的防水效果。

关键词：有机硅改性水泥砂浆,防水,防渗,抗裂

参考文献

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浅谈自防水混凝土 篇8

混凝土是一种非匀质材料, 从微观结构上来看属于多孔结构, 其体内分布着许多大小不同的微细孔隙, 由于内部的毛细孔隙相互连接, 形成相互贯通的毛细通道, 在水的压力作用下, 形成了渗水通道, 因而它很容易渗水。混凝土孔隙可分为构造孔隙和施工孔隙。构造孔隙主要是毛细孔、余留孔和凝胶孔。水泥石的收缩主要有干燥收缩、化学收缩、碳化收缩及因温度变化而引起的收缩。混凝土水化过程中的化学变化导致的体积收缩, 包括自由收缩与碳化收缩。干燥收缩是自由水蒸发之后的体积收缩。温度收缩是混凝土温度下降时产生的线性收缩。混凝土在硬化和使用过程中, 由于各种物理和化学原因而产生体积收缩, 而体积收缩将导致混凝土中裂缝的产生和发展, 影响混凝土结构的防水性能。

2 自防水混凝土理论依据

混凝土的抗渗性与其密实度正相关。混凝土的渗透性取决于空隙率、孔结构、胶结材料及集料性能。多余水的残留可使混凝土成为具有密布不同直径的毛细孔、网状微孔以及由于干缩沉陷引起的细小裂缝的材料。影响孔隙率的因素有水灰比、集料的组成、水泥的品种、外加剂等。设法降低空隙率, 改善孔结构, 可以从配合比与外加剂这两个主要方面出发。

3 自防水混凝土的配制

目前常用的自防水混凝土按其配制方法可分为骨料级配法防水混凝土、普通防水混凝土、特种水泥防水混凝土、外加剂防水混凝土。骨料级配防水混凝土和普通防水混凝土, 一般1m3混凝土的水泥用量在320kg以上, 不经济。而骨料级配法对骨料要求严格不易满足。而特种水泥目前生产量小不能普通使用, 因此在工程中常采用掺外加剂的方法改善混凝土内部结构提高抗渗性。

3.1 配合比控制原则

根据富水泥浆法的机理, 采用较小的水灰比, 较高的水泥用量和砂率。根据规定, 水泥标号27.5级以上时, 水泥用量不得少于300kg/m3, 当水泥标号在32.5级以上并掺有活性粉细料时, 水泥用量不得少于280kg/m3;砂率宜为35%~45%, 灰砂比宜为1:20~l:2.5;水灰比不得大于0.55。普通防水混凝土坍落度不宜大于50mm, 泵送时入泵坍落度宜为100~400 mm。工程的水灰比为0.5, 水泥用量320kg/m3, 坍落度30~50mm, 砂率选择35%。具体应做到以下几点:

(1) 严格计量。对所有原材料严格检查, 尤其是对膨胀剂的用量, 称量误差控制在0.5%以下。 (2) 由于加入膨胀剂, 搅拌时间要增到l50~180s。为使其更好混合, 上料顺序为:石子、水泥及膨胀剂、砂子。先搅拌30~60s, 再加水继续搅拌。 (3) 按要求检查混凝上的坍落度, 控制在允许范围内。

3.2 加剂法控制原则

我国主要开展混合系防水剂的研究。这种方法是在混凝土中掺入适量品种的外加剂, 改善混凝土内孔结构, 割断或堵塞混凝土内各种孔隙、裂缝、渗水通道等, 以达到改善混凝土抗渗性的目的。造价低廉, 施工简单, 质量可靠, 应用较为广泛。

(1) 永凝液。混凝土永凝液渗透的喷雾型凝胶剂喷涂于混凝土, 与混凝土中的游离碱产生的化学反应, 生成稳定的枝蔓状晶体胶质, 能有效地堵塞凝土内部毛细空隙, 使混凝土结构具有持久的防水功能和更好的密实度及抗渗性。

(2) 膨胀剂。在混凝土中掺入一定比例的膨胀剂, 水化生成的水化物结晶体体积增大, 产生膨胀, 在早期发挥作用, 推迟了混凝土收缩产生的过程。同时产生自应力, 补偿了混凝土再硬化过程中的体积收缩, 提高了抗渗性。

