地下防水施工中补偿收缩混凝土的施工技术

[摘 要]： 补偿收缩混凝土是一项新型的防水施工技术，具有抗裂性强，防水性能好的特点，在限制条件下，比普通混凝土早期强度提高10%～25%，14 天期龄抗渗标号达到S13，28 天期龄抗渗标号达到S20，后期仍然持续增长。本文从理论与实践的结合上着力分析补偿收缩混凝土的防水原理，并通过工程实例提出防水施工技术要点，供设计与施工人员参考。

[关键词]：人民防空 防水施工 补偿收缩混凝土

一般情况下，混凝土的收缩变形，浇注30天完成40%，60 天完成65%，20 年完成98%。当这种收缩变形大于混凝土的极限拉伸时，就会产生混凝土裂缝，这些细微的裂缝，随着时间的推移，由小到大，由不贯通到贯通，导致工程渗水漏气，严重的影响人防工程平时功能和战时功能。我们在开封市某人防工程施工中，采用补偿收缩混凝土防水施工技术，有效地控制了混凝土的收缩裂缝，解决了人防工程的防水问题，在地下水位高出顶板的情况下，经过八年的验证， 不渗不漏， 防水效果良好。这种防水施工方法已在多项人防工程中推广应用。

1 、补偿收缩混凝土的防水机理

人防工程大体积浇注混凝土，由于水泥的水化作用，释放大量的水化热，这种水化热，加上入模温度，在2 - 3 天内，可以使混凝土内部温度升高50 - 80℃，而混凝土的线膨胀系数约为10 × 10-6/℃，当环境温度与内部温度温差超过25℃时，混凝土就会产生收缩变形，当这种收缩变形|aT| 大于混凝土的极限拉ε D，在结构应力最大的部位就会产生混凝土裂缝，称之为温度裂缝。这种温度裂缝，由小到大，由不贯通到贯通，导致工程渗水漏水。往往收缩变形|aT|都大于混凝土的极限拉ε D，|aT|与ε D 差别越大，混凝土的温度裂缝和干缩裂缝就越大，|aT|与εD差别越小，混凝土的温度裂缝和干缩裂缝就越小。目前，解决这种混凝土裂缝的办法是在应力最大的部位设置后浇带，待混凝土收缩变形基本完成后再浇后浇带。补偿收缩混凝土的膨胀率一般是0.02～0.05%，在混凝土中建立0.2～0.7MPa 的预压应力，以此来抵消混凝土在硬化过程中收缩变形所产生的拉应力，使|aT| 小于或等于ε D，就不需要设置后浇带。补偿收缩混凝土控制的原则是|aT| ≤ε D，以膨胀加强带取代后浇带，实现无缝连续施工，达到抗裂的目的。同时，在钢筋和邻位混凝土的约束下，补偿收缩混凝土产生适度膨胀，并转化为压应力，水化后的钙矾石结晶不断强制填充毛细孔隙，最大限度的降低总孔隙率，可以得到非常密实的收缩高强防水混凝土， 达到抗渗的目的。根据以上分析，要想改善混凝土收缩变形与极限拉伸的关系，使|aT| 小于或等于ε D，可以采取两个方法，或是减小混凝土收缩变形|aT|，或是提高混凝土的极限拉ε D，然而，提高材料的极限拉伸是十分困难的，只要在混凝土中加入UEA 膨胀剂， 配制成补偿收缩混凝土， 以混凝土的膨胀压应力来抵消收缩拉应力，最大限度的减小混凝土收缩变形|aT|，使人防工程主体结构不裂不渗。这就是补偿收缩混凝土防水的基本原理。

2 、补偿收缩混凝土的施工要点

2.1 补偿收缩混凝土的配合比

补偿收缩混凝土的配合比必须经试验确定.一般采用525# 硅酸盐水泥， 按水泥用量的8 %加入U E A 膨胀剂. 拌和成补偿收缩混凝土， 配合比为：水泥： 沙： 石子：UEA=1：1.56：3.32：0.49：0.08，塌落度为30%～50mm水灰比0.49，砂率32%，把凝土的膨胀率控制在0.02%～0.05%之间。

