抗裂硅質剛性防水混凝土結構的工程應用

林 愉

（中旗華昊建設有限公司，福建 福州 350026）

0 引言

地下工程混凝土結構長期處于與地下水或腐蝕性介質接觸的環境，其防水問題一直以來備受重視。地下工程防水的設計和施工應遵循“以結構自防水為主，柔性防水為輔，剛柔相濟，因地制宜，綜合治理”的原則[1]?；炷磷鳛榈叵鹿こ探Y構防水抗裂的主體，要起到抗裂防水作用，要求混凝土本身具有較高的致密性、抗滲性?？沽压栀|防水劑應用于混凝土結構自防水，具有節約工程成本、不增加施工工期、后期維護成本低、防滲抗裂、防腐、與混凝土結構同壽命等特點。福建省某小區建設項目總建筑面積38000m2，為集商鋪、住宅于一體的安置房改造工程，項目工程總造價8800萬元。結構形式為鋼筋混凝土框架結構，基礎形式為柱下獨基+防水板。地下室底板、外墻及頂板混凝土強度等級為C35，抗滲等級P8，地下室防水等級為一級。本文以該地下工程建設項目為例，探討抗裂硅質剛性防水混凝土結構的工程應用。

1 抗裂硅質剛性防水混凝土的作用

抗裂硅質防水劑是一種以混凝土結構剛性防水為主的自防水材料，以天然沸石微晶為主要原料（見圖1），經活化和表面改性處理而成。主要化學成分SiO2和Al2O3屬無機鋁硅酸鹽，用于混凝土自防水，能改善拌合物的均勻性、和易性，提高抗裂性、抗滲性、強度和耐久性等?？沽压栀|防水劑對混凝土的作用主要有以下幾方面：

圖1 天然沸石粉樣品示意圖

（1）沸石粉作為抗裂硅質防水劑的主要成分，具有多孔性和內比表面積較大的特點，能夠對混凝土中的空氣與水分產生吸附作用，混凝土拌制過程中，水分進入沸石粉內部使多孔結構中的氣體排出，導致混凝土含氣量增加，在一定程度上改善了混凝土拌合物的和易性；

（2）防水劑中含有大量的活性SiO2和活性Al2O3等礦物成分，具有良好的火山灰效應；

（3）防水劑中富含的活性成分SiO2和Al2O3能夠與水泥水化反應生成氫氧化鈣，形成C-S-H凝膠和鋁酸鹽，有利于改善混凝土界面過渡區和孔隙結構，從而提高混凝土的強度、抗裂抗滲等性能[2]。

2 施工工藝流程

2.1 施工前準備

地下室抗裂硅質混凝土結構剛性防水施工前應做好如下準備工作：

（1）檢查施工圖紙及有關資料是否齊全，并組織技術交底和復核；

（2）向操作人員交底，并由接受交底人簽字確認；

（3）做好降排水準備工作，嚴禁在有嚴重積水的工況下組織施工；

（4）完成測量放線、模板安裝、鋼筋安裝和拌和站等各項施工前的檢查工作，并經監理工程師簽字確認。

2.2 混凝土試配

2.2.1 抗裂硅質防水劑摻量的確定

抗裂硅質防水劑摻量應根據使用目的、設計要求、具體混凝土配合比、水泥及其他原材料情況，同時結合材料的生產廠建議，最終經試配確定，其相應的混凝土工作性能、力學性能以及耐久性能應滿足標準規范和設計文件的要求。

2.2.2 混凝土配合比

（1）施工前應根據標準規范和設計文件的要求做好混凝土配合比的試配工作，試配混凝土的抗滲等級應比設計抗滲等級提高0.2MPa。

（2）在滿足混凝土強度、抗滲性能和耐久性能的前提下，從節約資源的角度出發，嚴格控制混凝土的膠凝材料總用量，膠凝材料總用量宜控制在320～400kg/m3且水泥用量不宜小于260kg/m3。對于大體積防水混凝土，應摻入適量優質的粉煤灰或礦粉等礦物摻合料，粉煤灰摻量不宜超過20%，礦粉摻量不宜超過50%，粉煤灰和礦粉復摻的總摻量不宜超過50%。

（3）混凝土的砂率宜控制在35%～42%。

（4）混凝土水膠比不應超過表1的規定，可優選具有減水率高的外加劑以降低混凝土的水膠比。

表1 混凝土水膠比限值

（5）按相關標準規范進行混凝土坍落度及坍落度經時損失、凝結時間、含氣量等性能測試試驗，其性能測試結果應滿足以下規定：配制的混凝土坍落度損失要小，1h動態混凝土坍落度損失應小于20mm。氣溫28℃以上時，1h動態混凝土坍落度損失應小于30mm；常溫下混凝土初凝時間宜在6～8h，高溫季節（氣溫28℃以上）施工時宜在15h以上，冬期施工時不得早于8h，并及時根據外界氣溫變化對凝結時間進行調整；混凝土中的含氣量宜控制在3.0%左右[3]。

