高抗?jié)B抗裂保護層在泵站屋面抗?jié)B中的應(yīng)用分析

徐國煥

(中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧 大連 116100)

高抗?jié)B抗裂保護層的研究主要來自國家的“863”計劃，在此背景下制定了功能一體化、結(jié)構(gòu)一體化、壽命延長化等相關(guān)的設(shè)計理論，并以此研究高抗?jié)B抗裂保護層材料，即無細觀界面過渡區(qū)水泥基材料(meso-defect interface transition zone-free cement-based-material,MIF)。在高抗?jié)B抗裂保護層材料的組分中，取消了常規(guī)的水泥基復(fù)合材料的中粗以及細骨料，加入特細砂以及活性度較高的輔助膠凝的原材料，并且摻入減縮和抗裂的組分，進而對性能加以調(diào)整，由此細化或者消除骨料和水泥間的界面過渡區(qū)域，最終確保結(jié)構(gòu)層和保護層之間達到無界面過渡區(qū)域的有效結(jié)合。高抗?jié)B抗裂保護層的應(yīng)用范圍非常的廣泛，在地下鐵道、隧道、水利工程、地下通道等工程中均進行了實際應(yīng)用，并取得了較好效果，為解決屋面的滲漏提供了有效的途徑。

1 工程概況

遼寧省土門子水庫新建一座水利泵站，主要建設(shè)主副廠房1863m2、管理房509.15m2，及其場院工程和附屬設(shè)施。項目于2014年11月16日開工建設(shè)，于2015年8月30日竣工。該地區(qū)屬于熱帶海洋性氣候區(qū)域，氣溫四季差別較大，雨量特別多，平均氣溫為18.9～21.6℃，極端時最高溫度可達38.6～45.6℃，而最低溫度可達-28.5～-13.1℃，年均降水量達到2106.6mm。

工程屋面的防水設(shè)防以及等級要求均為標準Ⅱ級，原設(shè)計運用常規(guī)的剛性或柔性防水方案，運用上述方案無法解決防水的工序問題以及后期的維護、維修費用問題。鑒于此，經(jīng)過研究決定在屋面結(jié)構(gòu)層中加入一層高抗?jié)B抗裂保護層，以此解決屋面的防水問題，并有效解決傳統(tǒng)防水所帶來的問題。

2 泵站屋面的防水處理

2.1 高抗?jié)B抗裂保護層的配比和攪拌的工藝流程

2.1.1 高抗?jié)B抗裂保護層的原材料

高抗?jié)B抗裂保護層主要的原材料有水泥、細顆粒的骨架材料、減縮劑、礦物細摻料、混雜纖維、抗裂組分、減水劑等。

水泥主要為P·Ⅱ52.5水泥，水泥的化學(xué)組成和物理性能見表1、表2。

表1 P·Ⅱ52.5水泥化學(xué)組成

表2 P·Ⅱ52.5水泥物理性能

粉煤灰主要使用國產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰，其化學(xué)組成見表3。硅粉主要使用國產(chǎn)微硅粉，要求平均粒徑達到0.13μm，粉煤灰比表面積為365m2/kg，硅粉比表面積為20000m2/kg，粉煤灰的用水量比為101%。

表3 粉煤灰、硅粉化學(xué)組成和物理性能分析

細砂使用1.50細度模數(shù)的石英砂，石英砂由0.28～0.71mm粒徑和0.19～0.28mm粒徑按質(zhì)量比1∶1 配制，各種外加劑與性能指標見表4。

表4 各種外加劑與性能指標

高效減水劑主要使用高濃度型且高效的萘系和聚羧酸系減水劑，其屬于早強型，主要運用減水率高于40%且固含量在38%～43%之間的ADVA180和減水率高于40%且固含量在39%～43%之間的DaraSetATF，按3∶7質(zhì)量比配制。

減縮劑主要使用國產(chǎn)混凝土減縮劑。

混雜纖維主要使用密度達到0.91kg/m3的聚丙烯纖維，質(zhì)量摻量保持1m3混凝土或者砂漿摻入0.90～3.63kg，體積摻量則保持1m3混凝土或者砂漿摻入量為0.11%～0.41%。

混雜纖維由10mm聚丙烯纖維、3mm聚丙烯纖維按1∶1的質(zhì)量比制作。防水材料使用水劑DPS。發(fā)泡劑為以熱聚物表面活性劑為有機膠結(jié)料的泡沫混凝土。

2.1.2 保護層的配方

根據(jù)該工程所處地域的相關(guān)特點，以及本項目對防水的相關(guān)要求，決定調(diào)整高抗?jié)B抗裂指標較低的保護層砂漿的相應(yīng)配比(見表5)。

表5 高抗?jié)B抗裂保護層配比 單位：kg

2.1.3 保護層的生產(chǎn)工藝

根據(jù)新調(diào)整的高抗?jié)B抗裂保護層配比，依次把砂漿、水、減水劑、調(diào)整的性能組分等按比例加入攪拌機中，并按照均勻的速度攪拌5min左右，然后對其進行坍落度測試，當達到70mm時才能進行澆筑，并且要求保護層的厚度需要達到20mm。

