混凝土结构自防水实践与思考

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1、混凝土结构自防水实践与思考谢吉锋北京众美房地产开发有限公司众美城项目土建负责人摘要:木文对地下室滲漏、混凝土开裂的原因分析，对混凝土膨胀剂的选择、掺量、限制膨胀率、施工等方面进行了研究与探讨，结合北京某地下室工程结构自防水的成功案例，通过合理划分后浇带、选择合理的防水节点构造、补偿收缩混凝土配合比优化设计以及详细的施工方案、严格的施工过程控制和妥善的施工缺陷处理，确保了结构不开裂，不滲不漏，达到了地下车库混凝土结构自防水的目的。关键词：膨胀剂；限制膨胀率；补偿收缩混凝土；裂缝控制一、混凝土结构自防水实现原理由于柔性防水材料多为石油

2、化工制品，存在使用年限及保修年限均短于结构使用年限的局限性，而混凝土自防水能实现与结构同寿命，从根木上解决柔性防水的缺陷。混凝土的防水性能主要取决于混凝土的密实程度，而混凝土裂缝是影响抗渗性能的主要原因。控制和防止有害裂缝的产生是提高混凝土坑渗性能最有效的办法。1、混凝土结构开裂的原因分析混凝土在凝固过程，发生体积变化是结构开裂的主要原因，导致混凝土结构开裂的主要原因有以下两种：1）混凝土在升温过程中会发生膨胀，称之为热膨胀，在降温过程中会发生收缩，也称之为冷缩。当冷缩值大于混凝土的极限拉伸值时，会引起混凝土结构开裂。发生冷缩变形

3、，如果混凝土是处于自由状态下，这种冷缩变形会得到释放，一般不会产生裂缝；然而在结构中，由于邻位以及钢筋等的约朿，冷缩会使混凝土结构产生拉应力，而一旦拉应力超过此吋混凝土的抗拉强度，混凝土就会开裂。像以上所述的各种因温度变化产生的变形裂缝，称之为温度裂缝。2)水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。研究表明，每100g水泥中掺加33ml水，水化后的化学减缩值为7〜9ml;如混凝土的水泥用量为300kg/m3,则形成孔缝体积约21〜27L/m3,这是混凝土抗拉强度低和极限拉伸变形值小的根本原因。在干燥条件下，混凝土孔缝中的水分将会逸

4、出而产生毛细管压力，导致干燥收缩。由以上原因可知，水泥在水化、硬化过程中的化学反应、物理反应和热力学反应所引起的体积变化，是混凝土早期产生收缩开裂的根本原因。2、预防混凝土结构开裂的主要措施造成混凝土开裂的原因很多，采取的措施也各不相同。防止混凝土开裂的主要措施有：在混凝土中掺入膨胀剂、矿渣粉、磨细粉煤灰、聚丙烯纤维、钢纤维等。掺入矿渣粉与粉煤灰能替代部分水泥，降低水化热，对防止大体积混凝土开裂有较好效果，掺入聚丙烯纤维、钢纤维等效果较好，但工艺复杂，成本较高。大量的研究和应用实践表明，掺加膨胀剂以形成补偿收缩能冇效地抑制早期混凝

5、土收缩；避免收缩裂缝的形成；补偿收缩混凝土硬化过程中生成的膨胀结晶还具有填充、堵塞毛细孔缝的作用，使大孔变小孔，总空隙率降低。因此，补偿收缩混凝土是抑制早期收缩裂缝，最方便、最经济和最冇效的措施。当膨胀剂与细磨掺和料复合使用吋效果最优，应用也最广泛。3、补偿收缩混凝土与混凝土膨胀剂(1)混凝土膨胀剂混凝土膨胀剂是指与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矶石，或钙矾石和氢氧化钙，或氢氧化钙等产物，使混凝土产生膨胀的外加剂。掺和料：：＞」惯上把掺量火于5%的矿物材料称为摻和料。但是GB八18736《高强高性能混凝土用矿物外加剂》也将其称为“

6、外加剂”。膨胀剂掺量大于5%,也是矿物材料，但是国内外约定俗成还是称为“膨胀剂”。膨胀剂的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩。根据膨胀剂与水泥、水拌和后经水化反应生成的产物来划分，通常将膨胀剂分为3类：硫铝酸钙类混凝土膨胀剂、硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂和氧化钙类混凝土膨胀剂。新一代硫铝酸钙-氧化钙类II混凝上膨胀剂，通常叫高性能混凝土膨胀剂(简称HCSA),根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2013与《混凝土膨胀剂》GB23439-2009，氧化镁含量不大于5%，碱含量≤0.75%,水中7天限制膨胀

7、率≥0.050%,空气中21天敢限制膨胀率≥-0.010%。高性能混凝土膨胀剂(HCSA)的优点：相对于I型混凝土膨胀剂，HCSA膨胀能高，膨胀速度快，绝湿膨胀大，长期性能稳定。(1)补偿收缩混凝土补偿收缩混凝土由膨胀剂或膨胀剂水泥配制的自应力约为0.2MPa〜l.OMPa的混凝土。补偿收缩混凝土是一种微膨胀混凝土，当膨胀剂加入普通水泥和水拌合后,水化反应形成膨胀性水化物钙矾石(C3A?3CaSO4?32H2O)或Ca(OH)2，这是它的膨胀源。当混凝土膨胀吋对钢筋产生拉应力，与此同吋钢筋也对混凝土产生了相应的压应力。

8、一般来说，在钢筋混凝土结构中建立0.2-l.OMPa预压应力，这就相当于提高了混凝土的早期抗拉强度，同时推迟了混凝土收缩的产生过程，抗拉强度在此期间得到较人的增长，当混凝土开始收缩时，其抗拉强度己增长到足以抵抗收缩产生的拉应力，从而防止和大大减轻混