氧化鎂膨脹劑在地下工程混凝土結(jié)構(gòu)自防水中的應(yīng)用

徐可，曹華，閔強(qiáng)，楊靜

（1. 武漢三源特種建材有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430083；2. 武漢源錦建材科技有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430083）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)自防水是防水工程的最根本防線，其他外防水層措施都是依托混凝土結(jié)構(gòu)自防水發(fā)揮作用，而做好混凝土結(jié)構(gòu)自防水除了應(yīng)該滿(mǎn)足混凝土的抗?jié)B指標(biāo)以外，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注混凝土的裂縫控制，同時(shí)在設(shè)計(jì)、施工容許的條件下做好防水各細(xì)部節(jié)點(diǎn)防水處理，如施工縫、變形縫、后澆帶等。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)沿結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向一般 20～30m 設(shè)置一條后澆帶，對(duì)于超長(zhǎng)地下室結(jié)構(gòu)而言，無(wú)疑是增加了后澆帶處理及滲漏的隱患[1]。

利用膨脹劑（含游離 CaO 類(lèi)、硫鋁酸鹽類(lèi)、MgO類(lèi)等）在水化及硬化過(guò)程中產(chǎn)生體積膨脹補(bǔ)償水泥基材料的收縮是防止其收縮開(kāi)裂的有效途徑[2]。同時(shí)在補(bǔ)償收縮混凝土的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工的技術(shù)也受到越來(lái)越多的設(shè)計(jì)及施工單位認(rèn)可和青睞[3]。傳統(tǒng)的膨脹水泥或膨脹劑中的主要膨脹組分有硫鋁酸鹽、鋁酸鹽和氧化鈣等[4]，存在水化較快、膨脹主要發(fā)生在 14d以前、對(duì)水泥基材料后期收縮的補(bǔ)償作用不大、水化產(chǎn)物鈣礬石物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定[5]等局限性。隨著對(duì)膨脹劑產(chǎn)品的不斷研制與開(kāi)發(fā)，以氧化鎂為主要膨脹源的材料以其優(yōu)異的性能也越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)民用建筑地下室工程中[6,7]，氧化鎂膨脹劑主要組分是煅燒溫度為850～1100℃ 的輕燒 MgO，通過(guò)水化生成氫氧化鎂晶體，產(chǎn)生膨脹[8]，相較于傳統(tǒng)的膨脹劑，具有膨脹速率可調(diào)可控、膨脹周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別適用于解決地下室大體積混凝土及超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂問(wèn)題[9]。

本文將以東莞某地下室工程結(jié)構(gòu)自防水為例，對(duì)采用氧化鎂膨脹劑配制結(jié)構(gòu)自防水混凝土，同時(shí)進(jìn)行超長(zhǎng)無(wú)縫施工設(shè)計(jì)及過(guò)程控制，數(shù)據(jù)采集與分析，應(yīng)用效果跟進(jìn)。

以上兩例都將抽象的教學(xué)內(nèi)容回歸到相關(guān)學(xué)科中去，學(xué)生有了可以依托的具體背景，在心理上就容易產(chǎn)生樂(lè)于接受的意向，進(jìn)而主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)也顯出數(shù)學(xué)在應(yīng)用方面的魅力。

1 工程概況

該項(xiàng)目住宅區(qū)地下室項(xiàng)目位于廣東省東莞市，項(xiàng)目地下室總建筑面積 22304m3，地下一層為地下車(chē)庫(kù)，建筑總長(zhǎng)為 305m、總寬為 70m、總高 4.45m；結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類(lèi)型為預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，防水等級(jí)二級(jí)；基礎(chǔ)、承臺(tái)，地下室底板混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，地下室側(cè)壁、頂板和地下水池混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35，混凝土抗?jié)B等級(jí)為 P6。

綜上所述，呼吸內(nèi)科教學(xué)查房改革中臨床路徑式教學(xué)法的運(yùn)用效果確切，可提升學(xué)生的滿(mǎn)意度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和邏輯思維，促進(jìn)其理論和技能的掌握。

2 結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)自防水做法設(shè)計(jì)