2.3 自防水混凝土攪拌

（1）混凝土拌制時，材料稱量應以質量計，其計量允許偏差應符合現行相關標準規范的規定。

（2）做好骨料含水率的測試工作，每一工作班測試不少于1次，當含水率變化較大時，應增加骨料含水率測試次數，并根據骨料含水率測試結果及時對混凝土拌合用水量和骨料用量進行調整。

（3）混凝土拌制應采用機械攪拌，拌制時間不宜小于2min。對于摻有外加劑的混凝土，應根據外加劑的技術要求對拌制時間進行調整。

2.4 混凝土輸送

（1）冬季施工時，應做好混凝土輸送設備的保溫工作，夏季氣溫超過35℃時，應采取有效的隔熱措施。

（2）混凝土從攪拌站到工地的運輸計劃應考慮到從混凝土攪拌開始到運送至工地的時間、工地現場條件、氣候條件等。

（3）在裝料及運輸過程中，混凝土拌合物應保持其均勻性，不產生分層、離析現象?；炷吝\輸至現場后，由于運輸過程中的坍落度損失而無法滿足現場施工要求時，可摻入適量的減水劑進行二次攪拌，嚴禁在現場直接加水[4-5]。

2.5 自防水混凝土澆筑、施工縫施工

2.5.1 自防水混凝土澆筑

（1）高溫天氣應采取有效的降溫措施，混凝土入模溫度不宜大于50℃，宜選擇在夜間氣溫較低的時段施工。

（2）混凝土澆筑時應保證澆筑的連續性并控制混凝土的澆筑間歇時間在90min以內。對于大體積防水混凝土，澆筑時應采取有效的保溫或降溫措施，在前層混凝土初凝前完成次層混凝土的澆筑，大體積混凝土澆筑前應按施工方案布設測溫孔并做好測溫工作。

（3）現場應采用機械振搗方式對混凝土進行振實，振動應持續到表面冒漿或無明顯較大氣泡為止，應避免出現漏振、欠振和過振的情況。

（4）雨天施工時，應采取防雨措施。

2.5.2 施工縫施工

（1）常見的施工縫防水構造可按現行國家標準《地下工程防水技術規范》（GB 50108—2008）選用，當有兩種以上防水構造時可進行有效組合。施工縫的施工應滿足現行國家標準《地下工程防水技術規范》（GB 50108—2008）和設計文件的要求。

（2）遇水膨脹止水條應牢固地安裝在縫的表面（平面）或預留凹槽內（垂直縫），可采用水泥釘固定，搭接長度不小于100mm。

（3）施工縫處混凝土不宜澆至模板上口，應預留100mm左右的空模，其兩側模板后拆。

2.6 混凝土養護

（1）防水混凝土澆筑完成后，應及時進行養護，養護時間不得少于14d。

（2）對于大體積防水混凝土，應采取有效的保溫保濕養護措施并做好施工期間的溫度監測與控制，大體積混凝土入模溫度、里表溫差、降溫速率、澆筑體表面與大氣溫差等應滿足標準規范和設計文件的要求。

3 效益分析

3.1 經濟效益

（1）抗裂硅質混凝土結構剛性防水施工與混凝土的施工同步進行，只需在添加料環節嚴格管控，在施工過程加強監督，無需額外施工，施工工藝簡單（即混凝土正常澆搗、密實、保養即可），能大幅縮短工期，經大致測算，平均每一萬平方米地庫可縮短10~15d左右的工期。

（2）以地下室頂板為例，傳統地下室頂板防水構造與硅質剛性防水構造對比，綜合造價可節約約100元/m2。

3.2 社會效益

硅質抗裂防水劑主要原材料為天然沸石粉，屬于無機環保產品，對人體無害，同時還具有吸附有害物質的功能，并且與混凝土同壽命，具有較好的社會效益。

4 結束語

綜上所述，抗裂硅質防水劑是一種以天然沸石粉為主要原料，摻入混凝土中能顯著提高混凝土防滲抗裂、防腐等性能，且與混凝土結構同壽命的新型無機環保防水材料。某小區地下室工程項目采用抗裂硅質混凝土結構剛性自防水技術，取代傳統防水卷材，經后期使用效果驗證，抗裂硅質防水劑能顯著提高混凝土結構防水壽命，在保障工程質量、提高工程耐久性的同時，能夠縮短施工周期、降低工程維修成本。實踐證明，抗裂硅質剛性防水混凝土結構具有重要的推廣意義。