結(jié)構(gòu)自防水方案

1、補償收縮混凝土施工建議方案 武漢三源特種建材有限責(zé)任公司2013年8月9日目 錄1、前言12、補償收縮混凝土防水、抗裂原理12.1防水新概念12.2補償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)22.3補償收縮混凝土裂縫控制的基本原理33.技術(shù)支持44、防水混凝土原材料要求54.1對原材料的要求54.2防水混凝土配合比設(shè)計要求55、混凝土的施工65.1 原材料計量65.2 混凝土攪拌65.3 混凝土澆筑65.4 混凝土養(yǎng)護75.5施工縫、防水節(jié)點和施工缺陷的處理措施75.6 質(zhì)量檢查86、質(zhì)量保證體系91、前言目前大體積、超長的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)越來越多，且混凝土結(jié)構(gòu)及工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求較高。除必須滿足強度

2、、剛度、整體性和耐久性外，還存在結(jié)構(gòu)裂縫控制及結(jié)構(gòu)防水問題。所以，如何控制混凝土硬化期間由于水泥水化過程釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和混凝土干縮應(yīng)力的共同作用，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，破壞結(jié)構(gòu)防水封閉性及耐久性，將成為設(shè)計、施工技術(shù)的關(guān)鍵。為提高該工程地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲能力，建議采用武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SY-G型高性能膨脹抗裂劑配制成補償收縮混凝土進行澆筑。2、補償收縮混凝土防水、抗裂原理補償收縮混凝土(Shrinkage Compensating Concrete,簡稱SCC)是在水化硬化過程中生成膨脹結(jié)晶鈣礬石或氫氧化鈣，使混凝土產(chǎn)生適度體積膨脹，在鋼筋或鄰位約

3、束下產(chǎn)生預(yù)壓或自應(yīng)力約為0.2Mpa0.7Mpa的混凝土。它能有效地補償混凝土的干縮和冷縮，同時水化形成的大量晶體物質(zhì)鈣礬石具有填充毛細孔縫的作用，使毛細孔變細、減小，增加致密性，顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能。本方案針對工程提出“抗”、“放”、“防”的三個原則。 “抗”:是指增加構(gòu)筑物其允許拉應(yīng)力變化的能力，以減少形變，即用提高混凝土結(jié)構(gòu)的極限拉伸值的方法來抵抗溫度收縮應(yīng)力和形變，如合理布置鋼筋、在不同的結(jié)構(gòu)部位增加溫度鋼筋等措施； “放”：是指盡量使混凝土建筑物處于比較自由的狀態(tài)，增加其允許收縮形變的能力，如減少地基的約束、預(yù)留后澆帶(后澆膨脹加強帶)、降低混凝土的水化熱等措施； “防”：

4、是采用在混凝土中摻入不同用量的SY-G配制成補償收縮混凝土，使混凝土產(chǎn)生一定量的限制膨脹率，并在混凝土結(jié)構(gòu)中建立一定量的預(yù)壓應(yīng)力和自應(yīng)力、優(yōu)化商品混凝土配合比設(shè)計、加強混凝土施工過程中的管理等措施。2.1防水新概念 我國防水技術(shù)經(jīng)歷了“以排為主”、“防排結(jié)合”、“以防為基礎(chǔ)“的三個階段。至于如何“以防為基礎(chǔ)”，仍存在不同看法和模糊認識。在設(shè)計規(guī)范和管理文件上，大多強調(diào)防水卷材和防水涂料這種防水技術(shù)和材料質(zhì)量的保證。而忽視鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水這一根本問題。縱觀國內(nèi)外防水工程的設(shè)計和施工，除了屋面和特別重要的地下構(gòu)筑物外，大多采用結(jié)構(gòu)防水技術(shù)。以柔性材料為主的建筑防水，具有較好的彈塑性和變形能力，

5、密封防水好，特別適用于溫差變形大的防水部位，如屋面、地基不穩(wěn)定或有侵蝕水的地下工程，其缺點是存在材料老化破裂問題，不能一勞永逸。結(jié)構(gòu)防水是以水泥混凝土為主，施工簡單，成本低，防水耐久性好，可與結(jié)構(gòu)壽命同步。如果發(fā)生滲漏，其滲漏處可見，且易于修補。 如果把結(jié)構(gòu)比作人的身體，則結(jié)構(gòu)自防水是從根本上強身。而防水卷材或涂料好比穿在“人身上的外衣”。一般，柔性防水的壽命為1020年，與百年壽命的結(jié)構(gòu)防水壽命不同步。對于樁板結(jié)合等復(fù)雜地基，外防水很難做到天衣無縫，所以，GB50108-2008地下工程防水技術(shù)規(guī)范和GB50208-2002地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范中明確規(guī)定，地下室主體應(yīng)采用剛性混凝土自防水