(3) 引气剂。不但能使混凝土在搅拌过程中引入大量微小气泡, 而且这些气泡能较稳定地存在, 可切断连通毛细孔, 隔断渗水通道。毛细孔由亲水性表面变为憎水性表面, 从而阻碍了混凝土的吸水和渗水作用, 施工后的混凝土泌水沉降率降低, 从而使抗渗性得以改善,

(4) Fe Cl3防水剂。Fe Cl3防水剂能与水泥东化析出的Ca (OH) 2反应, 生成物可提高渗性, 同时也能提高混凝土的早期强度。此外, 掺入减水剂及三乙醇胺等也能改善混凝土的抗渗性能。

参考文献

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自防水混凝土抗渗性能的探讨 篇9

关键词：混凝土,抗渗性能,孔隙,离析现象

对于承受水压的混凝土工程和构筑物,为了达到防水要求,以往都在表面作卷材防水层,不但施工复杂,而且耐久性差。有些地下工程由于工程量大,埋置深,使用条件特殊等,一般的表面防水层已不能满足需要。如果能采用自防水混凝土,提高混凝土的自身抗渗性能,达到防水的效果,就可以省去防水层。一般可以通过混凝土组成材料的质量改善,合理地选择混凝土的配合比和骨料级配以及掺加适量的外加剂,减少混凝土内部的孔隙,堵塞混凝土内部的毛细孔通路,增加混凝土内部的密实性,来提高混凝土自身的抗渗效果。

1 混凝土渗水原因分析

1.1 混凝土的组成

混凝土的主要组成材料为水泥、砂、石子和水。水的作用是使水泥水化产生胶凝物质并变硬,使混凝土拌合物具有流动性。水泥的作用是和水结合成水泥浆。水泥浆包裹粗细骨料表面并填充骨料的空隙,在骨料间起润滑作用,使混凝土拌合物具有适合浇筑的和易性,并使硬化后的混凝土具有所需的强度和耐久性。

1.2 混凝土的孔隙

从混凝土的组成来看,它是一种非匀质材料,从微观结构上来看其属于多孔结构,其体内分布着许多大小不同的微细孔隙,因而它很容易渗水。要提高混凝土自身的抗渗性能,首先,要认识孔隙度形成及其对混凝土抗渗性能的影响,以便采取有效措施,减少孔隙的数量,改变孔的结构,提高混凝土的密实性。其次,要认识硬化过程中产生的微裂缝对混凝土抗渗性能的影响,以便采取有效措施,减少离析和收缩,避免裂缝的形成。

1.3 混凝土的离析现象

混凝土的离析是指混凝土拌合物中各组分分离,造成不均匀和失去连续性的现象。主要是构成拌合物的各种固体粒子大小、比重不同引起的。混凝土拌合物的离析大体上分为施工作业中产生的和浇灌后产生的两种。离析的产生与水灰比、石子的粒径有很大的关系,选用较小的水灰比和干硬性混凝土,再掺入适量的外加剂,可以有效地减少混凝土的离析现象,增大抗渗性能。

2 综合分析和提高混凝土抗渗性能的措施

2.1 水灰比

混凝土拌合物的水灰比对于硬化混凝土孔隙率的大小有直接的影响。水灰比越大,孔隙率越高。理论上,水泥硬化所需的水分大约占水泥重量的20%～30%。水灰比较小,混凝土密实性好,抗渗能力高,但和易性较差,施工困难,施工质量难以保证。因此,适宜的水灰比应在保证混凝土具有良好的抗渗性能的同时,还要具有适宜的和易性。根据现场的有关试验资料表明,水灰比从0.4增至0.7时,渗透系数增大100倍以上;水灰比超过0.6时,渗透系数有显著增加,抗渗能力急剧下降,所以抗渗混凝土的最大水灰比不宜超过0.6。在要求选择适宜水灰比的同时,必须控制混凝土的坍落度,一般宜取为3 cm～5 cm。这样既便于施工又能保证混凝土的抗渗性能。在一定的水灰比限值内,适当加大水泥用量,可以提高砂浆填充粗骨料孔隙的程度,从而提高混凝土的密实性,增强混凝土的抗渗性能。一般水泥的用量不宜少于300 kg/m3。

