自防水混凝土

自防水混凝土（共9篇）

自防水混凝土 篇1

1 混凝土渗水机理

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

[1]徐浩.自防水混凝土技术[J].混凝土, 1994, (2) :16-25

[2]肖红九, 张献文.自防水混凝土及混凝土防水剂[J].生产技术, 2004, 30 (22) :73-74

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[4]宋卓, 国建龙, 王桂忠.自防水混凝土的配制机理及应用[J].辽宁建材, 2007, (3) :25-26

[5]陈晓苏, 蒲军.自防水混凝土在工程中的推广和应用[J].科技情报开发与经济, 1994, (2) :13-15

自防水混凝土 篇2

一、编制依据

1、大庆奥林国际公寓G区B栋公寓楼工程的设计图纸。

2、《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）。

3、《黑龙江省建筑工程施工质量验收标准》DB23/724-2003。

4、工程做法

二、工程概况

三、施工准备

1、材料准备

1）水泥：采用油龙牌PO42.5普通硅酸盐水泥。2）工程砂：采用中砂，含泥量不得大于3％。

3）碎石：采用5～31.5mm碎石，含泥量不大于1％，吸水率不大于1.5％。4）外加剂：采用天津豹鸣股份有限公司产BM多功能复合抗裂防水剂及BMHZ泵送剂。

2、主要机具

搅拌机、翻斗车、手推车、振捣器、吊筒、溜槽、铁锹、灰槽、铁板、磅秤、计量容器等。

3、现场作业条件

（1）完成钢筋、模板的隐检、预检验收工作。须注意检查固定模板的铅丝和螺栓是否穿过混凝土墙，如必须穿过时应采用止水措施，特别是管道或预埋件穿过处是否已做好防水处理。木模板提前浇水湿润，并将落在模内的杂物清理干净。（2）根据施工方案做好技术交底工作。

（3）各项原材料须经检验，并经试配提出混凝土配合比。试配的抗渗标号应按设计要求提高0.2Mpa。每立方米混凝土水泥用量（包括粉细料在内）不少于32kg。水灰比不大于0.6。坍落度不大于5cm，如用泵送混凝土，掺外加剂应根据技术要求决定。

（4）地下防水工程施工期间继续做好降水排水。

四、施工要点

1、工艺流程

作业准备→混凝土搅拌→运输→混凝土浇灌→养护

2、混凝土搅拌

混凝土搅拌时必须严格按试验室配合比通知单操作，不得擅自修改。散装水泥、砂、石务必每车过磅，计量允许偏差：水泥、水、外加剂为±1％，砂石为2％。雨季施工期间对砂、石每天测定含水率，以便调整用水量。材料按石子、水泥、砂顺序倒入上料斗内，先干拌1min，再加水，加水后搅拌1～2min，坍落度控制在3～5cm之间，一般为3cm左右。

3、混凝土运输

混凝土从搅拌机卸出后，用翻斗车、手推车或吊斗及时运送至浇灌地点。运输道路必须经常保持平整，尽量减少运输的中转环节，以防止混凝土产生离析，水泥浆流失。混凝土运到浇灌地点有离析现象时，必须在浇灌前进行人工二次拌合。

4、混凝土浇筑

（1）底板应连续浇筑，不得留施工缝，在混凝土底板上浇筑墙体时，须将接缝表面清洗干净，再铺一层20～25mm厚水泥砂浆（即采用原混凝土配合比去掉石子）或同一配合比的减石子混凝土。浇筑第一步混凝土高度为40cm，以后每步浇筑50～60cm，按施工方案规定的顺序浇筑。为保证混凝土浇筑时不产生离析，混凝土由高处自由倾落，其落距不应超过2m，如高度超过3m，必须要沿串筒或溜槽下落。

（2）防水混凝土应采用机械振捣，以保证混凝土密实，一般采用插入式、平板式或附着式振捣器。用插入式振捣器，插入要迅速，拔出要缓慢，振动到表面泛浆无气泡为止；插点距离不大于50cm，严防漏振；结构断面较小、钢筋密集的部位严格按分层浇筑、分层振捣的原则操作；捣和铺灰应选择对称位置开始，以防止模板走动；浇筑到面层时，必须将混凝土表面找平，并抹压坚实平整。在浇筑地点制作抗压、抗渗混凝土试块。（3）防水混凝土底板应连续施工，不留施工缝，墙体一般只允许留水平施工缝，其位置不应留在底板与墙体交接处，应留在底板以上20～30cm处的墙身上；如需留垂直施工缝应留在结构的变形缝处；施工缝可做成企口缝、高低缝或加止水片；迎水面在低缝处，也就是外墙面做成低台阶；止水片按设计要求设置，设计无要求时在平缝中间埋止水钢板；钢板厚3～4cm，宽40cm。钢板搭接处用电弧焊连接封闭。

（4）施工缝新旧混凝土接缝处，继续浇筑前将其表面凿毛，清除浮浆露出石子，用水冲洗后保持湿润，铺一层20～25cm厚与墙体混凝土配合比相同的水泥砂浆或减石子混凝土，再浇筑混凝土。

（5）常温混凝土浇筑完后4～6h内必须苫盖浇水养护，3d内每天浇水4～6次，3d后每天浇水2～3次，养护时间不少于14d，墙体浇筑3d后将侧模撬松，宜在侧模与混凝土表面缝隙中浇水，以保持湿润。

五、质量标准

（1）防水混凝土的原材料、外加剂及预埋件等必须符合设计要求和施工规范及有关标准规定。

（2）防水混凝土必须密实，其强度和抗渗标号必须符合设计要求及有关标准的规定。抗渗试块单位工程不得少于2组，1组标准养护，1组同条件养护；养护期不少于28d，不超过90d。

（3）施工缝、变形缝、止水片（带）、穿墙管件、支模铁件设置和构造均必须符合设计要求和施工规范规定，严禁出现裂缝、渗漏。

六、成品保护

自防水混凝土抗渗性能的探讨 篇3

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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[2]滕智明.钢筋混凝土基本构建[M].北京:清华大学出版社,2008:32-35,10-13.

[3]章德彬.浅析高性能混凝土的原材料选择[J].山西建筑,2007,33(17):194-195.