6、結(jié)構(gòu)，以提高地下室的整體防水性能。這樣，就可以建立一種新的防水新技術(shù)的概念，首先要把結(jié)構(gòu)自防水搞好，做到不裂不滲，這是最重要的永久防線。對于特別重要的建筑，要搞“雙保險”，即在迎水面再作一層外防水。應(yīng)該指出，這兩種防水技術(shù)不能互相排斥，是互補的，要靈活運用。如變形大的屋面應(yīng)以柔性材料為主，變形小的地下空間結(jié)構(gòu)應(yīng)以剛性材料為主。但不管何種防水建筑或構(gòu)筑物，即使“雙保險”也應(yīng)把結(jié)構(gòu)自防水放在首要地位，因為這是治本的防水。事實上補償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水理論與實踐，已得到設(shè)計、工程界的認可。2.2補償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)工程實際調(diào)查表明， 構(gòu)筑物的滲水與裂縫有直接關(guān)系，而裂縫的產(chǎn)生除了與荷載應(yīng)力和

7、不均勻沉降有關(guān)外（只約20%的幾率），而80以上的混凝土裂縫屬于非荷載裂縫。伴隨著商品混凝土的推廣應(yīng)用，建設(shè)工程（尤其是住宅工程）中非荷載裂縫的出現(xiàn)呈上升趨勢，已受到整個社會的關(guān)注。混凝土非荷載裂縫的產(chǎn)生，主要在于三個原因：（1）混凝土干燥收縮過大；（2）結(jié)構(gòu)對混凝土的約束過大；（3）混凝土的極限抗拉強度或極限拉應(yīng)變過低。結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展使大體量的建筑物不斷涌現(xiàn)，而建筑物整體性、抗震性的要求也使混凝土收縮約束度越來越高，使得變形釋放的結(jié)構(gòu)設(shè)計抗裂方法，其應(yīng)用范圍越來越受局限，材料措施就成為最有效和最重要的抗裂手段。研制出各種膨脹劑使混凝土產(chǎn)生適度體積膨脹，以補償混凝土的收縮。我國在80年代已開始

8、應(yīng)用膨脹劑，形成了補償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的新階段。SY-G在水化過程中形成鈣礬石（C3A ·3CaSO4 ·32H20）為膨脹源，這種膨脹結(jié)晶是穩(wěn)定的水化物，填充于毛細孔縫中，使大孔變小孔，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能力比同強度等級的普通混凝土提高13倍。補償收縮混凝土另一重要特性是具有良好的抗裂性能。補償收縮混凝土在養(yǎng)護期間可產(chǎn)生（2.04.0）×104限制膨脹率2，普通防水混凝土不具有膨脹性能，在空氣中產(chǎn)生的總收縮Sm一般為（3.04.0）×104，而混凝土的極限拉伸值SK為（12）&

9、#215;104，當(dāng)Sm大于SK時，混凝土結(jié)構(gòu)就會開裂。而補償收縮混凝土抗裂條件是：SK2Sm，另一條件是限制程度?；炷磷杂墒湛s不會開裂，而在限制膨脹條件下也不會開裂?；炷廉a(chǎn)生的膨脹應(yīng)力使鋼筋受拉，與此同時，鋼筋給與混凝土壓應(yīng)力。 對于補償收縮混凝土來說，濕養(yǎng)期間，它可以產(chǎn)生限制膨脹率為0.02%0.03%,可在結(jié)構(gòu)中建立自應(yīng)力值=0.20.7MPa,以限制膨脹來補償混凝土的限制收縮,抵消鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在收縮過程中產(chǎn)生的全部或大部分的拉應(yīng)力,從而使結(jié)構(gòu)不裂或把裂縫控制在無害裂縫(有防水要求,縫寬小于0.2mm)的范圍內(nèi)。2.3補償收縮混凝土裂縫控制的基本原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因復(fù)雜

10、，就材料而言，混凝土水化硬化過程中產(chǎn)生的干縮、冷縮、化學(xué)減縮、塑性收縮等是主要原因。采用膨脹纖維抗裂防水劑拌制的補償收縮混凝土是結(jié)構(gòu)抗裂和自防水的理想材料，膨脹纖維抗裂防水劑在水化過程中形成大量鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H20）晶體，使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋和鄰位的約束下產(chǎn)生0.20.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)不裂或把裂縫控制在無害裂縫(有防水要求,縫寬小于0.2mm)的范圍內(nèi)。補償收縮混凝土的工作原理：當(dāng)砼膨脹時，砼中的鋼筋對它的膨脹產(chǎn)生限制作用，鋼筋本身也因與砼一起膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力s，同時砼中產(chǎn)生相

