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混凝土结构防水是建筑的治本之策

时间:2018-01-30点击数:0

  核心提示:修建物的渗漏已成为一个普遍现象,住建部曾对商品住宅的渗漏进行了查询统计:修建物的渗漏率达80%以上,其间,20%左右的楼盘交房时开端渗漏,60%左右的楼盘渗漏在3-5年后开端。为了处理渗漏疑问,修建规划师对修建物防水的规划办法通常是选用构造混凝土自防(亦称“构造防水”)和“外防水”相结合,即“刚”、“柔”结合的防水模式。“构造防水”就是在构造混凝土中掺用若干抗裂和防水的外加剂,旨在进步构造混凝土本身的抗裂功用、密实功用以及安靖功用,然后阻止混凝土的腐蚀和钢筋的锈蚀,进步其耐久性,这种经过混凝土本身的防水。

 

  一、混凝土构造自防水是修建防水的治本之策

  依据地下工程防水技能规范(GB 50108-2008)明、暗挖法地下工程防水规划请求:主体构造中“构造防水”为防水混凝土,对于一级防水的“外防水”而言,在防水卷材、防水涂料、塑料防水板、膨润土防水资料、防水砂浆、金属防水层(板)等中选一至二种即可,(详见表1~2),在这些外防水当中,有刚性“外防水”(防水砂)和柔性“外防水”之分。柔性“外防水”所选用的资料是有机资料,凡有机资料就存在不一样程度的老化疑问。常用的柔性“外防水”资料通常是油毡沥青,橡胶塑料等,它们在湿润环境中,有用寿数不会超越10年,5年左右就开端老化。尽人皆知,民用修建物最低规划请求在50~70年,其它工程寿数均在100年以上,不难看出:假如不从混凝土构造自防水上做文章,单靠柔性“外防水”起效果,资料质量再好,施工办法再有用,也无法保证修建物的规划寿数。既然如此,为什么还花这么大的投入去研讨施行柔性“外防水”,而让“构造防水“坐冷板凳呢?其首要要素有四:一是没有充分知道修建防水中“构造防水”与“外防水”之间“标”与“本”的联系。笔者以为:“构造防水”是修建防水的底子保证,而“外防水”则是辅佐防水的效果,因而“外防水”只能治标,混凝土构造自防水才干治本。二是“刚”、“柔”相济的防水准则替代了防水规划规范请求,表1~2明确规则,对于任何等级的防水,“构造防水”是有必要采纳的,除此而外,对于一级防水,只是在很多的“外防水”方法中挑选1~2种,并非规则只能挑选柔性“外防水”。三是挑选柔性“外防水”有显着的短期效果,即便“构造防水”不起效果,柔性“外防水”在老化之前也可维持5年的防水,5 年后,过了修建保证期,谁也可以不承当质量职责了。四是“构造防水”还存在很多需要我们共同研讨和处理的疑问,还不能担当起治本的任务,只能经过治标的办法来完成短期的防水效果。

 

  二、“构造防水”的三大误区,是“构造防水“难当任务的首要要素

  如今,混凝土耐久性研讨专家以为在“构造防水”方面存在三大误区:一是“构造防水”技能请求的定位误区。有些修建范畴在“构造防水”规划时,规划师只提出了构造混凝土防水方面密实性的技能请求,即抗渗等级,而没有提及任何抗裂方面的技能请求。事实上混凝土不管如何密实,只需发生了裂缝,它就无密实可言了,渗漏是必定的。因而“构造防水”有必要以抗裂为条件,规划师在“构造防水”方面应提出相应的抗裂技能指标,水工范畴的堆石面板混凝土在规划时提出了抗裂技能指标——极限拉伸值和缩短值,因而,面板混凝土是不做柔性“外防水”而仅靠构造自防水的成功事例; 二是“构造防水”的本钱知道误区。通常运用在修建防水方面的投入,占工程土建投入的(1~2)%,大有些工程出资及规划者通常注重柔性“外防水”,而忽略“构造防水”,柔性“外防水”每平方不少于50元,“构造防水”混凝土一立方可浇筑2-3平方的地(墙)面。而大有些构造混凝土防水的投入每立方仅20元,仅占柔性“外防水”投入的(14~20)%;如此轻重不分,如何能让“构造防水”担其任务? 此外,大有些工程管理者知道不清“构造防水”一次性成功投入与工程缺点修复和修理费用的投入比例。一旦工程呈现渗漏疑问,其修理本钱高达“构造防水”原始投入本钱的10倍。更为重要的是一次性做好了“构造防水”,可保证工程运用寿数到达规划请求的70~100年; 三是“构造防水”运用的抗裂防水资料挑选误区,传统的“构造防水”运用的防水资料是胀大剂。现代科学技能研讨发现,胀大剂的抵偿缩短理论难以建立。科技日报2009年11月10日对胀大剂进行了有关报道:“据专家介绍,在技能方面,混凝土胀大剂首要效果机理是经过本身体积的胀大来抵偿混凝土的缩短,然后到达混凝土抗裂的意图。但试验标明,胀大剂胀大的时刻与混凝土缩短的时刻不一样步,不能有用起到抗裂的效果。另一方面,有些利欲熏心的出产公司选用粉煤灰、矿渣粉、石粉等便宜资料冒充胀大剂,以低于正规胀大剂5~10倍的报价,用不合理竞争手段打乱商场。因而,如今普遍运用的胀大剂(假胀大剂更是何足挂齿),不能真正有用处理修建工程构造混凝土的抗裂和防水疑问,还要依托柔性“外防水”来维持。

