淺談混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的應(yīng)用

蘇小芳 黃慧軍 胡志宏

1廈門協(xié)誠工程建設(shè)監(jiān)理有限公司（361000）2廈門特房建設(shè)工程集團有限公司（361000）

淺談混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的應(yīng)用

蘇小芳1黃慧軍2胡志宏2

1廈門協(xié)誠工程建設(shè)監(jiān)理有限公司（361000）2廈門特房建設(shè)工程集團有限公司（361000）

混凝土結(jié)構(gòu)均有不同程度的裂縫，其中80%左右的裂縫均是由混凝土的各類收縮引起的。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前國內(nèi)65%的建筑防水工程6～8年后需要翻修，地下防水工程已經(jīng)成為建筑工程的施工難點，也是最易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)。本文結(jié)合復(fù)旦中山廈門醫(yī)院項目，主要探討地下基礎(chǔ)工程的開裂滲水問題！

自防水；膨脹劑；開裂

1 結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的優(yōu)勢

《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB 50108-2008)指出，地下工程主體部分防水等級3級以上（含3級）的地下室工程必須采用防水混凝土，即混凝土的結(jié)構(gòu)自防水。防水混凝土可以通過調(diào)整配合比達(dá)到一定的抗?jié)B等級。據(jù)工程實例，大多數(shù)工程滲水都源于開裂，一旦開裂，混凝土結(jié)構(gòu)再密實也無法發(fā)揮作用。一旦混凝土收縮開裂，外部地下水在滲透壓力作用下產(chǎn)生流動，透過混凝土裂縫產(chǎn)生滲漏水，這是普通混凝土的滲水原因，也是地下工程防水混凝土必須具備高抗裂性能的原因。

結(jié)構(gòu)自防水是控制裂縫的根本，有時抗裂比抗?jié)B更重要，要抗裂就要補償混凝土的收縮，而補償混凝土收縮最好的途徑就是加入高性能膨脹劑。

2 膨脹劑

高性能膨脹劑在混凝土拌制的過程中與水泥、水拌合后經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石（C3A·3CaSO4· 32H2O），使混凝土產(chǎn)生體積膨脹，在一定的配筋和鄰位的約束條件下，能使混凝土內(nèi)部建立0.2～0.7 MPa的預(yù)壓應(yīng)力，對混凝土所產(chǎn)生的體積收縮起到補償作用。同時，膨脹劑在水化過程中形成的鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O）為膨脹源，這種膨脹源是穩(wěn)定的水化物，填充于毛細(xì)孔縫中，使總孔隙率減小，從而增加混凝土的密實性。這是補償收縮混凝土的抗?jié)B原理，這種混凝土的抗?jié)B性能與同強度等級的普通混凝土相比大大提高。

2.1 市場上對Ⅱ型膨脹劑的需求

過去的混凝土強度等級低、早期強度低、低流態(tài)、收縮小、活性摻合料少，直接添加普通膨脹劑（Ⅰ型）就可以滿足防水要求?，F(xiàn)在的混凝土強度等級高、早期強度大、高流態(tài)、收縮大、活性摻和料多，如繼續(xù)使用普通膨脹劑（Ⅰ型），膨脹與強度的協(xié)調(diào)性差，補償收縮能力弱，混凝土容易開裂。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的試驗證明，普通鋼筋混凝土需要添加補償率為3.0×10-4～4.0×10-4的膨脹劑。而普通膨脹劑遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在混凝土的強度要求。

2.2 國標(biāo)I型、國標(biāo)Ⅱ型膨脹劑、FQY膨脹劑如表1

從表1可以看出，F(xiàn)QY高性能膨脹劑的膨脹效果優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅱ型膨脹劑，可從根本上抑制混凝土的收縮開裂，實現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)自防水的功能。