11、應(yīng)的壓應(yīng)力c。當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時，則Ac·cAs·sAs·Es·2設(shè) AsAc則c·Es·2式中：c-混凝土預(yù)壓應(yīng)力，MPa； As-鋼筋截面積； -配筋率，； Ac-混凝土截面積； Es-鋼筋彈性模量，MPa；2-混凝土的限制膨脹率(也即鋼筋伸長率)。由上式可見，c與2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率隨SY-G摻量的增加而增加，所以，可以通過調(diào)整SY-G的摻量，使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力，從而有效的補償、抵消混凝土收縮應(yīng)力，實現(xiàn)抗裂防滲的防水效果。3.技術(shù)支持基于上述問題，采用武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SY-G型高性

12、能膨脹抗裂劑配制成補償收縮混凝土進行澆筑可以有效的提高混凝土的抗裂抗?jié)B能力，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)自防水。SY-G型高性能膨脹抗裂劑產(chǎn)品的CA活性高，水化速度較快，它與CaSO4水化生成的鈣礬石（C3A.3CaSO4.32H2O）作為早期膨脹源可以補償混凝土硬化初期的自生收縮，水化熱溫升引起的冷縮和部分的干縮，CA2與CaSO4水化生成鈣礬（C3A.3CaSO4.32H2O）,主要用于補償混凝土中期的干縮，減少收縮落差?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下：CA+3CaSO4+2Ca(OH)2+32H2O= C3A.3CaSO4.32H2OCA2+6CaSO4+5Ca(OH)2+59H2O=2(C3A.3CaSO4.32H2O)

13、C4A3S+8CaSO4+6Ca(OH)2+90H2O=3(C3A.3CaSO4.32H2O)生成的鈣礬石（C3A.3CASO4.32H2O），能有效的填充在混凝土的空隙中，它與C-S-H膠凝交織在一起，形成致密的水泥石結(jié)構(gòu)，在受到鋼筋及鄰位的約束，而產(chǎn)生0.2-0.7MPa上網(wǎng)預(yù)壓應(yīng)力，在混凝土不同的齡期有不同的膨脹礦相生成，使混凝土的膨脹增長曲線與混凝土曲線相協(xié)調(diào)，有利于膨脹能的最有效發(fā)揮，有效補償混凝土的收縮。保證了混凝土凈收縮量在各個齡期始終小于混凝土極限延伸值，這樣就有效達到了抗裂防滲的目的。4、防水混凝土原材料要求4.1對原材料的要求（1）水泥 本工程所用水泥應(yīng)符合通用硅酸鹽水泥（

14、GB175-2007）的規(guī)定。（2）粉煤灰 應(yīng)選用二級以上粉煤灰，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合GB1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)要求。（3）粗骨料 本工程采用泵送混凝土，為適應(yīng)混凝土泵送工藝，先用粒徑5-31.5mm碎石，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合JGJ52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)，所含泥土不得呈塊狀或包裹石子表面，吸水率不大于1.5%。（4）細骨料、中砂 所有技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合JGJ52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)要求。（5）膨脹劑 選用武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SY-G型高性能膨脹抗裂劑，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（6）減水劑 其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符

15、合GB8076-2008混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)要求。4.2防水混凝土配合比設(shè)計要求（1）水膠比不得大于0.50，有侵蝕性介質(zhì)時水膠比不宜大于0.45。（2）在滿足混凝土抗?jié)B等級、強度等級和耐久性條件下，水泥用量不宜小于260m3。（3）砂率宜為3540，泵送時可增至45。（4）灰砂比宜為1:1.51:2.5。（5）防水混凝土采用預(yù)拌混凝土?xí)r，入泵坍落度宜控制在160±20mm，坍落度每小時損失值不應(yīng)大于20mm，坍落度總損失值不應(yīng)大于40mm。（6）摻加引氣劑或引氣型減水劑時，混凝土含氣量應(yīng)控制在35。（7）補償收縮混凝土單位膠凝材料用量應(yīng)不小于300 kg/m3，用于后澆帶的補償收縮混凝

16、土，其單位膠凝材料用量不應(yīng)小于350kg/m3。5、混凝土的施工5.1 原材料計量補償收縮混凝土的各種原材料應(yīng)采用專用計量設(shè)備進行準(zhǔn)確計量。計量設(shè)備應(yīng)定期校驗，使用前進行零點校核。原材料每盤稱量的允許偏差應(yīng)符合下表規(guī)定。原材料每盤稱量的允許偏差材料名稱允許偏差（%）水泥、SY-G、礦物摻合料±2粗、細骨料±3水、外加劑±25.2 混凝土攪拌（1）SY-G投料應(yīng)做到準(zhǔn)確可靠，嚴(yán)格執(zhí)行混凝土配合比并符合計量要求。試驗室技術(shù)人員對SY-G投料、混凝土生產(chǎn)應(yīng)24小時跟班監(jiān)督。（2）及時測定砂、石的含水量，以便及時調(diào)整混凝土拌合用水量，嚴(yán)禁隨意增加用水量。（3）對混凝土配比