自防水混凝土 篇4

质量的探讨

摘 要：本文 分析 了 影响 人防工程结构自防水质量的因素，探讨了提高结构自防水质量的控制措施，在结语部分归纳 总结 了提高人防工程结构自防水质量的“一个理念、一个重点、四项手段”的解决方案。

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。2001年新修订的《地下工程防水技术规范》（GB50108－2001）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。

2.4监督管理方面。对防水工程质量监督检查不严，未严格按有关规定进行工程全过程监督检查。图纸设计不够规范，设计审查不严。施工前未认真进行图纸技术交底，承包人未

掌握防水施工要点，不少人防工程在建设的关键环节和关键部位上，现场监督没有完全到位。对监理公司的监督管理不严，素质和技术管理水平不高，甚至存在无专项资格的监理。

3提高人防工程结构自防水质量的措施

3.1选用合理的结构形式。结构自防水是利用结构本身的密实性、憎水性以及刚度，提高结构本身的抗渗性能，它要求结构本身必须具备一定的刚度，而合理的结构形式是提高结构整体刚度的关键。因此，在结构选型方面，应根据防护要求、平时和战时使用功能、工程地质和水文地质条件等因素综合确定，避免结构平面突变或断面刚度突变，尽量使结构平面选型规整，借以提升结构的整体刚度。

3.2 科学 设计防止混凝土开裂方案。提高混凝土结构自防水性能关键是控制钢筋混凝土裂缝的产生，在地下工程防水设计中，应特别注重防止混凝土开裂的设计方案，从混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉结筋布臵、防止不均匀沉

降等方面减少和控制混凝土开裂。

3.2.1选择适宜的主体结构材料强度。提到防水混凝土质量，人们 自然 想到如何提高强度和抗渗等级，混凝土设计强度、抗渗等级越高，单位水泥用量也就越多，水泥水化产生的热量也高，收缩变形加大，结果导致混凝土结构开裂。因此，要根据使用功能、防水等级、工程埋深等，考虑适宜的人防地下室工程主体结构材料强度，混凝土强度等级不宜低于C30，但也不应过高，抗渗等级应根据工程埋臵深度在S6～S12范围内选用。

3.2.2合理选择混凝土原材料及配合比。一是正确选择水泥品种和用量。一般选用水化热较低的水泥，在保证混凝土强度和其他性能的前提下，通过优选砼配合比，尽量减少水泥用量。二是严格骨料质量，特别应重视粗骨料的选择，宜选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是掺用符合国家标准要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土，降低水化热，增加密实性，增强砼后期强度，提高砼的抗掺性和抗裂性。四是掺入适量的膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩防水混凝土不但可以减少混凝土在各龄期的收缩值，而且使混凝土在硬化过程中推迟了收缩的产生时间，提高了混凝土抵抗收缩应力的

能力，从而减少了收缩裂缝的数量。

3.2.3钢筋布臵的设计。一是适当增加墙体水平构造筋。墙体受力钢筋过多，水平构造筋过少是墙体容易开裂原因之一。为了防止这些裂缝的产生，可以采用螺纹钢筋，并适当减少水平构造筋的间距，增加墙体水平构造筋，以提高混凝土极限拉伸强度。二是合理设计拉结筋结构。在设臵拉结筋时，采用“梅花型”布臵，尽量少而精。双面配筋采用统一的模数确定钢筋间距，保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网。在拉结筋中间焊接止水环，或将拉结筋与模板拉杆二者结合起来，合设一个止水环。

3.2.4防止基础不均匀沉降。在开始设计前，要取得全面、准确的工程地质情况资料。在设计时应注意上部结构的均衡布臵，以减少上部荷载不均导致沉降差，地基基础设计以控制变形值为主，设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。岩溶和土洞有不同程度分布的人防工程，应对持力层范围内的岩溶、土洞进行相应处理，在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理 方法 不同处设臵沉降缝。

3.3提高防水混凝土的施工质量

3.3.1控制好原材料的质量。混凝土的原材料必须符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定。在施工前进场材料必须现场抽样检验，达不到要求不得使用，重点控制好水泥的用量、强度，砂石含泥量及级配，要通过增加优质粉煤灰等来减少水泥用量，避免混凝土实际强度超过设计强度，提高抗裂性能。

3.3.2把好混凝土浇筑、振捣关。混凝土应分层浇筑、分层振捣，相邻两层浇筑时间应根据气温情况合理确定，以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时，应使其水平均匀入模，并控制其自由倾落的高度。混凝土振捣前应先根据具体的结构物设计振捣点，振捣时间一般为10～30ｓ，以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和超振。

3.3.3选择合理的混凝土坍落度。实践证明，在同等条件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收缩越小，施工后主体结构出现的裂缝越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度应控制在120±20ｍｍ，目前，人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法，为控制坍落度同时又保证可泵性，应选择质量好的混凝土输送泵，最好选用进口混凝土输送泵。

3.3.4设臵、处理好细部构造。混凝土应尽量做到连续浇筑，不留或少留施工缝。施工缝的设臵，主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹，在施工缝处继续浇筑混凝土前，对接缝表面应进行凿毛处理,粘贴遇水膨胀止水条或中埋式止水带。因工程设计需要设臵后浇带的地方应提高施工质量，采用补偿收缩混凝土，其配合比应经试验确定，施工前，应将接缝面用钢丝刷认真清理，凿去表面砂浆层，完全露出新鲜混凝土后再浇筑。

3.3.5重视混凝土拆模及养护工作。抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料，早期强度增长一般较为缓慢，后期强度有较高的持续增长，因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同，混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2ｄ，严禁过早拆模。混凝土终凝后应进行养护，养护时间不少于14ｄ，以防止在硬化期间产生干裂。

3.4加强质量监督管理，把好设计审查、施工监督、竣工验收关

3.4.1坚持标准，严把设计审查关。要选择有资质的设计单位，提高设计质量。抓好施工图设计审查，对不符合人防工程建设设计规范、强制性条文及行业标准的施工图，提出

审查修改意见，由设计单位进行修改，经审核批准后方可施工。进行设计交底和图纸会审，使施工单位熟悉设计图纸，了解工程特点和设计意图以及人防工程施工的质量要求等。

3.4.2跟踪到位，严把施工监督关。人防工程质监部门要对建设、勘查设计、施工、监理单位在工程建设中作出的具体质量行为合法性进行监督检查，对每一项报监工程制定质量监督计划，对关键工序、关键部位、关键环节实行跟踪监督检查，采取 法律、经济、行政手段及时纠正 问题，严防不合格的工序质量形成或进入下一道工序。建设、施工单位要建立健全质量管理制度，设臵工序控制点，把好工程材料进场关，加强施工过程质量控制，杜绝随意变更设计和不按审查批准的设计图纸施工现象的发生，确保设计、施工方案和质量保证措施在实际工作的落实。

