郭聚富

(中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司 北京 100038)

1 引言

如今，土工構(gòu)筑物的防水要求愈加嚴(yán)格，眾多研究成果層出不窮[1－2]。社會(huì)迅猛發(fā)展的今天，使得建筑領(lǐng)域?qū)Φ叵率曳浪阅芤鸶叩闹匾暎⒁源藶檎n題，展開了諸多研究。具體來(lái)說(shuō)，主要包括兩個(gè)方面內(nèi)容[3－12]，一個(gè)為防水材料；另一個(gè)為混凝土剛性。劉家文等[13]為提高混凝土結(jié)構(gòu)的自防水性，將可再分散瀝青粉(RAP)與納米SiO2復(fù)合制備了剛性自防水混凝土。楊越[14]從實(shí)際防水工程施工切入闡述施工組織與制度保障、施工技術(shù)準(zhǔn)備、墻體混凝土材料控制、施工縫與穿墻管等防水薄弱點(diǎn)的處理、防水層與防水保護(hù)層以及肥槽回填土等重點(diǎn)施工質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，優(yōu)化地下室工程施工效果，賦予其更高的防水性能，避免滲漏水問(wèn)題的發(fā)生。

采用何種方式能夠賦予地下室最強(qiáng)的防水性能，減少滲水問(wèn)題的發(fā)生，是現(xiàn)代施工企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題?；诖耍疚囊劳胸S臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店張郭莊地區(qū)二類居住及文化娛樂(lè)用地項(xiàng)目研究摻加納米SiO2的剛性防水混凝土與普通防水混凝土的區(qū)別，并根據(jù)自身多年的施工經(jīng)驗(yàn)，制定出一些質(zhì)量控制方案，以期為今后眾多綠色建筑地下室防水提供指導(dǎo)。

2 工程概況

本工程為北京市豐臺(tái)區(qū)長(zhǎng)辛店張郭莊地區(qū)二類居住及文化娛樂(lè)用地項(xiàng)目，經(jīng)優(yōu)化后(風(fēng)模擬優(yōu)化計(jì)算、自行車增加防雨設(shè)施、引入公交線路等簡(jiǎn)單易行或增加少量成本的措施)達(dá)到綠建二星設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。地下汽車庫(kù)為地下兩層，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為三級(jí)，部分模塊為一級(jí)或二級(jí)。地下二層為人防工程，主要用于特殊情況下人員、物資等的保護(hù)，一般情況下，可當(dāng)做車庫(kù)使用。車庫(kù)采用梁板式筏型基礎(chǔ)，抗震等級(jí)為二級(jí)，以鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)為主。

3 剛性防水混凝土原材料及試驗(yàn)

制備混凝土基本原材料有水泥、砂、碎石和水等。本文所用砂為Ⅱ區(qū)顆粒級(jí)配中砂。制作混凝土?xí)r，分別添加普通防水劑、納米SiO2改性防水劑、減水劑。防水劑選擇JX抗裂硅質(zhì)型防水劑，添加量固定，為5%。為確保較低的坍落度，在規(guī)定范圍內(nèi)，所用減水劑的減水率為20%。經(jīng)配比，配制出梯度濃度的混凝土，見(jiàn)表1～表2。

表1 混凝土中不同添加劑摻量

表2 混凝土的配合比設(shè)計(jì) kg

本次研究主要進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗水滲透試驗(yàn)、碳化試驗(yàn)，進(jìn)而綜合性分析混凝土的防水性。試驗(yàn)所需設(shè)備見(jiàn)圖1。

圖1 剛性防水混凝土試驗(yàn)所需儀器

4 剛性防水混凝土性能影響分析

選取3個(gè)不同的試驗(yàn)天數(shù)，分別為3 d、7 d與28 d，通過(guò)試驗(yàn)得出其抗壓強(qiáng)度，見(jiàn)圖2。由圖2可知，養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，材料的抗壓強(qiáng)度越高。