2.2 屋面結(jié)構(gòu)層嵌入的高抗?jié)B抗裂保護層

2.2.1 主要施工流程

嵌入屋面結(jié)構(gòu)層的高抗?jié)B抗裂保護層的施工流程見圖1。

圖1 施工流程

2.2.2 質(zhì)量控制操作關(guān)鍵點

a.對壓印的處理。對建筑物的屋面進行防水施工時應(yīng)當分為兩次進行澆筑成型，第一次澆筑結(jié)構(gòu)層和保溫層，第二次澆筑高抗?jié)B抗裂防水的保護層。在涂抹防水過程中，一定要在最后進行壓印處理，以增強對界面的處理效果(見圖2)，提升水泥基復(fù)合材料與混凝土層界面的黏結(jié)度，保證屋面的基層和防水層之間有效的連接和高效的穩(wěn)定性。

圖2 涂抹防水材料

壓印蓋板的設(shè)計主要依據(jù)高抗?jié)B抗裂的保護層厚度以及樓板空間的大小,要確保壓印蓋板可以在屋面周轉(zhuǎn)，壓印蓋板長2m、寬0.5m(見圖3)。

圖3 蓋板壓印實物

完成結(jié)構(gòu)層和保溫層的澆筑之后，待初凝完結(jié)，開始對澆筑基層壓印進行處理。需要注意的是，在壓印前需要保證基層表面無浮漿、無滲水，并且表面干凈、整潔、平整，然后利用壓印蓋板的重量壓印出網(wǎng)絡(luò)狀的痕跡。

b.保護層的鋪設(shè)。對于高抗?jié)B抗裂的保護層應(yīng)進行連續(xù)的澆筑，在澆筑之前，用素水泥漿在基層上涂刷一遍，然后在基層表面澆筑高抗?jié)B抗裂保護層，要求整體的厚度達到一致，最后用平板振動器振實，用鐵輥筒在保護層的表面以十字交叉的形式來回滾壓5～6遍并確保密實性，保護層表面泛漿后用木抹子壓實、抹平。等到初凝前再進行第二遍的壓漿、抹光。

c.防水卷材的鋪設(shè)。防水應(yīng)按屋脊垂直方向或者順水流方向由低處向高處平行于屋脊方向鋪設(shè)。在鋪設(shè)之前應(yīng)當對表層加以清理，對基層涂刷處理劑時一定要均勻；等到基層的處理劑完全干燥后，依據(jù)相應(yīng)的標準對需要做附加層的位置加以處理；制定鋪貼防水卷材的主要順序以及方向，然后在基層加以彈線固定位置，最后鋪設(shè)防水的卷材。

利用火焰噴槍對防水卷材的底面以及基層夾角部位進行烘烤，促使SBS防水卷材的表面瀝青層液化，然后一邊烘烤一邊鋪設(shè)卷材，再由他人利用壓輥進行滾壓，由此確保防水卷材和基層之間的黏結(jié)牢固。

3 高抗?jié)B抗裂保護層的實際施工效果

3.1 經(jīng)濟效益

本工程將高抗?jié)B抗裂保護層嵌入在屋面主要的結(jié)構(gòu)層中，在施工時節(jié)省了大量的電力消耗以及機械設(shè)備的使用，并減少大量的人工勞動力，因此減少了工程的施工成本，并且加快了施工周期，提升了工程進度，由此提升了相關(guān)的投資利益。

與其他類型的屋面防水施工相比，高抗?jié)B抗裂保護層可與屋面結(jié)構(gòu)層以及保溫層緊密地連接在一起，由此降低了侵蝕物質(zhì)的存在區(qū)域，進一步避免屋面出現(xiàn)空鼓、開裂；可有效提升防水能力，還可以減少材料的使用類型和用量，降低建筑物自身的重量，同時因高抗?jié)B抗裂保護層具有較高的韌性和耐久性，因此能夠減少后期的維護與維修，最終降低了后期投入的成本費用。

3.2 社會效益

傳統(tǒng)的防水工藝施工程序較為復(fù)雜多樣化，而高抗?jié)B抗裂保護層則有效解決了傳統(tǒng)防水的效果局限以及后期維修費用投入較高的難題，在高抗?jié)B抗裂保護層的砂漿內(nèi)運用了礦物摻和料，進而節(jié)約了大量的資源并減少對環(huán)境的污染；另外，高抗?jié)B抗裂保護層施工便捷，加固之后與屋面的結(jié)構(gòu)層和保溫層融為一體，進而保證屋面的防水質(zhì)量和效果。低廉的維護成本具有較高的社會效益。

4 結(jié) 語

高抗?jié)B抗裂保護層是在建筑物的結(jié)構(gòu)層與保溫層中加入一層特細砂和高活性納米級的礦物摻和料以及膠凝材料等制作而成的具有防水作用的保護層，消除了材料之間界面過渡區(qū)域，不僅確保了防水性能，而且具有較高的防水、抗?jié)B、抗裂作用。