3.4.3规范管理，严把竣工验收关。利用人防工程竣工验收备案这一强制手段，强化监督管理，检查设计、施工等环节的工作成效，对存在的问题要求及时整改，使得不合格的工程不能备案，更不能投入使用。

4工程实践

某综合楼地上十二层，地下二层，建筑高度约56m，总建筑面积约10.41万m2，该工程地下一、二层为汽车库及配套设备用房，其中，主楼地下二层设有部分人防地下室，防水等级为一级。近年来，由于结构裂缝 影响 人防工程地下室正常使用的问题越来越突出，该工程一开始就对结构自防水问题认真对待，确定“综合治理，以混凝土结构自防水为主”的防水原则，重点对结构自防水采取了以下措施：

4.1强化地质状况调查，采用合理的主体结构形式。根据该工程所在地的地质情况，对持力层范围内的岩溶、土洞进行了相应处理，设人防地下室的主楼基础形式通过采用复合地基和调整桩基的桩长、桩数、桩径等来调整各部分的沉降量。地下室布臵规整，为现浇钢筋混凝土结构，从结构选型方面提高了结构整体刚度。

4.2优化配合比设计。混凝土配合比经与混凝土厂家反复试配后慎重决定。如C45、S8剪力墙1m3混凝土各种材料用量分别为：水泥340 kg、河砂649 kg、碎石1058 kg、粉煤

灰73 kg、矿碴73 kg、缓凝高效减水剂7.29 kg、水180 kg，即配合比为1：1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特点是通过掺入优质粉煤灰和矿碴(每m3混凝土掺入量达146 kg)，减少了水泥用量，降低了混凝土最高绝对温升，同时节约了成本。

4.3严格施工工艺和 方法。严格控制混凝土坍落度，当坍落损失后不能满足施工要求时，加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。严格控制混凝土入模温度，避免在高温时段灌注混凝土。主体结构施工时，采用合理振捣方法，拆模时间不宜过早，混凝土养护及时到位，采用混凝土养护自动喷淋系统。

4.4加强工程质量的监督。对设计中存在的问题提出了审查修改意见，经再次审核批准后施工。制定了该项目质量监督方案，对关键工序进行重点监督抽查验收。

该人防工程地下室建成近一年来，工程质量完好，未出现渗漏水现象，取得了良好的效果。

5结语

以上是多年来自己从 理论 到实践从事人防工程设计、施工、质监工作中的点滴体会，是对人防工程结构自防水问题的 研究 和探讨，总的来说可以归纳 总结 出提高人防工程结构自防水质量的“一个理念、一个重点、四项手段”的解决方案。即树立“混凝土结构自防水为主，防排结合”的理念；以防止混凝土开裂为重点，提高人防工程防水耐久性；采取“四项手段”：一是选择规整的结构平面形式，二是从混凝土强度选择、优化配合比、钢筋及拉结筋布臵、防止不均匀沉降等方面 科学 设计防止混凝土开裂的方案，特别是针对龙岩优质粉煤灰较多情况，在保证混凝土强度的前提下，减少混凝土中水泥用量，增加粉煤灰用量，三是提高防水混凝土施工质量，特别是在许可的范围内尽可能降低混凝土坍落度，把好混凝土浇筑、振捣、养护关，四是加强质量监督管理，做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全过程质量监督管理。希望能对提高人防工程结构自防水有所帮助，不当之外，请批语指正。

参考 文献 ：

[1] 中华人民共和国国家标准.GB50038－2005，人民防空地下室设计规范.[2] 中华人民共和国国家标准.GB50134－2004，人民防空工程施工及验收规范.[3] 朱祖熹.浅谈地下工程防水规范实施中的若干问题.施工技术2003.（03）

自防水混凝土 篇5

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

[1]游宝坤.结构防水理论与实践[J].中国建材科技, 1996 (6) .

[2]黄从云, 陈超, 付冰.聚合物改性修补水泥混凝土综述[J].山东建材, 2008 (1) :18-23.

[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.

自防水混凝土 篇6

一、工程概述

作为例子的地铁隧道总长大约五千米, , 按照相关文件的要求, 该隧道利用盾构方式掘进时, 防水等级必须要达到二级, 即要求仅仅隧道的结构表面可以有少许的水渍, 但是其他任何部分都不能够渗水, 总体的渗水面积需要控制在千分之六以内, 每一百平方内的水渍不可以大于四处, 单个的水渍的面积也需要控制在二平方分米之内。

因此, 想要却把该工程的盾构隧道施工能够达到防渗水要求, 就一定要把控制好管片的安装。从以前的一些实例发现, 如果管片安装的好的话, 那么管片就能够起到很好的防水效果, 但是如果没有安装好, 不仅会浪费成本, 还无法进行防渗水工作。所以, 针对这种情况一定要在各个环节中控制好管片的安装。针对本次施工要求, 需要加大隧道的整体硬度, 优化管片的承受力, 因此, 安装管片采取正确的拼装方式。

二、管片防水技术具述

为了能够符合规定的防水要求, 需要对管片自防水的施工中的每一个项目进行把控, 重点需要注意以下几点:

1. 管片自防水准备工作

首先防水要求一定要符合国家制定的标准, 如果存在不合格的现象就意味着很容易出现安全事故的问题。首先一定要在材料的选择上下一番功夫, 选择的原材料一定要质量过关, 其次在调配阶段一定要合理的进行配比, 所应用的部件、材料也要设计合理, 如果将不适配的零件安装上, 不仅会造成建筑不适应的情况, 还很容易产生松动。对于管片来说, 一定要做好质量监管工作, 管片作为防水的一个主要设备, 如果自身的质量出现问题, 那么即使再高超的技术也无济于事, 因此施工单位重点把控管片质量, 运输过程中要轻拿轻放, 防止因为受到较大力的作用而出现裂缝或者开口。管片当运输到施工地点时需要检查一遍, 下井时还需要再检查一遍, 避免问题管片被应用到防水工作中。

