新型納米防水水泥材料在天津某五星級酒店地下防水工程的應用

劉 炯

（華東建筑設計研究院有限公司，上海200002）

0 引言

防水工程是建筑工程中的一個重要組成部分，是保證建筑物和構筑物不受地下水侵蝕，對建筑物的使用功能和耐久性具有重大影響。通常情況，地下工程防水是根據防水等級分別采用剛性、柔性防水材料或剛、柔性防水材料結合的方式進行防水設計和施工。本文結合實際工程，介紹采用可灌入的、水泥基的、滲透結晶型的、無機防水材料——“納米防水水泥”作為防水及增加混凝土自身缺陷修復的復合材料運用，從而達到良好的防水效果。

1 傳統地下混凝土結構防水的理念及存在的缺陷

傳統的地下混凝土結構的防水，就是采用柔性防水卷材、剛性防水涂料或兩者結合，通過“包裹”的方法對結構整體的封閉，使地下水無法通過“包裹”層，侵入混凝土中。

實際施工案例表明，這種方法存在很大弊端，首先是柔性防水材料受使用年限的限制，必先早于結構主體的使用年限而失效；其次當受到氣候因素（季節）、施工因素、工期因素等影響，會產生施工偏差，這種施工產生偏差只要出現在防水層的任何一處，甚至是某“點”的破壞，都可能造成整個防水層的失效。地下水會從破壞了的部位，在水壓作用下，源源不斷地沿防水層與結構之間的縫隙蔓延，并從混凝土結構的缺陷處，流滲到地下防水結構層中。隨著地下空間技術的開發與應用，地下工程規模越來越大，越來越深，且結構上也越加復雜。單靠運用傳統的外“包裹”防水工藝，既適應不了施工進度的需要，也很難保證對復雜結構在使用年限和質量上能達到更高的要求。

2 地下混凝土結構防水的新理念

雖然傳統方法無法滿足人們日新月異的技術要求，但隨著科學的發展，新材料的研發，新技術的運用，把混凝土的缺陷從結構的內部加以修復，從而解決抗滲防水關鍵問題，成為可能，于是就產生了——納米防水水泥和涂層，這一新型地下混凝土結構防水的新理念。

2.1 納米防水水泥簡介

納米防水水泥是一種可灌入的、水泥基的、滲透結晶型的無機防水材料。在某工程地下三層的防水、抗滲的實踐施工中可知：

首先，其可灌性好，能保障材料被灌入到＞0.2 mm的混凝土的孔隙中，從而解決水的大量滲漏的問題。

其次，其滲透結晶的性能能使小于0.2 mm的孔隙自愈性地封閉，從而解決水的微滲漏問題。

第三，由于其是一種水泥基的材料，可利用水泥的水硬性反應，使灌入的材料能夠在水中形成一定的強度，并與混凝土體形成“聯結式”的一體形態，從而達到防水材料與結構主體材料共同的使用年限。

2.2 納米防水水泥性能指標（見表1）

表1 納米防水水泥性能指標一覽表

2.3 納米防水水泥作為防水材料的理念及實際應用

2.3.1納米防水水泥作為防水涂料的理念

“納米防水水泥”通過用納米材料和納米技術對普通硅酸鹽水泥進行改性，使其C－S－H膠（硅酸氫鈣膠）的含量比普通硅酸鹽水泥高出很多，這種改變，使“納米防水水泥”的性質與普通硅酸鹽水泥有了很大的不同，主要表現在可灌性好、滲透結晶的防水指標高、高強度和無機惰性抗老化等幾個方面，使其成為性能良好的防水涂料。

2.3.2納米防水水泥作為防水材料在天津某地下防水抗滲工程中的應用

2.3.2.1工程概況

該工程為五星級金融會議酒店，建筑功能有服務式公寓、宴會廳、會議廳、金融交易廳、停車場等設施內容。地下3層，地上12層，建筑高度60 m，地下室基底標高－16.450 m。總建筑面積19萬m2。其中地下部分約6.5萬m2，地上部分約12.5萬m2。圖1為地下室內割面圖。

圖1 地下室剖面圖

由于該工程臨近有超高層建筑及地下商業街，且地下工程面積達約4萬㎡，深度達17 m，而地下水文情況較為復雜，因此業主方領導對地下防水抗滲設計方案要求置于工程安全第一位考慮，并為此組織了多輪防水設計方案專家論證會，最后根據專家組意見，決定采用納米防水水泥作為地下防水材料。

2.3.2.2 防水抗滲設計技術要求（見表2）

2.3.2.3地下防水工程施工及結構節點防水的技術要求

（1）施工前，混凝土墻面必須保持濕潤，施工溫度應在4℃以上。

（2）防水層分兩層施涂，第二層納米防水水泥涂料應在首度涂層充分滲透并仍呈潮濕狀態時（兩次涂層間隔不大于48 h）施涂。每次涂料用量均為1.5 kg/m2。

表2 防水搞滲技術要求一覽表

（3）樁頭處理：樁頭徹底清洗、鑿毛，涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，用量1.8 kg/m2。

（4）地下防水抗滲結構節點（見圖 2～圖 9）。

圖3 基礎底板施工縫防水節點圖

圖2 基礎底板防水節點圖

圖4 基礎底板變形縫防節點圖

圖5 基礎外墻水平施工縫防水點圖

圖6 頂板施工縫外防水點圖

圖7 頂板變形縫外防水節點圖

圖8 基礎底板工程樁防水節點圖

圖9 臨時支撐工程樁防水節點圖

3 結語

該地下防水工程回填前，經天津濱海新區相關監測監管部門驗收，至今無滲漏情況。

（1）通過納米防水水泥在設計及實際施工中的運用，雖然其還存在著如施工時設備比較笨重、只能用于大型混凝土深基坑工程、材料費用較高這些局限，但由于其在底板和頂板防水施工時，可與混凝土澆筑同時進行；而側墻的防水施工，可與拆模時間稍后進行，隨拆隨噴，可大幅度縮短工期。

（2）由于納米防水水泥是無機材料，與混凝土的性質大體相同，所以其耐久性也大體相同，使其作為防水材料和主體結構的混凝土有著共同的使用周期。

（3）納米防水水泥對混凝土力學指標有補償作用，其用噴涂和灌漿的方法，使混凝土的缺陷得以修復，既起到了防水的作用，也在很大的程度上彌補了混凝土缺陷的力學損失。

（4）通過該地下工程對納米防水水泥的綜合運用，將打開未來防水工程的設計（方案）和為施工提供一種新方法。

（5）納米防水水泥為地下結構工程的防水抗滲堵漏材料新材料提供一種新方法：

a.可作為地下結構工程防水堵漏材料，由于納米防水水泥的顆粒存在懸浮性和膠體塑性，在水中的分散性較好，在灌漿過程中不易形成“團聚體”，所以比普通水泥更容易灌入混凝土的微縫。其滲透結晶的指標高，它的結晶是膠體和可溶化的硅酸鹽，在水中會自行化合，形成不溶于水的晶體硅酸鹽。由于這個過程是不可逆的，特別是其滲透結晶的一次和二次指標的標準值均為1.3 MPa，最高檢測值為2.4 MPa和2.0 MPa，所以其堵漏效果顯著。

b.可作為混凝土結構的增強材料和防腐材料（限于篇幅，此處不作敘述）。

[1]GB 50108-2008,地下工程防水技術規范[S]．

[2]GB 50208-2002,地下防水工程質量驗收規范 [S]

[3]05系列建筑標準設計圖集[M].北京：中國建筑工業出版社．2005.