圖2 不同類型的混凝土抗壓強(qiáng)度

在不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間的基礎(chǔ)上，不同添加劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響不同。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠推導(dǎo)出不同工況下，與No.2中材料強(qiáng)度存在的關(guān)聯(lián)性，以此確定出混凝土加入防水劑后對(duì)其抗壓強(qiáng)度的影響，見(jiàn)圖3。由圖3可知，無(wú)論養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短，添加防水劑后，抗壓強(qiáng)度均持續(xù)減弱，其中3 d強(qiáng)度最為顯著。也就是說(shuō)，混凝土凝固早期，對(duì)強(qiáng)度的影響最高。此外，加入納米SiO2后，抗壓強(qiáng)度不斷增加，由其是3 d強(qiáng)度，增加量最為顯著，超過(guò)了25%；其次為7 d強(qiáng)度，增加量在20%左右。綜上所述，混凝土早期抗壓強(qiáng)度與防水劑的關(guān)系更為密切，這是因?yàn)樘砑臃浪畡┖?，能夠改善材料的流?dòng)性，提高了緩凝速度。而納米材料的添加，則會(huì)在凝固早期賦予材料較高的強(qiáng)度，后期略高于一般混凝土。

圖3 不同工況混凝土相對(duì)于第二組混凝土抗壓強(qiáng)度提升率

4.1 混凝土防水抗?jié)B試驗(yàn)分析

以上述各工況混凝土為基礎(chǔ)，以28 d為研究時(shí)間，進(jìn)行防水抗?jié)B試驗(yàn)，得出結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，相較于其他幾組，No.1滲水高度最大；添加防水劑與SiO2后，采用定量分析的方式，得出試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，添加防水劑后，防水性能大幅增強(qiáng)，滲水高度顯著減少，減少率在70%以上。由此表明，添加的防水劑與SiO2材料能夠?qū)炷亮芽p進(jìn)行封堵，對(duì)水分進(jìn)行阻隔，以達(dá)到防水的目的。由試驗(yàn)可知，添加SiO2材料后，防水性能得到增強(qiáng)，也就是說(shuō)，在防水劑混凝土的基礎(chǔ)上添加SiO2，混凝土?xí)邆涓鼜?qiáng)的防水性能。

表3 不同類型混凝土的滲水高度

表4 不同類型混凝土的防水抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果

4.2 混凝土抗碳化試驗(yàn)結(jié)果分析

以No.1為基準(zhǔn)，推導(dǎo)出No.2的碳化深度減少情況，由此確定出防水劑與混凝土抗碳化性能的關(guān)系，見(jiàn)表5。由表5可知，添加防水劑能夠明顯提升抗碳化性能。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3 d，碳化深度降低了12.5%；在第7天，降低了18.4%；到第14天，降低了28.8%；而到第28天，則降低了29.3%，變化愈加顯著。

由表5可知，隨著混凝土齡期提升，整體上碳化深度呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，但與No.1相比，則略有降低。其中，時(shí)間為3 d時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果存在較大的變化，無(wú)法尋找出規(guī)律，最大值為24.3%；7 d時(shí)結(jié)果依然存在變化，但變化幅度稍微變小，處于16.7% ～25.9%范圍內(nèi)；14 d時(shí)基本保持穩(wěn)定，處于14.3% ～17.6%范圍內(nèi)；而到28 d波動(dòng)范圍則小幅度增加，但與No.1相比，數(shù)值相差不大。另外，納米SiO2存在差異，對(duì)材料抗碳化能力的影響并不是很大。