2. 拼装缝工作

管片的拼装缝是至关重要的一个步骤, 这一步骤决定着前期的准备工作是否得到有效的发挥, 后续的工作能否顺利的展开, 该工程为了做好这一步骤, 主要做了一下几个工作:在密封条、聚合剂的选取方面, 选择具有较高专业性、口碑良好、信誉良好的厂商;同时做好每一个防水材料的质量把控工作;在止水条的安全方面, 该工程采用的是粘贴的方式, 即在施工的现场进行粘贴, 同时保证粘贴的止水条一定要在进行安装之前的十二个小时以上;等待粘贴的面一定要保证没有灰尘、没有油渍、没有污迹、不湿润, 如果出现这些问题要及时做一定的处理, 防止因为这些问题而导致粘贴出现缝隙, 进而不牢固的问题。具体来说, 粘贴的流程应道按照下面的方式进行:根据管片的规格选择合适的止水条→对待粘贴的表面进行清理→添加粘贴剂→在封条的表面涂抹粘贴剂→进行粘贴工作→对粘贴面施加一定的压力使其粘牢。当粘贴工作完成以后拼装工作进行之前, 还有后续的保养工作, 即避免被雨水或者其他方面渗入;在转移或者进行安装的时候也要防止出现磕碰、粘贴不牢的问题。在进行安装时一定要防止对止水条的破坏, 正确管片安装的工作可以高效有质量, 如果总是反复的安装必定会给止水条造成损害。针对管片一些薄弱的部位, 需要加强处理, 避免出现渗水的现象。

3. 嵌缝防水

通常来说, 如果采用嵌缝的防水措施, 就需要用一些特定的材料, 第一步要将嵌缝进行处理, 保证里面没有任何的杂物, 第二步要涂抹一些合适的处理剂, 在铺上一层薄膜, 最后用调制好的材料进行填缝。该工程需要及逆行嵌缝的部位有三个, 首先是始发和到达洞口的那一段距离, , 每一个洞口段的三十米需要二十环的嵌缝;联络的通道段, 每一个联络的通道前后的十米左右需要十四个整环两个特殊环的嵌缝;别的一些盾构的洞段也要进行嵌缝。

4. 螺栓孔等防水

该工程中的螺栓孔的密封圈所应用的材料是遇到水就会膨胀变大的特殊材料, 这种方式的好处在于不仅能够通过高压实现防水, 还可以因为材料遇到水就会膨胀, 进而进一步保证了防水工作。还有一种是吊装孔的防水工作, 具体流程为:先进行注浆→注浆工作完成后对孔内进行清理→清理完毕后填入能够遇水膨胀的特殊材料→最后应用能够防止渗水的泥浆封住孔口。

三、质量控制

1.首先要对材料进行严格的把控, 因为材料是工程的主体, 如果材料不合格, 所有的工作做得再好也会出现问题。因此, 一定要做好防水材料的质量把控工作。在施工时, 无论是运输、粘贴还是拼装都要避免磕碰的现象。

2.进行粘贴工作时, 首先要认真清理待粘贴面的杂物, 保证表面是干净的, 粘贴要保证干燥, 不能收到水的侵入。因此在施工现场尽量设置一些能够防御的设备。

3.在进行微小动作的调整时, 不能够急躁, 保证拼装工作的质量, 避免出现拼装误差。可能小小的误差就会埋下非常大的隐患, 进而造成重大的损失。

四、结束语

文章通过具体的工程实例对防水技术进行详细的阐述, 地下渗水的问题一直以来都困扰着地下工程作业, 因此希望相关部门的技术人员能够不断的完善与优化隧道管片混凝土自防水技术, 争取能够保证地下隧道工程的顺利进行。也希望能够创新研发出更加高效可靠的技术, 进而更好的服务于人民。

参考文献

[1]席占雨.结合实际工程探讨隧道防水施工技术[J].建筑工程技术与设计, 2015, (32) :241-241.

[2]刘海达.隧道防水若干问题的探讨[J].建筑工程技术与设计, 2015, (11) :745, 940.

自防水混凝土 篇7

防水混凝土有一个非常明显的特征, 那就是其密实性往往较好, 正是因为其有着良好的密实性, 所以才使得防水混凝土具有了防水的特性。而结构自防水混凝土又不同于普通的防水混凝土, 结构自防水混凝土是在普通的混凝土内添加了适量的UEA膨胀剂, 然后再外掺减水剂而产生的一种混凝土。结构自防水混凝土往往没有内、外防水层, 其自身就是防水层承重结构, 结构自防水混凝土是通过在普通混凝土配比的基础之上添加外加剂而达到抗渗防水效果的。所以说结构自防水混凝土在施工方面并没有什么特殊的要求, 其操作十分简便, 而且还能够有效的改善混凝土的结构, 使得混凝土的密实性得到有效的提高, 最后还大大的提高了混凝土的各项力学性能和耐久性能。除此之外, 由于结构自防水混凝土取消了内外防水层, 所以使得混凝土每平方米防水面积的造价得到了有效的降低。而且从技术的角度来看, 内外防水层也是治标不治本的, 不能够从根本上对防水抗渗的问题加以解决, 但是自防水混凝土则可以有效改善结构的防水问题, 使得防水的内在质量得到了有效地提高, 所以说结构自防水混凝土所产生的社会效益是十分巨大的。

2 工程出现渗漏的原因分析

2.1 混凝土配合比对结构自防水的影响

结构自防水混凝土是否能够起到有效的防水作用, 对于其配合比的设计是十分重要的, 如果混凝土的配合比设计合理, 那么就能够起到很好的防水抗渗效果, 但如果配合比设计不合理, 则不能够起到相应的防水作用。但是往往在设计的施工过程中, 由于管理不当, 或者是操作人员的专业素质差和责任心不强等一系列的原因, 会造成原材料及外加剂的选择不当和计量不准等问题, 这就会直接的影响到混凝土的配合比设计的准确性, 从而使得混凝土不能够达到相应的防水目的。除了人为因素的影响之外, 还有一些其它的客观原因也可能会使得配合比不够合理, 比如说在运送商品混凝土的途中可能会花费大量的时间, 这样混凝土的坍落度损失就会过大, 运送到施工现场的时候往往是满足不了施工技术要求的, 所以一些施工人员就会向泵车中加入一些水, 使得水灰比增大, 但这样就会使得原有混凝土的配合比发生改变, 从而使得混凝土的防水性能和各项力学性能有所降低。还有一些商品混凝土的配合比本身就不够准确, 所以混凝土浇筑的时候往往会出现离析的现象, 这样就会进一步造成地下室墙、柱的根部出现较大面积的蜂窝和麻面, 进而出现漏水的问题。除此之外, 如果在泵送混凝土的时候外加剂选择不当, 有可能会造成堵泵, 进而使得混凝土的防水效果较差。