結(jié)合該工程防水設(shè)防要求及現(xiàn)有的地下工程防水技術(shù)規(guī)范[10]，采用氧化鎂膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行混凝土的裂縫控制，同時(shí)提供過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水。外防水層采用 1.2mm 厚聚合物防水涂料，同時(shí)在防水細(xì)部節(jié)點(diǎn)的部位采用 TU-TJ 水泥基滲透結(jié)晶材料進(jìn)行防水加強(qiáng)處理。遵循自防水為主，涂料外防水為輔，同時(shí)注重節(jié)點(diǎn)及施工過(guò)程管理的防水設(shè)計(jì)。其中幾處重點(diǎn)防水節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)處理如圖 1 所示。

3.1.1 原材料

圖 1 節(jié)點(diǎn)防水加強(qiáng)處理

2.2 超長(zhǎng)無(wú)縫施工技術(shù)及設(shè)計(jì)

超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工是利用膨脹加強(qiáng)帶或施工縫替代后澆帶，取消永久伸縮縫或延長(zhǎng)永久伸縮縫設(shè)置間距，其基本原理是通過(guò)膨脹劑材料提高混凝土抵抗收縮的能力，從而實(shí)現(xiàn)一次性澆筑長(zhǎng)度的增加。按照王鐵夢(mèng)[11]教授提出的設(shè)計(jì)思路為“抗放兼施，以抗為主”。該做法遵循“整體補(bǔ)償，局部加強(qiáng)”的補(bǔ)償收縮混凝土方案，加強(qiáng)帶部位及帶兩側(cè)部位選用氧化鎂膨脹劑。

比如,“石榴裙”本為“服飾”類(lèi),由于調(diào)整其使用范圍,而增加相應(yīng)的成分,便可以直接聯(lián)系到其領(lǐng)有者或者使用者這樣的主體對(duì)象,也就是某種特定的“人”類(lèi),于是其借代的語(yǔ)義格式便可以描寫(xiě)成[+像石榴一樣紅+裙子+領(lǐng)有者/可以穿著的人]。

該地下室底板總長(zhǎng) 290m，屬于典型的超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)。依照現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，需設(shè)置 9 條后澆帶以解決超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土抗裂的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多方協(xié)商，反復(fù)論證，最終決定使用氧化鎂膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行超長(zhǎng)無(wú)縫施工，在原后澆帶設(shè)置的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化方案如圖 2、3 所示。

圖 2 原設(shè)計(jì)后澆帶布置圖

圖 3 優(yōu)化后后澆帶布置圖

現(xiàn)場(chǎng)施工控制是保證氧化鎂膨脹劑發(fā)揮作用的重要因素，因此需要對(duì)混凝土施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心的組織，嚴(yán)格的控制。

該項(xiàng)目地下室不同部位混凝土配合比如表 2 所示。

圖 4 連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶

圖 5 后澆式膨脹加強(qiáng)帶

3 施工技術(shù)及質(zhì)量控制

3.1 原材料及配合比

本文在計(jì)算中選擇均相流動(dòng)模型，使用Rayleigh-Plesset方程來(lái)計(jì)算汽相與液相之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程。應(yīng)用該方程描述的氣泡生成方程為

（1）水泥：本工程采用惠州市廣大水泥企業(yè)有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 水泥，性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）砂：中砂（河砂），產(chǎn)地為西江砂，含泥量0.5%。

（3）石：5～25mm 連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量 0.2%。

（4）活性摻合料：Ⅱ 級(jí)粉煤灰。

（5）氧化鎂膨脹劑：武漢三源特種建材有限責(zé)任公司，活性為 125s，MgO 含量為 83.2%，按照標(biāo)準(zhǔn)[12]檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表 1。

表 1 氧化鎂檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果

（6）減水劑：聚羧酸高效減水劑 LM-S2。

（4）應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)

她們?nèi)⌒惾ひ惨羯?，雖然易太太的年紀(jì)做她母親綽綽有余，她們從來(lái)不說(shuō)認(rèn)干女兒的話。在易太太這年紀(jì)，正有點(diǎn)搖擺不定，又要像老太太們喜歡有年青漂亮的女性簇?fù)淼谋娦桥踉乱话?，又要吃醋?/p>

表 2 不同部位混凝土配合比 kg/m3

混凝土和易性及不同齡期檢測(cè)結(jié)果如表 3 所示。

由表 3 可知：在原配合比基礎(chǔ)上進(jìn)行了混凝土配合比優(yōu)化，通過(guò)混凝土試配，摻氧化鎂膨脹劑混凝土的施工及力學(xué)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及施工要求。

