林 愉

（中旗華昊建設(shè)有限公司，福建 福州 350026）

0 引言

地下工程混凝土結(jié)構(gòu)長期處于與地下水或腐蝕性介質(zhì)接觸的環(huán)境，其防水問題一直以來備受重視。地下工程防水的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)遵循“以結(jié)構(gòu)自防水為主，柔性防水為輔，剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜，綜合治理”的原則[1]?；炷磷鳛榈叵鹿こ探Y(jié)構(gòu)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?jié)B性?？沽压栀|(zhì)防水劑應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)自防水，具有節(jié)約工程成本、不增加施工工期、后期維護(hù)成本低、防滲抗裂、防腐、與混凝土結(jié)構(gòu)同壽命等特點(diǎn)。福建省某小區(qū)建設(shè)項(xiàng)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(xiàng)目工程總造價8800萬元。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為柱下獨(dú)基+防水板。地下室底板、外墻及頂板混凝土強(qiáng)度等級為C35，抗?jié)B等級P8，地下室防水等級為一級。本文以該地下工程建設(shè)項(xiàng)目為例，探討抗裂硅質(zhì)剛性防水混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用。

1 抗裂硅質(zhì)剛性防水混凝土的作用

抗裂硅質(zhì)防水劑是一種以混凝土結(jié)構(gòu)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(jīng)活化和表面改性處理而成。主要化學(xué)成分SiO2和Al2O3屬無機(jī)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?jié)B性、強(qiáng)度和耐久性等。抗裂硅質(zhì)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(zhì)防水劑的主要成分，具有多孔性和內(nèi)比表面積較大的特點(diǎn)，能夠?qū)炷林械目諝馀c水分產(chǎn)生吸附作用，混凝土拌制過程中，水分進(jìn)入沸石粉內(nèi)部使多孔結(jié)構(gòu)中的氣體排出，導(dǎo)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(yīng)；

（3）防水劑中富含的活性成分SiO2和Al2O3能夠與水泥水化反應(yīng)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(qū)和孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的強(qiáng)度、抗裂抗?jié)B等性能[2]。

2 施工工藝流程

2.1 施工前準(zhǔn)備

地下室抗裂硅質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)剛性防水施工前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作：

（1）檢查施工圖紙及有關(guān)資料是否齊全，并組織技術(shù)交底和復(fù)核；

（2）向操作人員交底，并由接受交底人簽字確認(rèn)；

（3）做好降排水準(zhǔn)備工作，嚴(yán)禁在有嚴(yán)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(xiàng)施工前的檢查工作，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)。

2.2 混凝土試配

2.2.1 抗裂硅質(zhì)防水劑摻量的確定

抗裂硅質(zhì)防水劑摻量應(yīng)根據(jù)使用目的、設(shè)計(jì)要求、具體混凝土配合比、水泥及其他原材料情況，同時結(jié)合材料的生產(chǎn)廠建議，最終經(jīng)試配確定，其相應(yīng)的混凝土工作性能、力學(xué)性能以及耐久性能應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的要求。

2.2.2 混凝土配合比

（1）施工前應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)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?jié)B等級應(yīng)比設(shè)計(jì)抗?jié)B等級提高0.2MPa。

（2）在滿足混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性能和耐久性能的前提下，從節(jié)約資源的角度出發(fā)，嚴(yán)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(yīng)摻入適量優(yōu)質(zhì)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(fù)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(yīng)超過表1的規(guī)定，可優(yōu)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行混凝土坍落度及坍落度經(jīng)時損失、凝結(jié)時間、含氣量等性能測試試驗(yàn)，其性能測試結(jié)果應(yīng)滿足以下規(guī)定：配制的混凝土坍落度損失要小，1h動態(tài)混凝土坍落度損失應(yīng)小于20mm。氣溫28℃以上時，1h動態(tài)混凝土坍落度損失應(yīng)小于30mm；常溫下混凝土初凝時間宜在6～8h，高溫季節(jié)（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(jù)外界氣溫變化對凝結(jié)時間進(jìn)行調(diào)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(yīng)以質(zhì)量計(jì)，其計(jì)量允許偏差應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)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(dāng)含水率變化較大時，應(yīng)增加骨料含水率測試次數(shù)，并根據(jù)骨料含水率測試結(jié)果及時對混凝土拌合用水量和骨料用量進(jìn)行調(diào)整。

（3）混凝土拌制應(yīng)采用機(jī)械攪拌，拌制時間不宜小于2min。對于摻有外加劑的混凝土，應(yīng)根據(jù)外加劑的技術(shù)要求對拌制時間進(jìn)行調(diào)整。

2.4 混凝土輸送

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

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

（3）在裝料及運(yùn)輸過程中，混凝土拌合物應(yīng)保持其均勻性，不產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象?；炷吝\(yùn)輸至現(xiàn)場后，由于運(yùn)輸過程中的坍落度損失而無法滿足現(xiàn)場施工要求時，可摻入適量的減水劑進(jìn)行二次攪拌，嚴(yán)禁在現(xiàn)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(yīng)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(yīng)保證澆筑的連續(xù)性并控制混凝土的澆筑間歇時間在90min以內(nèi)。對于大體積防水混凝土，澆筑時應(yīng)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(yīng)按施工方案布設(shè)測溫孔并做好測溫工作。

（3）現(xiàn)場應(yīng)采用機(jī)械振搗方式對混凝土進(jìn)行振實(shí)，振動應(yīng)持續(xù)到表面冒漿或無明顯較大氣泡為止，應(yīng)避免出現(xiàn)漏振、欠振和過振的情況。

（4）雨天施工時，應(yīng)采取防雨措施。

2.5.2 施工縫施工

（1）常見的施工縫防水構(gòu)造可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108—2008）選用，當(dāng)有兩種以上防水構(gòu)造時可進(jìn)行有效組合。施工縫的施工應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108—2008）和設(shè)計(jì)文件的要求。

（2）遇水膨脹止水條應(yīng)牢固地安裝在縫的表面（平面）或預(yù)留凹槽內(nèi)（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(yīng)預(yù)留100mm左右的空模，其兩側(cè)模板后拆。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）防水混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14d。

（2）對于大體積防水混凝土，應(yīng)采取有效的保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施并做好施工期間的溫度監(jiān)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(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件的要求。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

（1）抗裂硅質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)剛性防水施工與混凝土的施工同步進(jìn)行，只需在添加料環(huán)節(jié)嚴(yán)格管控，在施工過程加強(qiáng)監(jiān)督，無需額外施工，施工工藝簡單（即混凝土正常澆搗、密實(shí)、保養(yǎng)即可），能大幅縮短工期，經(jīng)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(tǒng)地下室頂板防水構(gòu)造與硅質(zhì)剛性防水構(gòu)造對比，綜合造價可節(jié)約約100元/m2。

3.2 社會效益

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

4 結(jié)束語

綜上所述，抗裂硅質(zhì)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(jié)構(gòu)同壽命的新型無機(jī)環(huán)保防水材料。某小區(qū)地下室工程項(xiàng)目采用抗裂硅質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)剛性自防水技術(shù)，取代傳統(tǒng)防水卷材，經(jīng)后期使用效果驗(yàn)證，抗裂硅質(zhì)防水劑能顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)防水壽命，在保障工程質(zhì)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(shí)踐證明，抗裂硅質(zhì)剛性防水混凝土結(jié)構(gòu)具有重要的推廣意義。