2.2 施工中布料与振捣对防水性能的影响

在结构自防水混凝土施工过程中, 施工布料也是一个十分重要的任务, 许多问题往往都是由于布料不够周全而引起的。如果布料过于混乱和不分层次、地段, 浇筑的面积过大或者过小都会造成施工冷缝。而要使得混凝土具有良好的防水功能, 就必须要科学的安排施工操作人员, 在进行布料时, 每一个布料点都必须有专门的工作人员负责, 对操作人员的施工进行监督和指挥, 在混凝土的浇筑过程中, 务必要分层均匀的布料, 而且布料的厚度也必须符合相应的规定。

除此之外, 混凝土振捣的好坏也直接影响着混凝土的防水性能, 所以说在对混凝土进行振捣的时候, 必须要严格的按照施工规范来进行, 振捣棒一定要快插慢拔, 当表面有浮浆时即可停止振捣。而且对于振距的把握一定要准确, 不能够出现漏振或者过振的现象, 混凝土的振捣应该以把混凝土振捣密实为度。对于坍落度较大的商品混凝土, 在振捣时振捣的时间应该短, 防止因振捣时间过长而对混凝土的匀质性产生影响。在施工的过程中, 一定不能够用振捣棒来代替布料, 如果有些地方钢筋过于密集, 振捣棒插不下去, 就可以采用离筋振捣后钢筋复位的方法来进行振捣, 而不应该以振捣钢筋来对振捣混凝土进行替代, 尤其是结构钢筋的振动, 会使得已经初凝的混凝土与钢筋之间的粘结力遭到严重的破坏, 这样不仅仅会对混凝土的防水效果造成影响, 同时还会影响钢筋混凝土结构的力学性能。

众多的工程实践表明, 只有精心的组织施工, 对施工进行明确的分配, 而且工作人员也应该认真负责, 监督人员要严格的进行控制和把关, 按照相关的操作规程来进行施工, 这样才能够做出优质的结构自防水混凝土工程, 起到良好的抗渗防漏的作用, 同时还能够有效的加快施工的进度, 使得工程成本大大降低。

2.3 施工缝的处理和设置对防水性能的影响

在进行混凝土的施工时, 由于技术上的需要或者施工的需要, 在进行浇筑的时候往往都会出现许多的施工缝。比如说在高层建筑的大底板混凝土的浇筑过程中, 其底板厚度一般都是在一米以上, 而且方量非常大, 此时应该用输送泵和管道进行混凝土的传输, 而且混凝土的坍落度往往较大, 所以必须要避免混凝土层与层之间出现冷缝, 这就需要在施工前进行周密的考虑和施工组织。此外, 在施工的过程中, 往往由于劳动作业的时间过长, 操作人员可能没有对泵管进行及时的装拆, 当第二层混凝土进行浇筑时, 原来的混凝土就可能已经凝结, 从而使得底板出现渗水的情况。在地下室的外墙和有抗渗要求的内墙, 其水平施工缝往往是普遍存在的, 所以要对这些施工缝引起足够的重视, 防止因为施工缝的存在而出现渗水的情况。

3 结束语

根据上面的分析, 我们不难发现对于房屋建筑而言, 混凝土配合比、施工缝设计、施工布料和振捣都会对地下室结构自防水混凝土产生影响, 有可能导致其出现渗水的问题, 并且这些因素往往都是相互联系的, 所以在施工的过程中不能够单独地强调某一个因素, 而要对所有的因素进行综合的考虑, 从而使得结构自防水混凝土能够达到的防水效果。

摘要：所谓防水混凝土, 指的是本身具有良好的密实性, 因此使其成为具有一定的防水能力的整体式混凝土。对于房屋建筑而言, 其地下室的外墙和底板是极其容易受到土中水和地下水侵蚀的, 所以说在房屋建筑的设计中, 防潮防水就成为了地下室设计中需要解决的一个非常重要的问题。文章就房屋建筑的地下室结构自防水混凝土出现渗漏的原因进行了一定的分析, 并且针对这些原因提出了一些改进的措施, 以期为解决地下室结构自防水混凝土渗漏问题提供一些参考。

关键词：地下水结构,自防水混凝土,渗漏

参考文献

[1]谢伟珍.浅谈地下室结构自防水及裂缝控制施工技术措施[J].科技风, 2013 (15) :164.

[2]高常伟.地下防水工程自防水混凝土渗漏原因及预防措施[J].科技创业家, 2013 (11) :23.

自防水混凝土 篇8

随着经济社会的发展, 土地资源日益匮乏, 人们越来越重视利用地下进行发展, 如地下铁路、地下商场、地下停车场等各种地下建筑物。这些地下建筑物都有一个共同特点:即地下工程防水。地下工程防水主要是防止地下水位对建筑物经常性浸蚀渗透作用, 其施工质量的好坏, 直接关系着建筑物的使用寿命和使用条件, 一般情况下地下工程防水分为两类:①混凝土结构自防水;②附加防水层防水。

1 自防水混凝土防水原理

(1) 高抗渗能力。混凝土是非匀质材料, 它是通过孔隙和裂缝进行渗水, 调整其配合比, 抑制了孔隙的形成, 切断了混凝土渗水通道, 从而提高了混凝土的密实度和抗渗性能。

(2) 掺外加剂的防水混凝土在混凝土中加入外加剂后, 减少了凝土的结构缺陷, 使其结构密实, 从而达到防水的目的。

2 防水混凝土原材料的质量控制

(1) 水泥。水泥质量必须符合国家现行规范标准的规定, 标号不低于32.5级, 不得使用过期或受潮结块的水泥。

(2) 砂、石。防水混凝土用砂石除应符合质量标准的规定外, 还应符合下列规定:石子最大粒径不宜大于40 mm, 所含泥土不得呈块状或包裹石子表面, 含泥量控制在1%内, 砂宜用中砂。

(3) 水。水要采用净化水, 施工前对采用水进行检验, 不合格者严禁使用。当采用其它水源时, 水质应符合国家现行标准规规范的规定。

(4) 混凝土中掺用外加剂时, 其质量应符合国家现行标准《混凝土外加剂》GB8076等和有关环境保护的规定。

3 混凝土的搅拌

防水混凝土严格要求使用机械搅拌, 搅拌时间不应少于2分钟。搅拌前要将试验室提供的配合比在考虑砂、石含水率后换算为施工配合比及每盘用量。对于混凝土所使用的各种原材料都要采用计量器具计量, 不能随意乱加。拌制混凝土时, 上料按照一定的顺序, 不能随便投料。对于掺外加剂的混凝土, 其外加剂应用拌和水均匀稀释, 不得直接投入, 其搅拌时间可延长至3分钟。防水剂的添加由专人操作。