綜上所述，在混凝土內(nèi)添加一定量的防水劑能顯著增強(qiáng)抗碳化能力，而納米SiO2則與此相反。

表5 不同類型混凝土相對(duì)碳化深度增長(zhǎng)率

4.3 納米SiO2混凝土經(jīng)濟(jì)性分析

從成本角度，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，納米SiO2的單價(jià)為10 000元/t左右，以1 m3混凝土為例，以3%為添加基準(zhǔn)，僅需多投入600元；同時(shí)，在綜合指標(biāo)上又優(yōu)于只添加防水劑的材料。由此表明，添加兩種材料更具優(yōu)勢(shì)。

5 地下室施工過(guò)程中質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

防水混凝土樓板澆筑前應(yīng)考慮建筑物的防水等級(jí)要求。澆筑需連續(xù)進(jìn)行，以減少人工施工縫；變形縫的處理可采取填縫、封縫施工措施。地下室存在很多管道，需采取相應(yīng)的防水方案；在管道穿墻區(qū)域鋪設(shè)套管，密封圈焊接在套管上，在套管中添加改性瀝青軟密封材料，以達(dá)到防水目的；板墻結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的拉力螺栓對(duì)模板進(jìn)行加固。螺栓通過(guò)氣焊方式制造，在槽口處，鋪上適量防水砂漿并將其壓實(shí)，保證不漏電，達(dá)到防水效果。制作外防水層時(shí)，在滿足施工環(huán)境的前提下，應(yīng)考慮防水層的接縫問(wèn)題、粘結(jié)問(wèn)題、防水材料的選擇等問(wèn)題。

5.2 點(diǎn)漏及線漏堵漏施工工藝

(1)首先找出滲水區(qū)域點(diǎn)，及時(shí)清除表面雜質(zhì)，采用電鉆等工具鉆鑿滲水區(qū)域，將其擴(kuò)大成深度約為20 mm的孔洞。

(2)根據(jù)所鉆滲漏水部位尺寸，取適量堵漏粉緩慢注水?dāng)嚢璩赡z狀膏，手掌置于膏狀物表面，若出現(xiàn)微熱，立即抓起膠狀膏緊壓漏水孔洞，待材料發(fā)熱過(guò)后松手。

(3)干粉多次抹壓的方法適用于在無(wú)明顯漏水區(qū)域點(diǎn)而存在表面滲水的情況。如果以上操作是在低溫環(huán)境下進(jìn)行，無(wú)法快速凝固，可采取溫水?dāng)嚢琛?/p>

(4)若出現(xiàn)較為嚴(yán)重的漏水點(diǎn)或者面，則應(yīng)先在漏水區(qū)域附近鉆鑿適當(dāng)大小引流孔，然后使用相關(guān)材料封堵，再澆筑混凝土并將其抹平。

5.3 面漏堵漏施工工藝

(1)防水劑用量為3% ～5%膠凝材料總量，將水和防水劑依次放入攪拌機(jī)中攪拌不少于2 min。

(2)砂漿防水層的工序:基層清理完成后抹防水素漿，干后涂抹第一層防水砂漿，完成后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)、壓實(shí)、搟光，再進(jìn)行第二層防水砂漿的涂抹，結(jié)束后進(jìn)行檢查、搓麻面、壓實(shí)。

(3)施工完成后要及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，若大面積施工，可采用張貼塑料薄膜的方法，待混凝土收水1～2 d后，去除塑料薄膜再潮濕養(yǎng)護(hù)7 d。

6 結(jié)論

(1)當(dāng)摻加不同摻量的納米SiO2后，混凝土的防水抗?jié)B能力提升，滲水高度相比于普通混凝土下降約80%。

(2)在混凝土內(nèi)添加相應(yīng)的防水劑能夠有效提升混凝土的抗碳化能力，然而以此為基礎(chǔ)，添加適量的SiO2后，性能則無(wú)顯著變化。

(3)在建筑施工時(shí)，應(yīng)對(duì)防水工程高度重視。建筑的防水效果將直接影響到人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此，要嚴(yán)格控制建筑防水工程的質(zhì)量，使建筑的質(zhì)量和安全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要。