地下室防水水泥混凝土適宜技術(shù)研究

廖紹鋒，黃德祥，趙傳東，王元曦

（1.安徽建工集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230001；2.安徽建筑大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230022；3.安徽省城建設(shè)計研究院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

地下室的漏水和滲水問題造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，也嚴(yán)重影響了地下室的使用功能和建筑物的耐久性。做好地下室的防水，確保其質(zhì)量，做到不滲不漏十分重要。

防水水泥混凝土是一種以調(diào)整混凝土配合比、摻加外加劑和使用新品種水泥等方法來提高自身的密實性、憎水性和抗?jié)B性，使其滿足抗?jié)B等級大于0.6MPa的不透水混凝土[1]?，F(xiàn)代防水混凝土不僅對防水性能有嚴(yán)格的規(guī)定，還對經(jīng)濟(jì)性有很高的要求，對于防水混凝土防水等級的選擇則要具體按照工程地下埋深、地下水位高度、工程防水要求來進(jìn)行。

混凝土結(jié)構(gòu)的防水性能決定了地下室的防水能力，盡管地下室防水的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范較全，但地下室滲漏仍然是建筑工程的通病，甚至被稱為建筑“癌癥”之一。由于防水混凝土的種類較多，但目前缺乏各種防水混凝土之間的綜合防水性能和經(jīng)濟(jì)性的比較，且由于原材料、施工方法、地域地質(zhì)的差異，有必要研究地下室防水混凝土適宜技術(shù)。

1 研究方案

通過對不同防水混凝土防水性能和經(jīng)濟(jì)性綜合比較，綜合考慮影響混凝土抗?jié)B性能、經(jīng)濟(jì)性，得出防水性能和經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)的防水混凝土方案。同時結(jié)合我省地方氣候、資源、材料、工程特點等，為編制《地下室防水混凝土施工與驗收規(guī)程》安徽地方標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持。

初步試驗選取四種不同防水混凝土方案，研究不同膨脹劑防水混凝土的防水性能和經(jīng)濟(jì)性。試驗分組如表1。

試驗分組 表1

砂、石性能試驗主要數(shù)據(jù) 表2

粉煤灰和礦粉性能試驗主要數(shù)據(jù) 表3

試驗用外加劑相關(guān)性能參數(shù) 表4

2 原材料

2.1 砂石

本試驗所用砂為霍山中細(xì)河砂，石子則為巢湖散兵碎石，主要性能指標(biāo)如表2。

2.2 水泥和摻合料

普通硅酸鹽水泥P·O 42.5，為彌補(bǔ)普通硅酸鹽水泥水化熱釋放的缺陷，特?fù)郊訐胶狭?，本試驗所用摻合料：粉煤灰、礦粉。

粉煤灰、礦粉：可替代一部分水泥用量，減少水泥在水化硬化階段水化熱的釋放，從而降低溫度收縮效應(yīng)帶來的混凝土開裂；另一方面粉煤灰效應(yīng)[2]可有效增大水泥顆粒的分散程度，改善混凝土的和易性（如表3）。

圖1 抗?jié)B實驗結(jié)果

圖2 抗壓實驗結(jié)果

圖3 各組實驗用原材料價格

圖4 抗?jié)B性和經(jīng)濟(jì)性綜合分析示意圖

2.3 外加劑

本試驗用外加劑共4種：高效減水劑、UEA膨脹劑、CAL四元纖維膨脹劑、ART-F微膨脹減水劑（如表4）。

3 配合比（如表5）

試驗組別中，因前三組摻加相同減水劑，且粉煤灰和礦粉的取代量都為15%，所以其基準(zhǔn)配合比相同，第四組因為ART-F微膨脹防水劑自帶的減水功能，省去了減水劑的應(yīng)用，也是在經(jīng)濟(jì)性上可能占優(yōu)的地方（如表6）。

摻合料、外加劑各組分用量 表5

各試驗組別原材料組成(單位：kg/m3) 表6

抗?jié)B實驗結(jié)果 表7

抗壓試驗結(jié)果 表8

實驗用各原材料價格 表9

各組試驗用原材料價格 表10

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 抗?jié)B性

4組防水混凝土的防水性能如表7、圖1所示。

4.2 抗壓強(qiáng)度

依據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能實驗方法》（GB/T 50081-2002）[3]對經(jīng)28d標(biāo)養(yǎng)的混凝土試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗?？箟涸囼灲Y(jié)果見表8、圖2所示。