4 混凝土的浇筑

(1) 底板混凝土应连续浇灌, 不得留有施工缝, 除了采用插入式振捣器振捣外, 底板表面尚须用平板振捣器振捣密实。所有钢筋一律用水泥砂浆垫块支垫, 保证钢筋不外露。

(2) 地下墙体, 当混凝土自由下落高度大于2 m或在竖向结构中浇筑高度超过3 m时, 应采用溜槽或溜管下料以防止发生离析现象, 并在底部填以50～100厚的与混凝土成份相同的水泥砂浆, 且混凝土的水灰比和坍落度, 随浇筑高度的上升, 根据现场情况递减。对于分层浇筑, 则要分层振捣密实, 在前层混凝土凝结前, 将次层混凝土浇筑完毕, 以保证混凝土的密实性和整体性, 分层的厚度应使混凝土振捣密实为原则。

5 特殊部位的处理

(1) 底板不得留有施工缝。墙体一般只允许留设水平施工缝, 其位置不应留在剪力或弯矩最大处或与侧壁交接处, 一般宜留在高出底板上表面200 mm的墙壁上。对于施工缝除了可以采用企口施工缝外, 还可以采用金属止水片或膨胀止水条。对于膨胀止水条, 在混凝土浇筑前严禁与水接触, 以免泡水膨胀而失效。

分层浇筑时, 上层混凝土振捣时要将插入式振捣器插入先浇筑的混凝土表层50～100 mm, 使分层所浇混凝土不存在“结合面”。振捣器的抽出速度不能太快, 避免混凝土中留有因振捣所产生的汽泡存在。浇筑上层混凝土时为了避免混凝土振捣后表面积水产生裂缝, 采用表面吸水多次抹压的方法, 即采用刮杠将表面积水集中吸排, 再经过2～3次木抹抹压, 保证了混凝土表面没有干裂。

为了接缝严密, 在继续浇筑混凝土前, 应待已浇筑的混凝土达到1.2N/mm2强度后, 清除施工缝表面的水泥薄膜和松动石子或软弱混凝土层, 经湿润、冲冼干净, 再抹水泥浆或与混凝土成份相同的水泥砂浆一层, 然后再浇筑混凝土, 细致振捣密实, 使新旧混凝土结合紧密, 从而防止了混凝土的渗水。

(2) 防水混凝土结构施工时, 固定模板用的铁丝或螺栓, 不宜穿过防水混凝土结构, 若固定模板用的螺栓必须穿过防水混凝土结构时, 应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。拆模后螺栓留在混凝土内, 外露螺栓的根部, 剔除20 mm的深缺口, 用气焊烧断螺栓, 再用防水砂浆将缺口堵抹严实。

现举例说明螺栓选择:某一施工单位在浇筑地下室混凝土墙, 墙高4.5 m, 施工时, 温度为20 ℃, 混凝土坍落度为50 mm, 浇筑速度为6 m/h, 掺有缓凝剂, 螺栓分布水平间距为400 mm, 竖向间距为500 mm, 试选择合适的固定模板用的螺栓。

(3) 模板侧压力的计算。

1) 新浇混凝土对模板的侧面压力:

P=0.4+150/ (T+30) ×Ks×Kw×V1/3

P=2.5H

(以上取小值)

式中 P—新浇混凝土的最大侧压力, (T/m2) ;

V—混凝土的浇筑速度, (m/h) ;

T—混凝土的温度, (℃) ;

H—混凝土侧压力计算位置处到新浇混凝土顶面的总高度, (m) ;

Kw—外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取1;掺有缓凝作用的外加剂时取1.2;

Ks—混凝土坍落度影响修正系数。当混凝土坍落度小于3 mm时取0.85, 5～9 cm时取1;11～15 cm时取1.15。

T=20℃ Ks=1 Kw=1.2

V=6m/h

P1=0.4+150/ (20+30) ×1×1.2×61/3

=0.4+6.542

=6.942T/m

=6.942kg/m2

P2=2.5×4.5=11.25T/m2

=11250kg/m2

取最小值P1=6942kg/m2

2) 倾到混凝土时产生的侧压力:

p3=400kg/m2

则模板侧压力:

P总=6942+400=7342kg/m2

混凝土侧压力计算分布图形如下图1所示:

螺杆选择:水平间距400 mm, 竖向间距500 mm, 单杆受力为:P=7342×0.9×0.5=3303.9kg

42×3.14×R2≥3303.9

R≥5.01

则选用Φ12螺杆按分布要求即可满足。

6 施工注意事项及成品保护

(1) 把好原材料质量关, 确保混凝土质量。

(2) 加强混凝土配合比计量工作, 根据现场砂石含水率, 换算施工配合比, 及时地检查混凝土的坍落度。

(3) 制定实行产品保护制度, 防止意外事故破坏成品, 而导致渗漏。

(4) 混凝土施工完后, 尽快回填土方, 防止外墙受温度变化而干缩裂缝, 导致渗漏。

摘要：防水混凝土结构除了使其构造设计、材料选择合理之外, 更重要的是施工质量, 施工中每一个环节都直接影响着结构防水质量, 必须严格控制。本文针对地下防水工程的施工方法和质量控制进行了论述, 为保证地下防水工程的施工质量提供了依据。

关键词：地下防水,自防水,混凝土

参考文献

[1]GB50208-2002, 地下防水工程质量验收规范[S].

[2]沈春林, 詹富民.防水工程实例手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

自防水混凝土 篇9

关键词：长大隧洞,衬砌结构,混凝土自防水技术,CSA防水剂

1 工程介绍

辽宁省大伙房输水工程从辽东的桓仁县浑江引水至桓仁水库,再以隧道封闭式自流引水至新宾县苏子河,借助重力作用,下流入抚顺市境内的大伙房水库,向抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦、大连等7座严重缺水的城市供水。工程建成后,每年将增加17.8亿m3的水量,能大大缓解各城市的用水压力,改善水质,避免超抽地下水引发地表沉降,保护生态环境。工程投资52.18亿元人民币,隧道总长85.32 km,建成后将超越目前公认最长的瑞士歌塔德隧道(总长50.76 km),成为世界最长的输水隧洞工程。

大伙房输水工程全部采用隧洞和管道封闭输水,由特长隧洞(包括14个支洞)和进出口建筑物组成,设计断面为圆形,洞径为8.03 m,引水流量为70 m3/s,采用TBM掘进机与钻爆同时掘进的施工模式,其中钻爆法施工段长度近27 km。在修建过程中,曾遭遇坍方、涌水、涌砂等灾害,工程异常艰巨。