17、的執(zhí)行及SY-G計量準(zhǔn)確性建立定期或不定期抽查制度。確?；炷辽a(chǎn)質(zhì)量。（4）混凝土攪拌時間：補償收縮混凝土應(yīng)攪拌均勻。對預(yù)拌補償收縮混凝土，其攪拌時間可與普通混凝土的攪拌時間相同，現(xiàn)場拌制的補償收縮混凝土的攪拌時間應(yīng)比普通混凝土的攪拌時間延長30s以上。5.3 混凝土澆筑（1）在計劃澆筑區(qū)段內(nèi)連續(xù)澆筑混凝土，不得中斷；混凝土澆筑以階梯式推進，澆筑間隔時間不得超過混凝土的初凝時間。（2）補償收縮自防水混凝土振搗必須密實，不能漏振、欠振、也不可過振。混凝土應(yīng)采用高頻機械振搗密實，振搗時間一般10s為宜，應(yīng)使混凝土表面浮漿，無氣泡，不下沉為止。使用插入式振動器應(yīng)做到快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移

18、動，按順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。移動間距不大于振動棒作用半徑的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。（3）底板、頂板混凝土澆筑完畢，在混凝土終凝前必須用木抹刀或鐵抹刀搓壓混凝土表面，以防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫（主要是沉降裂縫、塑性收縮裂縫和表面失水干縮裂縫），抹壓共2-3遍。底板、頂板混凝土原漿收面后，應(yīng)立即進行養(yǎng)護。5.4 混凝土養(yǎng)護（2）薄膜布加滴灌管養(yǎng)護，在有條件的情況下，可采用不透水、氣的薄膜布（如塑料薄膜布），并在膜下鋪設(shè)PVC塑料管，并接通自來水，管上間隔3050cm刺一小孔，派人定時開水滴灌管，用薄膜布

19、把混凝土表面敞露的部分全部嚴(yán)密地覆蓋起來保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養(yǎng)護。 墻體澆筑完后，頂部接好DN20PVC塑料管，并接通自來水，塑料管迎墻面每隔2030刺一小孔，使能形成噴淋小水幕帶模養(yǎng)護12天，松動模板的螺絲，讓模板離混凝土墻體有23mm的間隙，不斷淋水，帶模養(yǎng)護57天以后，拆除模板后，用麻袋片緊貼墻體表面,繼續(xù)淋水養(yǎng)護28d地下室頂板:可用麻袋覆蓋混凝土表面,然后淋水養(yǎng)護,保持麻袋24h都處于潮濕狀態(tài),養(yǎng)護14d后去掉麻袋,再進行淋水養(yǎng)護至28d ,保持混凝土的表面濕潤；還可選擇薄膜布養(yǎng)護及覆蓋新型混凝土節(jié)水保濕養(yǎng)護膜。板下表面則進行帶模養(yǎng)護14d，拆模后轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)護。5.5

20、施工縫、防水節(jié)點和施工缺陷的處理措施（1）墻體混凝土預(yù)留的水平施工縫和豎向施工縫應(yīng)在迎水面進行混凝土自防水的修補處理，可在澆筑混凝土?xí)r沿縫頂預(yù)留凹槽，也可在拆模后再施工縫位置開鑿深10mm、寬100mm的凹形槽。穿墻管（盒）、固定模板的對穿螺栓等節(jié)點位置、應(yīng)開鑿凹槽。應(yīng)先用清水將凹槽沖洗干凈，再涂刷一層混凝土界面劑，然后再用膨脹水泥砂漿填實抹平并濕潤養(yǎng)護14d，也可在修補部位表面涂刷防水涂料。（2）現(xiàn)澆混凝土所產(chǎn)生的外觀質(zhì)量缺陷，應(yīng)按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204的相關(guān)規(guī)定進行處理。較大的蜂窩、孔洞等應(yīng)采用比結(jié)構(gòu)混凝土高一個強度等級的補償收縮混凝土進行修補；對有防水要求的部位，還宜在修補的表面采用膨脹水泥砂漿進行防水處理，采用補償收縮混凝土或膨脹水泥砂漿修補的部位濕潤養(yǎng)護14d。（3）對于貫穿性的混凝土裂縫