4.3 經(jīng)濟(jì)性

4.3.1 原材料價格

本實驗對所用各原材料的價格如表9。

4.3.2 各組方案用原材料價格

各組試驗用原材料價格如表10。

4.3.3 抗?jié)B性和經(jīng)濟(jì)性分析

從防水性能上看，4組防水試塊都滿足設(shè)計的P6抗?jié)B等級。其中未加入任何防水劑的普通地下室防水混凝土的抗?jié)B等級達(dá)到了P8。2組膨脹劑防水混凝土的抗?jié)B等級也都達(dá)到了P8，但兩者的抗?jié)B水壓不同，摻加CAL四元纖維膨脹劑的防水混凝土試塊的抗?jié)B水壓比摻加UEA膨脹劑的試塊的抗?jié)B水壓高出了0.1MPa,原因在于CAL四元纖維膨脹劑為復(fù)合型膨脹劑，其在混凝土水化后期的作用不僅在于其微膨脹應(yīng)力對混凝土收縮的補(bǔ)充，纖維的拉應(yīng)力及纖維空間結(jié)構(gòu)對混凝土收縮的束縛也有效減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生。第四組試塊的抗?jié)B等級最高，達(dá)到P10，原因在于ART-F微膨脹防水劑不僅有著膨脹劑的作用，也具有減水劑的功能，且減水率高達(dá)18%，優(yōu)于萘系高效減水劑。得益于減水率的提高，在拌合物制作時所需加入的水大大減少，這也就減少了混凝土中多余的水在水泥水化硬化后期的蒸發(fā)散失后留下的水通道孔隙，增加了混凝土本身的密實度，從而提高了混凝土的抗?jié)B性能。

從經(jīng)濟(jì)性上看，4組方案中第一、第二組價格較低且相差不大，而第三、第四組比前兩組的價格高出20元/m3之多，這主要是因為外加劑的使用及外加劑價格的差異，而實際大型地下室施工的混凝土用量一般可達(dá)幾千立方米，則在總價上的差異將更大。價格最低的為摻UEA，為400元/t，價格最高的微ART-F微膨脹防水劑，為3600元/t，兩者差異巨大，CAL四元纖維復(fù)合膨脹劑和萘系高效減水劑的價格處于中間，分別為1500元/t和2000元/t。結(jié)合每組使用的百分比，這也造成了第四組價格為最高。

抗壓性能上，4組試塊中除第一組稍比設(shè)計的低以外，其他3組都滿足設(shè)計的要求，其中第三組CAL四元纖維復(fù)合膨脹劑防水混凝土的抗壓強(qiáng)度最高，有可能是混凝土中纖維增強(qiáng)的作用[4]。

綜合4組方案的抗?jié)B性和經(jīng)濟(jì)性，4組中最佳的地下室防水混凝土方案為第二組：UEA膨脹劑防水混凝土，示意如圖4。

安建大廈是綠色二星和住建部示范項目，也是爭取魯班獎工程，為確保工程質(zhì)量，采用最貴的第四組方案。

5 結(jié) 論

①在相同基準(zhǔn)配合比情況下，實驗所選4組防水混凝土方案均滿足設(shè)計防水要求，其中ART-F微膨脹防水混凝土的防水效果最好，普通防水混凝土的抗?jié)B透水壓最差，UEA膨脹混凝土和CAL四元纖維復(fù)合膨脹混凝土的抗?jié)B能力處于中間。

②在相同抗?jié)B設(shè)計的防水混凝土方案中，價格較貴的也即防水效果較好的ART-F微膨脹防水混凝土和CAL四元纖維復(fù)合膨脹混凝土，UEA膨脹混凝土價格較便宜，在滿足抗?jié)B等級要求的情況下應(yīng)優(yōu)先選用。

③CAL四元纖維復(fù)合膨脹混凝土因纖維的加入而表現(xiàn)出較高的抗壓性能，為4組中最高，因此在現(xiàn)實施工中若需兼具考慮抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力的情況下可選用。

[1]GB50208-2011，地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]宋巖麗.粉煤灰效應(yīng)及其對混凝土性能的影響[J].山西建筑，2003(11).

[3]GB/T50081-2002，普通混凝土力學(xué)性能實驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[4]蔣輝，楊紫浩，史美生.纖維膨脹劑混凝土抗干縮性能實驗研究[J].浙江建筑，2012（10）.