质量可靠型防水混凝土的研制

摘 要：通过掺加聚丙稀纤维防裂剂、UEA密实剂、JM-PCA（I）型高效减水剂，调整普通混凝土的配合比，配制出构造简单、堵漏准确、检修方便、结构耐久性差异小、质量可靠的防水混凝土，取得缩短工期，节省造价的效果。

关键词：防水混凝土 配合比 配制 试验

中图分类号：TV331 文献标识码： A

1机理分析

混凝土收缩造成的开裂是混凝土渗漏的主要原因，采用物理加筋（混凝土中掺加合成纤维），依靠纤维的均匀分布以及同水泥基料紧密之结合力，形成混凝土内部之乱向支撑体系，有效地控制水泥基体收缩及离析裂纹的形成，截断并防止微裂纹的发展，避免贯通毛细孔道的形成，提高混凝土抗裂防水能力。

物理加筋法不受环境影响，潮湿、干燥环境中均能获得防裂抗渗效果，提高混凝土的韧性、耐冲击性、抗渗性及耐收缩断裂性。

2技术措施

物理加筋法一是合理选择混凝土材料和配合比，二是使用性能良好的外加剂。

2.1配制防水混凝土

根据数次试验对比分析，试验选定的质量可靠型防水混凝土配合比为：水泥：砂：石子=l：2.16：2.43；W/C=0.46；JM-PCA（I）型或GMA高效减水剂为水泥重量的1.5%；UEA等量取代水泥。防水混凝土所用原材料的名称、规格及数量见表1。

表1 每立方米防水混凝土用料量

2.2试验结果

采用强制式搅拌机配制防水混凝土，按每组6个留置直径、高度均为150mm圆柱体和上底直径175mm，下底真径185mm，高为165mm圆台体抗渗试块。采用HS40A型混凝土抗渗仪进行混凝土抗渗性测定和试验研究。

1）试验前，试块应保持潮湿状态，表面应干燥（在低于50℃的烘箱中烘10～30min，在通风处放5～15min，表面干燥即可）。

2）将试模预热至50℃左右，涂以石蜡，装入试块，使试块周围与试模内壁之间的缝隙被石蜡填满。

3）装好试块的试模冷却后即可安装在渗透仪上进行加水试验。

4）试验时，水压从0.2MPa开始，每隔8h增加0.1MPa，边加压，边观察，一直加至6个试块中有3个试块表面发现渗水，记下此时的水压力，即可停止试验。

5）将未渗水的试块剖开，记录渗水高度。

图1拌制实景 图2塌落度测试

（3）试验结果计算

混凝土的抗渗等级是以每组6个试件中4个未发现有渗水现象时的最大水压力表示。

（4）抗渗试验的结果

1）混凝土抗渗等级设计为P12，实测结果达到P26，仍然没有出现渗漏。

2）试块抗压强度等级设计为30MPa，实测为31.5MPa。

3）由试样断面看出防水混凝土经过2.6MPa的水压，渗水深度也只是表皮很浅的一层，抗渗性很高。

图3抗渗试验 图4渗水深度断面

3经济分析

根据徐州原材料价格：水泥：360元/吨、粉煤灰：150元/吨、砂：50元/吨、石子：30元/吨、UEA密实剂：600元/吨、PP纤维20000元/吨、JM-PCA（I）减水剂：8000元/吨。

1m3防水混凝土材料成本=360×0.37+150×0.135+50×0.8+30×0.9+600×0.04+20000×0.0008+8000×0.02=420元。

1m3普通混凝土材料成本=360×0.37+150×0.135+50×0.8+30×0.9=220元。

1m3防水混凝土材料增加成本=420-220=200元。

1m3防水混凝土材料成本增加百分率=（200÷220）×100=90%。

地下室防水施工应先浇筑防水结构的底面混凝土垫层，此处150L厚度。普通混凝土材料费是：220×0.15=33元；防水混凝土材料费：420×0.15=63元，成本增加90%。

每平方米柔性防水成本：卷材材料费30元/m2，施工费15元/m2，每平方米增加45元。每平方米柔性防水综合成本：33+45=78元，防水混凝土的63元/m2，节省成本幅度：（78-63）÷63=24%。

考虑防水混凝土简化构造层忽略的材料、施工费用，经济效益更加可观。

4防水混凝土优点

（1）简化构造。省去柔性防水的找平层、保护层，节省造价。

（2）缩短工期。省略柔性防水层的施工时间和候干期，约缩短工期15～25天。

（3）检修方便。地下室柔性防水属于隐蔽工程，一旦防水卷材产生缝隙，检修非常难；防水混凝土检查起来比较方便。

（4）堵漏准确。当使用混凝土刚性防水时，凡是刚性材料开裂出现渗漏的地方，也就是混凝土结构产生裂缝的部位，极容易发现和准确定位，并可用相同的材料修补，或者进行高压化学灌浆修补。

（5）结构耐久性差异小。地下水都含有腐蚀性介质，土壤中也含有大量细菌等微生物，都会对防水材料造成侵蚀，造成材料老化，产生裂缝，影响防水效果；地下水位的高低起伏造成防水材料湿干交替，更加速了防水材料的老化，防水层硬化、开裂的情况更加恶化，传统外防水材料寿命远远少于结构钢筋混凝土的使用寿命。国外资料表明用天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶长期的土埋试验，8 年后其抗张强度损失大于 51%。

5 结语

质量可靠型防水混凝土涉及材料选择、组成比例、配制工艺、施工方法、防水体系设计、实施、管理、维护等多方面、全方位的工作，是一个系统工程，应当在上述各方面知识都具备的基础上，才能够较好地完成防水与质量的协调发展。

对于不同地点的防水体系选择何种防水方法和材料种类，需综合考虑防水的部位、环境情况等。随着我国经济的发展，对防水工程要求的不断提高，质量可靠型防水混凝土必将得到进一步的发展。

参考文献

[1] 建筑施工手册（第五版），中国建筑工业出版社2012。

[2] 吴协光.自密实防水混凝土的介绍和应用探讨[J]北方交通，2006。

[3] 刘源强，罗喜龙，徐卓涛.防水混凝土的结构设计与配合比设计探讨 [J] 混凝土，2007。

[4] 砼强度检验评定标准GB50107-2010[S]中国建筑科学研究院2010。

[5] 砼处加剂应用技术规范GB 50119-2013 [S] 中国建筑科学研究院2013。