表 3 混凝土試配檢測(cè)結(jié)果

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工控制

通過(guò)該后澆帶的優(yōu)化，將原設(shè)計(jì) 9 條后澆帶減少為3 條后澆式膨脹加強(qiáng)帶，其他原后澆帶優(yōu)化為連續(xù)式的膨脹加強(qiáng)帶，兩種類(lèi)型的膨脹加強(qiáng)帶的澆筑方式如圖4、5。該做法實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)縫施工，明顯地節(jié)約了工期，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也避免了后澆帶清理、鑿毛等工序，以及后澆帶回填后易存在滲漏點(diǎn)的隱患，防水整體性得到了提高。

學(xué)生管理工作是整個(gè)學(xué)校管理系統(tǒng)中的重要組成部分，現(xiàn)在各大高校存在的校園暴力、盜竊、貴重物品丟失等現(xiàn)象較為嚴(yán)重，這些都與學(xué)生管理中制度化不夠完善有關(guān)。隨著互聯(lián)網(wǎng)等信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，學(xué)生更多地沉浸在網(wǎng)絡(luò)世界里，不愿意與他人交流，這都與高校管理工作不夠人性化有關(guān)。

（1）底板澆筑

提升水利水電工程施工技術(shù)管理水平的策略研究…………………………………………………… 勾正洪（12-167）

底板、側(cè)墻及頂板厚度及長(zhǎng)度中心位置點(diǎn)各埋設(shè) 1根 VWS-15 型振弦應(yīng)變計(jì)，該應(yīng)變計(jì)主要由前后端坐、不銹鋼護(hù)管、信號(hào)傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成，應(yīng)變計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 4，用于測(cè)試混凝土變形及溫度以指導(dǎo)混凝土的拆模及養(yǎng)護(hù)。

（2）側(cè)墻澆筑

側(cè)墻單次澆筑最長(zhǎng) 62m，高度 2.5m，采取連續(xù)分層澆筑，分層高度為 1～1.5m，2 臺(tái)天泵分 2～3 層澆筑，并配置 3 臺(tái)振搗棒，澆筑時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的接茬時(shí)間在初凝時(shí)間之內(nèi)，振搗及時(shí)充分，避免施工冷縫及麻面的產(chǎn)生。

（3）養(yǎng)護(hù)及拆模

控制拆模時(shí)混凝土內(nèi)部溫度與環(huán)境溫度差值≤15℃，本工程位于廣東省東莞市，施工季節(jié)為冬春交替，環(huán)境溫度在 20～28℃ 左右，側(cè)墻拆模時(shí)間嚴(yán)格控制在 2 天左右，養(yǎng)護(hù)措施均采用人工間隔時(shí)間灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間 7 天以上。

3.1.2 混凝土配合比

底板一次性連續(xù)澆筑長(zhǎng)度最大 82m，從兩側(cè)向中部的膨脹加強(qiáng)帶方向依次澆筑，當(dāng)澆筑膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)較兩側(cè)混凝土提高一個(gè)等級(jí)，且氧化鎂膨脹劑摻量提高 5kg。底板混凝土振搗時(shí)振搗棒移動(dòng)間距不大于振動(dòng)棒作用半徑的 1.5 倍（一般為 300～400mm），與模板的距離不應(yīng)大于其作用半徑的 0.5倍，并不應(yīng)碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件，保證混凝土的密實(shí)度。底板與側(cè)墻接茬處，澆筑 500mm 高導(dǎo)墻，在施工縫處設(shè)置止水鋼板，并為防止?fàn)€根，該處混凝土適當(dāng)提高混凝土砂率，坍落度較其他部位增加 10～20mm，且充分振搗密實(shí)?；炷翝仓旰蠹纯踢M(jìn)行一次抹面及收光，在初凝前 2～3h 時(shí)，采用抹面機(jī)進(jìn)行二次抹面。

表 4 應(yīng)變計(jì)規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù) mm

4 數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用效果

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)溫度及應(yīng)變歷程

選取 7 號(hào)底板、側(cè)墻、頂板中心部位進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)內(nèi)部溫度及應(yīng)變，其曲線圖如圖 6、7 所示。