表1 產(chǎn)品種類表

1）復(fù)合組分，全程抗裂

FQY高性能膨脹劑采用復(fù)合組分：硫鋁酸鈣(CAS)和氧化鈣（CaO），雙膨脹源組分既可以提供早期膨脹源，補償混凝土硬化初期的自身收縮、水化熱溫升后降溫引起的冷縮和部分干縮，又可以補償混凝土中期的干縮，減少收縮落差，實現(xiàn)全程抗裂。

2）強度與限制膨脹率協(xié)調(diào)發(fā)展

FQY高性能膨脹劑通過優(yōu)化配方、顆粒級配，減小了混凝土塑性階段的無效膨脹，避免了后期延遲性膨脹，有效膨脹與混凝土強度同步協(xié)調(diào)增長。

3）混凝土膨脹與收縮協(xié)調(diào)發(fā)展

FQY高性能膨脹劑通過不同組分的復(fù)合，在混凝土收縮各個階段予以有效膨脹，在混凝土早期硬化收縮劇烈時予以較大的補償收縮，在混凝土中后期收縮平穩(wěn)時予以穩(wěn)定的補償收縮，全面補償混凝土各時段的收縮，實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)膨脹與自身收縮的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 復(fù)旦醫(yī)院地下室結(jié)構(gòu)自防水做法

復(fù)旦中山廈門醫(yī)院項目北區(qū)地下室底板筏板厚為800 mm,16層主樓部位為1 000 mm，承臺厚1 300～2 000 mm。其中北區(qū)最大承臺為CT-B，厚度1.8 m，面積為202 m2。承臺及底板混凝土強度等級為C35，抗?jié)B等級為P8。北區(qū)設(shè)計有5條后澆帶將地下室底板劃分成8段（見表2）。

表2 底板劃分

復(fù)旦中山廈門醫(yī)院項目地下室底板混凝土尺寸超長，混凝土開裂風(fēng)險較大，對混凝土自身的抗裂性能提出了更高的要求。根據(jù)設(shè)計要求，該項目采用了FQY高性能膨脹劑。

3.1 配合比設(shè)計

結(jié)合JGJ/T 178-2009《補償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，對該工程有防水需求的結(jié)構(gòu)部位的膨脹率的設(shè)計指標(biāo)作如下設(shè)計（見表3）。表3中設(shè)計指標(biāo)高于國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對控制混凝土裂縫和加強結(jié)構(gòu)自防水效果更佳。

表3 設(shè)計示意表

3.2 現(xiàn)場取樣、監(jiān)控

在固定的澆筑混凝土方量內(nèi)現(xiàn)場取樣做燒杯實驗快速檢測（定性），在實體結(jié)構(gòu)中埋設(shè)溫度傳感器,檢測實體結(jié)構(gòu)中混凝土的溫度變化（溫度曲線），對整個膨脹劑的使用過程以及混凝土的澆筑過程進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)控和把關(guān)，確保產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量。

3.3 澆筑養(yǎng)護

養(yǎng)護措施的好壞關(guān)系混凝土防水質(zhì)量。在澆筑的過程中使用預(yù)埋式溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度隨時間的變化趨勢，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工拆模和養(yǎng)護，效果良好。

做好混凝土本體防水的前提是阻止或降低混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，實現(xiàn)無裂縫混凝土。因此抗裂是防水的關(guān)鍵，不裂才不滲，抗裂才可能防水。整個工程施工過程在各方技術(shù)人員的指導(dǎo)協(xié)助下，嚴(yán)格施工、精細(xì)管理，地下室驗收后基本沒有產(chǎn)生有害裂縫，贏得業(yè)主、施工方的一致認(rèn)可。

FQY高性能膨脹劑在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院廈門醫(yī)院項目中的使用效果再次體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)自防水的優(yōu)越性以及大膨脹率膨脹劑的實際工程應(yīng)用價值，同時也體現(xiàn)了建筑材料革新帶來的技術(shù)先進(jìn)性。