徐國煥

(中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧 大連 116100)

高抗?jié)B抗裂保護(hù)層的研究主要來自國家的“863”計(jì)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(zhǎng)化等相關(guān)的設(shè)計(jì)理論，并以此研究高抗?jié)B抗裂保護(hù)層材料，即無細(xì)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(hù)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(xì)骨料，加入特細(xì)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(jìn)而對(duì)性能加以調(diào)整，由此細(xì)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(hù)層之間達(dá)到無界面過渡區(qū)域的有效結(jié)合。高抗?jié)B抗裂保護(hù)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(jìn)行了實(shí)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(chǎng)院工程和附屬設(shè)施。項(xiàng)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(shí)最高溫度可達(dá)38.6～45.6℃，而最低溫度可達(dá)-28.5～-13.1℃，年均降水量達(dá)到2106.6mm。

工程屋面的防水設(shè)防以及等級(jí)要求均為標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級(jí)，原設(shè)計(jì)運(yùn)用常規(guī)的剛性或柔性防水方案，運(yùn)用上述方案無法解決防水的工序問題以及后期的維護(hù)、維修費(fèi)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(hù)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(hù)層的配比和攪拌的工藝流程

2.1.1 高抗?jié)B抗裂保護(hù)層的原材料

高抗?jié)B抗裂保護(hù)層主要的原材料有水泥、細(xì)顆粒的骨架材料、減縮劑、礦物細(xì)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(jí)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(dá)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(xì)砂使用1.50細(xì)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(biāo)見表4。

表4 各種外加劑與性能指標(biāo)

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(qiáng)型，主要運(yùn)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(dá)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(jī)膠結(jié)料的泡沫混凝土。

2.1.2 保護(hù)層的配方

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

表5 高抗?jié)B抗裂保護(hù)層配比 單位：kg

2.1.3 保護(hù)層的生產(chǎn)工藝

根據(jù)新調(diào)整的高抗?jié)B抗裂保護(hù)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(jī)中，并按照均勻的速度攪拌5min左右，然后對(duì)其進(jìn)行坍落度測(cè)試，當(dāng)達(dá)到70mm時(shí)才能進(jìn)行澆筑，并且要求保護(hù)層的厚度需要達(dá)到20mm。

2.2 屋面結(jié)構(gòu)層嵌入的高抗?jié)B抗裂保護(hù)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(hù)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(diǎn)

a.對(duì)壓印的處理。對(duì)建筑物的屋面進(jìn)行防水施工時(shí)應(yīng)當(dāng)分為兩次進(jìn)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(hù)層。在涂抹防水過程中，一定要在最后進(jìn)行壓印處理，以增強(qiáng)對(duì)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(jì)主要依據(jù)高抗?jié)B抗裂的保護(hù)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(zhǎng)2m、寬0.5m(見圖3)。

圖3 蓋板壓印實(shí)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(duì)澆筑基層壓印進(jìn)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(hù)層的鋪設(shè)。對(duì)于高抗?jié)B抗裂的保護(hù)層應(yīng)進(jìn)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(hù)層，要求整體的厚度達(dá)到一致，最后用平板振動(dòng)器振實(shí)，用鐵輥筒在保護(hù)層的表面以十字交叉的形式來回滾壓5～6遍并確保密實(shí)性，保護(hù)層表面泛漿后用木抹子壓實(shí)、抹平。等到初凝前再進(jìn)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?biāo)鞣较蛴傻吞幭蚋咛幤叫杏谖菁狗较蜾佋O(shè)。在鋪設(shè)之前應(yīng)當(dāng)對(duì)表層加以清理，對(duì)基層涂刷處理劑時(shí)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(duì)防水卷材的底面以及基層夾角部位進(jìn)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(jìn)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(hù)層的實(shí)際施工效果

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

本工程將高抗?jié)B抗裂保護(hù)層嵌入在屋面主要的結(jié)構(gòu)層中，在施工時(shí)節(jié)省了大量的電力消耗以及機(jī)械設(shè)備的使用，并減少大量的人工勞動(dòng)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(jìn)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(hù)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(jìn)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(shí)因高抗?jié)B抗裂保護(hù)層具有較高的韌性和耐久性，因此能夠減少后期的維護(hù)與維修，最終降低了后期投入的成本費(fèi)用。

3.2 社會(huì)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(hù)層則有效解決了傳統(tǒng)防水的效果局限以及后期維修費(fèi)用投入較高的難題，在高抗?jié)B抗裂保護(hù)層的砂漿內(nèi)運(yùn)用了礦物摻和料，進(jìn)而節(jié)約了大量的資源并減少對(duì)環(huán)境的污染；另外，高抗?jié)B抗裂保護(hù)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(jìn)而保證屋面的防水質(zhì)量和效果。低廉的維護(hù)成本具有較高的社會(huì)效益。

4 結(jié) 語

高抗?jié)B抗裂保護(hù)層是在建筑物的結(jié)構(gòu)層與保溫層中加入一層特細(xì)砂和高活性納米級(jí)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(hù)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。