圖 6 混凝土內(nèi)部溫度圖

圖 7 混凝土內(nèi)部應(yīng)變圖

由圖 6、7 可知：

（1）混凝土內(nèi)部溫度隨時(shí)間先升高后降低，其后接近環(huán)境溫度，并趨于穩(wěn)定，底板、頂板及側(cè)墻由于厚度不一樣，溫度峰值、溫峰出現(xiàn)時(shí)間及降至環(huán)境溫度的時(shí)間存在一定差別，結(jié)構(gòu)厚度越小，溫峰越低，出現(xiàn)溫峰時(shí)間及降至環(huán)境溫度時(shí)間越短。

根據(jù)澳新風(fēng)險(xiǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)，在完成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析、評(píng)價(jià)后，降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)的損失程度是關(guān)鍵落腳點(diǎn)。

（2）底板、頂板及側(cè)墻混凝土內(nèi)部最大應(yīng)變分別為 256με、226με、78με，其后由于溫降均出現(xiàn)一定的下降，最終穩(wěn)定后的各部位應(yīng)變分別為 96με、70με、27με，整體混凝土應(yīng)變?nèi)蕴幱谖⑴蛎洜顟B(tài)，而混凝土在鋼筋限制條件下，適當(dāng)?shù)奈⑴蛎浤軌虍a(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，從而有利于抵消混凝土溫度及后期干燥收縮拉應(yīng)力，對(duì)于混凝土的開(kāi)裂預(yù)防有利。

對(duì)于應(yīng)用型本科院校而言，教師專(zhuān)業(yè)化就是指根據(jù)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求，教師遵循應(yīng)用型特征的教育教學(xué)規(guī)律，特別注重專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。教師專(zhuān)業(yè)化發(fā)展強(qiáng)調(diào)教師的終身學(xué)習(xí)和終身成長(zhǎng)，包括職前培養(yǎng)、新任教師培養(yǎng)和在職培訓(xùn)，在教師的整個(gè)專(zhuān)業(yè)生涯中，通過(guò)學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練，提高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力和個(gè)人職業(yè)道德等，促進(jìn)教師從新手到熟手，從熟手到專(zhuān)家。

4.2 應(yīng)用效果

混凝土拆模后，持續(xù) 1 多個(gè)月的裂縫觀察統(tǒng)計(jì)，底板、側(cè)墻、頂板均未出現(xiàn)貫穿性的裂縫，同時(shí)在細(xì)部防水節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 TU-TJ 水泥基滲透結(jié)晶處理完回填后，通過(guò)為期 3 個(gè)月的觀察，未出現(xiàn)滲漏水的情況，如圖 8 所示，混凝土裂縫控制及結(jié)構(gòu)自防水的應(yīng)用效果良好。

圖 8 應(yīng)用效果

5 結(jié)論

（1）采用氧化鎂膨脹劑配制補(bǔ)償收縮結(jié)構(gòu)自防水混凝土，實(shí)現(xiàn)了底板、側(cè)墻及頂板的平均一次 72.5m 超長(zhǎng)無(wú)縫施工，提高了施工效率并避免了后澆帶處理帶來(lái)的防水節(jié)點(diǎn)滲漏隱患。

（2）在地下室防水混凝土中添加氧化鎂膨脹劑，混凝土內(nèi)部應(yīng)變?cè)谝欢ㄆ陂g內(nèi)為正值，處于微膨脹狀態(tài)，有效地補(bǔ)償了混凝土溫降及后期干燥收縮，從而提高了混凝土的抗裂性能。

3.對(duì)于產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)活動(dòng)來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)理念與包裝設(shè)計(jì)材質(zhì)之間未能形成有效融合，這就影響了設(shè)計(jì)活動(dòng)的價(jià)值。設(shè)計(jì)活動(dòng)是設(shè)計(jì)理念的整體應(yīng)用，其不僅是一種立體化創(chuàng)新，而且還是設(shè)計(jì)理念的集中優(yōu)化。因此，在產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)活動(dòng)的實(shí)施過(guò)程中，企業(yè)要立足于創(chuàng)意，注重創(chuàng)新，通過(guò)融入多種理念，從而構(gòu)建極具價(jià)值力和吸引力的設(shè)計(jì)機(jī)制。

（3）以自防水混凝土為主，輔以涂料外防水為輔，以水泥基滲透結(jié)晶防水涂料對(duì)節(jié)點(diǎn)防水加強(qiáng)處理，并注重自防水及外防水過(guò)程中的管理的防水體系，可實(shí)現(xiàn)較好的防水效果。