隧洞内地下水通过衬砌流失会引起隧洞周围围岩的疏松和软化,恶化衬砌结构的受力状态,引起地下水位下降,影响工程的正常使用,还会带来生态环境破坏等问题。为此,现行的隧道防水规范对隧道及地下工程提出的防水要求很高,原则为“以堵为主,堵排结合,限量排放,甚至零排放”。作为世界第一长输水隧洞的大伙房输水工程,不能允许地下水通过衬砌流失。因此,针对隧洞六河段富水地段,成立了项目研究课题组开展了二次衬砌结构自防水混凝土的技术研究。

2 衬砌结构自防水混凝土技术研究

2.1 防水混凝土技术概况

国内外常把结构自防水作为防水的重要手段。混凝土自防水技术的成功应用,可以避免工程中采用过多的防水措施,简化防水程序。依靠混凝土结构自防水的关键是施工时必须确保混凝土密实并控制混凝土不产生裂缝,消除普通防水混凝土存在的收缩开裂现象。我国目前研究开发的补偿收缩混凝土,是在水泥中掺入使混凝土具备抗裂、防渗功能的复合外加剂拌制而成,通过材料和施工两方面采取措施使混凝土起防水的作用。掺加复合外加剂的防水混凝土可以达到比较理想的抗裂、防渗效果,可以保证二次衬砌混凝土自防水的有效性。

2.2 防水混凝土的设计原则

为保证隧道及地下工程防水的效果,防水混凝土的抗压、抗渗等级应根据工程具体情况及要求合理确定,而不是混凝土的强度等级愈高愈好,尤其高强度混凝土的水泥用量偏高,致使混凝土收缩增大而出现裂缝,造成渗漏。除此之外,简单地依靠抗渗等级的提高来解决混凝土的防渗问题也是不科学的,通常混凝土的抗渗等级很容易达到设计的要求,而渗漏水的问题依然未得到解决,究其原因是混凝土裂缝未得到控制,渗漏水从微裂缝中流出,致使防水混凝土不防水。因此,必须选择适当的添加剂,控制混凝土裂缝的产生,提高混凝土的密实度。

2.3 防水混凝土添加剂

2.3.1 作用机理

外加剂防水混凝土是依靠掺入少量有机或无机外加剂来改善混凝土的和易性,提高其密实性和抗渗性,以适应工程防水需要的一种防水混凝土。

早期的混凝土外加剂以单一的组分为主,如:减水剂、加气剂、膨胀剂、早强剂等。单一外加剂防水混凝土存在防水功能不足的缺憾。随着科技的发展,我国近年来开发了多功能综合型复合高效混凝土添加剂,弥补了单一混凝土外加剂的不足,具有明显的优势。目前在城市地下工程以及隧洞工程中,较常使用的是多功能综合型复合高效混凝土添加剂。

2.3.2 外加剂的选择

本工程选择了满足衬砌混凝土抗裂、防渗、防水等性能的几种复合型添加剂及膨胀剂,如CSA混凝土抗裂防水剂、YF-3型多功能复合微膨胀剂、JM-PCA(Ⅰ)混凝土超塑化剂,经综合比较,结果如下:CSA混凝土抗裂防水剂具有高效膨胀抗裂防渗、高效减水增强、凝结时间可调可控、塑性膨胀及防渗减缩性能好、不泌水、不离析以及可泵性良好等特点,可用于大伙房长大输水隧洞衬砌抗裂防水混凝土的配合比设计中。

2.4 CSA混凝土抗裂防水剂

2.4.1 材料介绍

CSA混凝土抗裂防水剂是由多种有机和无机组分配制而成的多功能刚性防水材料,其中不仅含有高效膨胀抗裂组分,而且配有塑性膨胀及防渗减缩组分,成功地将塑性膨胀、硬化后的膨胀与减缩有机结合,达到防水与抗裂的双重目的。利用CSA混凝土抗裂防水剂可以配制成同时具有防渗、抗裂、减水、缓凝、早强、高强、防冻和可泵送等功能的外掺剂,其作用原理如下:

1)抗裂作用:CSA混凝土抗裂防水剂中的Ca O、C4A3S、Ca SO4等物质,可随着混凝土中水泥水化过程的进行与水发生反应,形成钙矾石,此反应过程伴随着充足的体积膨胀。由于混凝土受钢筋和自身产生的强度的限制,不至于产生明显的外观体积膨胀。但抗裂防水剂产生的膨胀在混凝土内部却产生了一定的膨胀应力,当混凝土由于干燥产生收缩应力时,该膨胀应力释放,抵消或补偿干缩应力,除减少混凝土的塑性收缩外,对于硬化后的混凝土所产生的微膨胀,还可补偿或减少混凝土的体积收缩。CSA混凝土抗裂防水剂中含有的防渗密实组分和减缩组分,使得混凝土后期收缩小,混凝土的密实性比只掺加膨胀剂的混凝土的密实性进一步提高,从而避免混凝土产生裂缝。

2)防水作用:抗裂防水剂的膨胀使混凝土本身由于内部水化产物的相互挤压而密实;抗裂防水剂中的防水组分随着水泥水化过程的进行产生细小的颗粒,填充了混凝土的微细孔,也起到增加混凝土密实度的作用。上述两种密实作用的共同效果,使得混凝土的密实度得到大幅提高,有效地提高了混凝土抗渗防水性能。

2.4.2 品质指标

CSA混凝土抗裂防水剂为粉状物,低碱、无氯,对钢筋无锈蚀作用;细度(0.315 mm筛余)≤15%;含水率≤5%;水泥净浆流动度≥200 mm;掺量:8%~10%(内掺,取代胶凝材料量)。

2.4.3 技术性能

水泥中掺入8%~10%的CSA混凝土抗裂防水剂,可产生0.2‰左右的微膨胀,补偿或减少混凝土的体积收缩;CSA混凝土抗裂防水剂的膨胀稳定期短,一般14d后不再有明显的膨胀,对混凝土后期强度无影响;掺CSA混凝土抗裂防水剂可明显提高混凝土的抗渗性,可使混凝土抗渗标号高达P30;可大幅提高混凝土的黏聚性,使大流动性的混凝土不离析不泌水。