2.2 补偿收缩混凝土的拌制

补偿收缩混凝土要用强制式搅拌机现场搅拌，UEA 膨胀剂的加入量要有专人负责，误差不得超过0.5%。对UEA 膨胀剂的计量装置要定期检查，经常调整。混凝土的搅拌时间要比普通混凝土延长40～50s，以拌和均匀为准，即达到均匀状态才能出料。

2.3 补偿收缩混凝土的膨胀加强带设置

膨胀加强带主要用于补偿早期混凝土的收缩变形，要求设置在混凝土发生变形应力最大的部位， 一般 60m 设一道。做法： 膨胀加强带宽2～3m，带两侧布置密孔钢丝网，将带内混凝土和带外混凝土分开。加强带的膨胀剂的添加量为水泥用量的10%～12%，同时增设10%的水平加强筋， 与膨胀带方向垂直布置，两端伸出膨胀带2m，各与上下层（内外层）钢筋连接。

2.4 施工缝的处理

人防工程的水平施工缝一般设在墙体底板上500 和顶板下500，墙体居中预留50 ×50mm 的凹槽，要冲洗干净，清除附石，不得有明水，然后放入橡胶止水条，橡胶止水条的放置要平直均匀，搭接长度不得少于50mm。拆模后沿施工缝上下凿毛200mm，用UEA 防水砂浆做四层抹面。

2.5 补偿收缩混凝土的养护与修补

补偿收缩混凝土震捣要密实，不能漏震，浇注完的混凝土不能受阳光的直射，混凝土初凝后， 要有专人养护， 养护时间不的少于1 4天。

拆除模板后，混凝土暴露面，特别是外壁很快干燥，必须用湿草垫覆盖养护，如果出现蜂窝麻面， 要清除松附部分， 再用内掺1 0 %UEA 膨胀剂1：2 的水泥砂浆补平。面积较大的蜂窝、露石、露筋，必须凿去薄弱的混凝土表层和个别突出的集料颗粒，用加压水冲洗干净， 用内掺10%～12 %UEA 膨胀剂的豆石混凝土填实，豆石混凝土要比原标号提高一级。

3、补偿收缩混凝土工程实例

开封市某人防工程，是一项大面积浇注混凝土的掘开式人防工程，东西轴线长63.7m，南北轴线长54m，钢筋混凝土梁板结构，原设计东西轴线的中间设一后浇带。由于安装设备的需要，结构净高设备房间为3.5m，会议室为4.0m 其他均为3.5m。底板标高-6.47m，局部-7.9m，混凝土浇注量4800m3。该工程所处位置系宋代汴河古道遗址，地址条件复杂，一米以上为轻质亚粘土（可耕土），1.0m 至3.5m为细沙土，天然湿度25%，3.5m 至6.5m 为亚粘土，天然湿度28%，6.5m 至8.0m 为粉沙层，天然湿度为31%，工程底板持力层为亚粘土。地耐力为10t/m2.夏季地下水位标高-1.0m，冬季地下水位标高-2.5m.开挖基坑时，采用二级井点降水，分两层机械挖土，地梁和污水池采用三级井点降水，使地下水位始终低于施工作业面。我们根据偿收缩混凝土的防水原理，在防水混凝土中加入水泥用量8 %的UEA 膨胀剂，拌制成补偿收缩混凝土，把膨胀率控制在0.02%～0.05%，在混凝土中建立0.2～0.7MPa的预压应力，以此来抵消混凝土在硬化过程中收缩变形所产生的拉应力， 使混凝土结构不裂、不渗、不漏，获得了满意的防水效果。

4、结语

人民防空工程是一个密闭的地下空间， 其主体结构往往因混凝土的收缩变形而产生裂缝， 导致渗水漏水， 影响工程的平时功能和战时功能，对小于0.25mm 的混凝土结构细微裂缝，在有水的情况下，由于膨胀剂结晶强烈的生长力，可以使微缝愈合。配置合理的补偿收缩混凝土，由于在混凝土中建立了定值的预压应力，这就抵消了混凝土在硬化过程中的全部或大部分拉应力，使混凝土的收缩变形等于或小于混凝土的极限拉伸，这样，就可以用膨胀加强带取代后浇带，实现无缝连续施工，缩短施工工期40～60 天。

参考文献

[1].韩道同，刘娴.补偿收缩混凝土在人防工程中的应用.中国人民防空，2002（7）.

[2].游宝坤，李光明，韩立林.大体积补偿收缩混凝土的结构稳定性问题.混凝土，2001