 

  三、抗裂条件下的“构造防水”,是彻底治愈修建物渗漏及进步修建物运用寿数的要害

  混凝土现代防水理念:抗裂+密实。因而“构造防水”研讨的首要方向是抗裂和密实。让构造混凝土密实且少发生裂缝或不发生裂缝,不正是减轻“外防水”压力或去掉“外防水”层的有用途径吗?因而强化修建物构造混凝土的抗裂、抗渗功用,是彻底治愈修建物渗漏,进步运用寿数的要害。

  要强化构造混凝土的抗裂、抗渗功用,有必要和谐工程建造的各个环节。首要工程规划单位在“构造防水”的理念上,要坚持防水有必要以抗裂为条件,规划师在构造防水混凝土请求中应规则对于抗裂的有关技能指标,以根绝工程中的偷工减料和伪劣的产品滥竽充数;工程出资单位应注重“构造防水”投入,对现有的抗裂防水资料进行考察和挑选,将性价比契合规划请求的资料费用进入工程概算,保证其可施行性;工程施工单位,依据规划请求和招标的价位收购抗裂防水资料,依照规范请求进行施工;监理单位及各级建管部分施行相应的监督功用,定期或不定期地对资料进行抽样检查,保证工程质量。

  混凝土抗裂是一个世界级的难题。混凝土发生裂缝的影响要素许多,但其首要要素有三个:温度改变、干缩和不均匀沉降。温度改变和干缩将会导致混凝土的缩短,在混凝土外表导致拉应力,而在内部或下外表导致压应力,因而会导致外表裂缝。而不均匀沉降将会使混凝土全断面受拉,然后可能导致贯穿性裂缝。不管是外表裂缝,仍是贯穿性裂缝都将对混凝土工程的安全和耐久性带来晦气的影响。通常,前者称之为非构造性裂缝(或缩短裂缝),后者称之为构造性裂缝。构造性裂缝的防止要经过规划和施工等环节完结。非构造性裂缝通常在完善混凝土合作比的条件下,经过掺用抗裂资料,进步混凝土本身的抗裂功用来战胜。

  混凝土发生缩短性裂缝的要素很多,但最首要的要素是由于混凝土在本身和各种外界要素效果下发生缩短变形所致。这种缩短变形在束缚的限制下,使混凝土内发生与缩短方向相反的散布拉应力,当这种散布应力在某个断面积储到必定程度构成应力的刹那间最大值σxmax(t)超越该断面的刹那间抗拉强度f(t)时,混凝土开裂。

  即 σxmax(t) > f(t)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)式中,σxmax(t) ——混凝土中最大刹那间缩短拉应力,与混凝土中散布缩短应力σx(t)的巨细有关;f(t) ——混凝土刹那间抗拉强度。

  混凝土内的散布缩短应力可按下式计算:

  σx(t)=Kr · Ec(t) · εc (t) · S(t)⋯⋯⋯⋯ (2)式中,Kr——束缚系数,取值与束缚的刚度有关。当束缚无限刚时,Kr=1,当束缚为自在时,Kr=0。Ec(t) ——混凝土弹性模量。εc(t) ——混凝土自在缩短应变,与塑性缩短、枯燥缩短及温度缩短有关。S(t) ——混凝土徐变松驰系数。由此可见,混凝土的抗拉强度、弹性模量、前期水化热及干缩是影响混凝土抗裂功用的首要要素。

  综上所述,要彻底治愈修建物渗漏,进步其寿数,有必要强化构造混凝土抗裂密实功用。武汉工程大学研发的WHDF混凝土抗裂减渗剂 (简称WHDF),从水泥水化研讨下手,经过推进水泥水化程度,优化水化产物,协同激起活性混合资料与Ca(OH)2进行二次水化,使混凝土在抗压强度弱有增加的条件下,抗拉强度和极限拉伸值增加(15~20)%,弹性模量降低(5~10)%,前期水化热显着降低,且最大峰值后延24小时,前期干缩值降低30%以上,抗渗等级≥P12,能有用进步了混凝土的抗裂和抗渗功用。

 

  WHDF被鉴定为国际先进水平,先后获省科技进步一等奖,国家重点新产品,建造部推行的新技能,科技部国家火炬攻关方案等荣誉,广泛运用于军工、核电、水工、交通、市政及民建等范畴,所用之处,均无缩短性裂缝发生,且抗渗等级均>P12。值得一提的是WHDF在水工运用,湖北小溪口电站面板混凝土18年前运用WHDF, 至今仍无一条裂缝,完成100年寿数不成疑问。水工中运用WHDF在5年以上无裂缝的大坝已有近20座,当然,这也是水工范畴非常注重混凝土抗裂防水的结果,这也是单凭“构造防水”处理修建物渗漏的成功事例,除此之外,在民建及其它工程中还创建了不少做好“构造防水”不做“外防水”的成功事例,在此不再罗列。总之,近20年的工程运用证实,掺WHDF的构造混凝土抗裂和抗渗功用好,能有用改进修建物的渗漏疑问,然后进步工程质量和运用寿数。