根据工程需要,CSA混凝土抗裂防水剂可配入减水和缓凝组分,与不掺CSA抗裂防水剂的混凝土相比,减水率提高至16%~20%,混凝土坍落度提高10 cm以上,凝结时间延长6~18 h,可配制出不泌水、不离析并具有良好可泵性的防水混凝土。

2.5 性能测试

在实验室内对CSA混凝土抗裂防水剂进行了性能测试,见表1—3。

从性能测试的结果可以看出:CSA抗裂防水剂的各项性能均能达到标准要求;添加量在8%以上时,各项性能就达到了比较好的水平;抗裂防水剂对各个厂家生产的水泥都有较好的适应性。

2.6 防水混凝土配合比设计

本试验中对掺用CSA抗裂防水剂并结合提高密实度的综合措施拌制的混凝土进行试验,抗渗压力达到3.51 MPa时,试件未发现透水现象,抗渗标号最高达到W35,远超出设计要求抗渗W6,抗渗效果明显,说明了该项技术的可靠。

在实验室试验成果的基础上,详细比较了各种外加剂的相关性能,课题组选用了CSA抗裂防水剂配制防水混凝土。配合比设计以实验室试验与现场试验相结合的方式进行。所选用的CSA混凝土抗裂防水剂具有替代水泥、减少用水量的作用(可以作为掺和料计入胶凝材料的总量),故试验取用水泥的量为274 kg,比规定的280 kg少了6 kg,水灰比定为0.435。在大伙房六合段输水隧洞现场试验实施时,考虑到满足规范和设计的要求,将水泥用量调整为300 kg以上。

2.6.1 自防水混凝土技术标号

选择D&B3施工段为现场试验施工段。按施工要求,D&B3施工段衬砌混凝土技术标号见表4。

2.6.2 自防水混凝土配合比试配强度的确定

根据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T 5330—2005)及《水工混凝土施工规程》(DL/T 5144—2001)和现场施工管理水平等因素,确定混凝土配合比的试配强度,如表5所示。

2.6.3 自防水混凝土配合比的确定

大伙房D&B3施工段自防水混凝土配合比,以前期实验室试验的配合比为基准,原材料依据《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T 5330—2005)及《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150—2001)有关要求,结合现场实际情况,进行骨料级配的选择、混凝土砂率及单位用水量的确定。经试配调整、分析校正,优选出自防水混凝土施工配合比,见表6。

按规范的要求,进行了抗压强度、抗渗、抗冻性等试验,其性能结果均满足设计要求。

为确保结构物不渗不漏,施工过程中要特别注意浇捣密实和养护精细。

2.7 技术成果应用

在实验室研究的基础上,课题组选择了辽宁大伙房输水隧洞六河段衬砌混凝土渗漏水较严重的8号洞上游进行施工现场试验。试验采用掺加CSA抗裂防水剂、粉煤灰和调整混凝土配合比配方的方法,以达到控制裂缝产生的目的,提高混凝土衬砌结构自防水的能力。

本试验段共进行了3个浇筑段的试验,各试验段的内容如下:

试验段1:为空白对照段(不添加粉煤灰和CSA抗裂防水剂),里程桩号K15+900~15+912;

试验段2:为不添加粉煤灰只掺加CSA抗裂防水剂试验段,里程桩号K15+912~15+924;

试验段3:为添加粉煤灰和掺加CSA抗裂防水剂试验段,里程桩号K15+924~15+936。

上述浇筑块混凝土模板拆除后,混凝土表面光洁细滑未出现裂缝及渗漏水,外观质量良好。

现场试验结果:掺加CSA抗裂防水剂和粉煤灰的试验段,拆模后未见漏水点;只掺加CSA抗裂防水剂的试验段,拆模后仅有3处漏水点(2处点状渗水,1处横向裂缝渗水);不掺加CSA抗裂防水剂和粉煤灰的试验段,拆模后有10处漏水点(8处点状线流式出水,2处横向裂缝面状线流式出水)。现场试验照片见图1—4。

2.8 结果讨论与经济性分析

实验室与现场试验的结果表明:

1)掺入抗裂防水剂不仅可以减少混凝土的塑性收缩,还可以减少混凝土硬化后的体积收缩;

2)混凝土的密实性比掺膨胀剂的混凝土高,而且可以大大提高混凝土的抗渗标号(大于P30);

3)掺入抗裂防水剂的混凝土黏聚性好,不离析、泌水,有效防止蜂窝麻面的出现;

4)掺入抗裂防水剂的混凝土膨胀稳定期短,14 d后不会再有明显膨胀,对混凝土后期强度无影响,治本效果明显,可达到混凝土抗裂防水的目的,节省了大量的后期渗漏水整治费用,综合效益显著。

根据每m3混凝土使用的水泥、CSA抗裂防水剂、粉煤灰等现场材料(其余材料的费用变化及影响不大,故不予以计入)的价格计算,每m3混凝土费用增加约39元(只掺加CSA抗裂防水剂)~41元(掺加CSA抗裂防水剂、粉煤灰)。鉴于前期在混凝土浇筑中所增加的费用远比后期对混凝土裂缝及出水点的治理耗费的人力、物力低,后期治理难度高且效果有限,因此采用抗裂防水混凝土技术能够取得显著的社会效益和经济效益。

3 技术成果推广

大伙房输水隧洞工程中,以第一阶段试验成果为基础,由业主单位指定从2006年6月4日开始使用自防水混凝土,在D&B3施工段8号洞进行连续浇筑。截止至2006年6月20日,延续试验共进行了11个浇筑段的自防水混凝土浇筑,其中8号洞上游6个浇筑段,下游5个浇筑段。经对比,第二阶段共浇筑的11段自防水混凝土外观质量明显优于未采用自防水混凝土的块体,混凝土各项性能指标均满足设计要求。

根据自防水混凝土在大伙房D&B3施工段8号洞、7号洞的现场试验结果来看,自防水混凝土较普通混凝土相比混凝土自身抗裂及防水能力增强,混凝土表面光洁度显著提高,各项性能指标均满足设计要求。经业主、设计单位、监理单位批准,大伙房D&B3施工段自防水混凝土研究成果正式用于生产,并作为优秀科研成果项目在全线隧洞富水地段二次衬砌混凝土中进行了推广,取得了成功。

4 结论

辽宁省大伙房输水工程长大隧洞富水地段二次衬砌防水混凝土的浇筑中,在混凝土中掺入CSA抗裂防水剂(复合型)和粉煤灰等材料,有效控制了裂缝的产生,提高了混凝土的密实度,达到了抗裂防渗的目的,防水效果明显,经济合理。