2.2 集料

石子最大粒径和砂率对于混凝土的抗渗性能也有影响。混凝土拌合物浇筑后,固体颗粒由于重力作用而下沉,水分被排挤上升,石子逐渐形成骨架;石子之间的砂子和水泥继续下沉,同时在水泥砂浆中又相继发生固体下沉,水分上升。随着这一过程的完结,骨料下部形成较大的孔隙,水泥颗粒之间又形成细微的孔隙,大大小小孔隙之间形成互相连通的网络组织,这些孔隙就成为渗水的途径。石子粒径越大,形成的孔隙越大,混凝土的抗渗性能越差。另外,在混凝土硬化过程中,石子不收缩,而石子周围的水泥浆则产生收缩,致使砂浆与石子接触面上产生一些微细裂缝。石子粒径越大,与砂浆收缩的差值也越大,这些微细裂缝也越大,混凝土的抗渗性能就越差[2]。一般石子最大粒径约40 mm。在限定石子最大粒径的同时,还应限定一定的砂率。在混凝土中是用水泥砂浆来包裹砂子并填充石子的空隙。砂率过高,势必增加水泥用量来包裹砂子,这样会使混凝土中的水泥和砂子的比重增高,使混凝土拌合物流动性增大,以致增大混凝土的离析和收缩,降低抗渗性能。砂率过低,则产生的水泥砂浆不足以包裹石子,在石子间容易形成空隙,密实性降低,渗透性增大,因此,抗渗混凝土中砂率的确定要适中,还必须和水泥用量相适应。根据我们在厦门地区的施工经验,在水泥用量不低于300 kg/m3的条件下,砂率宜取35%～40%。

2.3 水泥品种和外加剂

在其他条件相同的情况下,采用不同品种的水泥浇筑混凝土,其抗渗性能完全不同。一般防水混凝土工程使用的水泥要求抗水性好,析水性小,水化热低,抗侵蚀性强。纯水泥混凝土的强度高,而渗透性能较高;若掺入30%的矿渣或粉煤灰后,混凝土的渗透性就有显著降低[4]。故配制自防水混凝土时,选用水泥品种是至关重要的。综合比较而言,普通硅酸盐水泥比较适宜。

在混凝土中掺入适当的外加剂,能提高混凝土的抗渗性能。掺入一定数量的U形混凝土膨胀剂(UEA),利用混凝土的微膨胀来补偿收缩,减少由于收缩引起的开裂。同时,混凝土膨胀时,在钢筋中产生拉应力来约束混凝土的变形,避免或减轻了混凝土的开裂程度,从而提高混凝土的抗渗性能。掺入适量的粉煤灰时,因粉煤灰的活性成分与硅酸盐水泥水化时析出的大量氢氧化钙结合,生成比较稳定的硅酸钙水化物。这种水化物质在反应过程中体积胀大,可增加混凝土的密实度,提高抗渗性能。掺用引气剂的混凝土也能提高混凝土的抗渗性。

2.4配合比的选择

选择混凝土配合比的工作应尽早进行。配合比确定后,在备料储存中,水泥要注意防潮,一旦受潮,结块变质或超过保质期时,不能降低标号使用,否则将由于水泥水化作用不符合要求而影响混凝土的抗渗性。砂子和石子的含泥量应严格按照施工规范规定,限值在1%和3%以内,如果砂、石含泥量过高将加大混凝土的收缩,降低混凝土的抗渗性能。

2.5施工注意事项

在配制抗渗混凝土时,即使考虑了上述各因素的影响,使混凝土具有良好的组成,但也只有在合理的设计和精心的施工之下才能充分体现出来。尤为重要的是振捣密实和良好养护。振捣密实使混凝土尽可能地不产生施工孔隙,这是混凝土获得良好抗渗性能的必要条件;而良好的养护是防止抗渗混凝土出现裂缝的关键环节。由于抗渗混凝土水泥用量较多,收缩性较大,养护的重要性比普通混凝土更为突出。

3结语

混凝土自防水工程施工简便,抗渗性和耐久性优良,造价低廉等优点,与采用表面防水层相比,具有良好的技术经济效果尤其是对于形状复杂的大型防水混凝土工程,表面防水层很难达到理想的效果,一旦出现渗漏水,又不易找到直接渗漏处,因而难以修补。因此,目前采用混凝土自防水的工程越来越多,提高混凝土自身抗渗性能的问题也日益突出。

参考文献

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