工程案例
業(yè)務(wù)范圍
UEA補償收縮混凝土防水工法
發(fā)布時間：2014-08-09
用UEA膨脹劑拌制的微膨脹混凝土稱為UEA補償收縮混凝土。在鋼筋和鄰位限制下，這種混凝土在結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，可防止或大大減輕混凝土硬化過程產(chǎn)生的收縮裂縫，從而達到抗裂防滲的結(jié)構(gòu)自防水的目的，能收到明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。這一新技術(shù)給建筑防水設(shè)計和施工帶來很大進步，正在被日益廣泛地推廣應(yīng)用。以UEA為首的硫鋁酸鈣類膨脹劑，從1988年開發(fā)應(yīng)用至今，已應(yīng)用約200萬噸，折合補償收縮混凝土4500m3，應(yīng)用于全國各種防水工程效果良好。 《UEA補償收縮混凝土防水工法》(YJGF22-92)自1992年實施以來，具有實際的指導(dǎo)作用。鑒于《混凝土膨脹劑》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC476-2001）和《混凝土膨脹劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ119-2001）已修定，原工法已不適用。根據(jù)八年來的施工經(jīng)驗，在原工法基礎(chǔ)上進行修定
1．特點
（1）施工簡便、靈活，可取消外防水層的施工工序，縮短工期。
（2）建筑結(jié)構(gòu)承重與防水功能合二為一，使防水有效年限和結(jié)構(gòu)壽命相同。
（3）特別適用于體型復(fù)雜，超長結(jié)構(gòu)和大體積混凝土結(jié)構(gòu)防水，解決通常附加防水層做法難以處理的困難，并能確保防水質(zhì)量。
（4）對于超長結(jié)構(gòu)，后澆縫間距可延長至60m，后澆縫可在28d后回填膨脹混凝土。
（5）由于混凝土自身的致密特點，一旦因某種原因出現(xiàn)滲漏，位置直觀，易于判斷，修補自理方便。
2．適用范圍
凡要求抗裂防滲、接縫和填充用的混凝土工程和構(gòu)件，都可以使用補償收縮混凝土，就土建工程而言，特別適用于：
（1）建筑物地下室、地下構(gòu)筑物等。
（2）建造水池、游泳池、污水處理池、水塔和貯罐等。
（3）建造地鐵、隧道、水利水電、海工等防水構(gòu)筑物等。
（4）超長樓板、體育場看臺、防輻射混凝土構(gòu)筑物等。
（5）剛性防水屋面、梁柱接頭、后澆縫的填充混凝土、機械設(shè)備和補強的二次灌注等。
3．防水基本原理
UEA補償收縮混凝土是一種微膨脹混凝土，當(dāng)UEA膨脹劑加入普通水泥和水拌合后，水化反應(yīng)形成膨脹性水化物鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O），這是它的膨脹源。
當(dāng)混凝土膨脹時鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，與此同時也就在混凝土中產(chǎn)生了相應(yīng)的壓應(yīng)力。一般來說，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，這就相當(dāng)于提高了混凝土的早期抗拉強度，同時推遲了混凝土收縮的產(chǎn)生過程，抗拉強度在此期間得到較大的增長，當(dāng)混凝土開始收縮時，其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止和大大減輕混凝土的收縮開裂，達到抗裂防滲的目的。
結(jié)構(gòu)自防水的前提是控制有害裂縫，關(guān)鍵要解決鋼筋混凝土硬化過程中的收縮變形。UEA補償收縮混凝土具有抗裂防滲的功能，這是其他外加劑防水混凝土所不具備的。
4．設(shè)計注意事項
補償收縮混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基材相同，鑒于UEA混凝土的膨脹要用鋼筋和鄰位約束才能產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，對設(shè)計要求是：
（1）根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ119-2001規(guī)定，補償收縮混凝土最重要的技術(shù)指標(biāo)是限制膨脹率。設(shè)計者應(yīng)在設(shè)計圖紙上注明：“采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土，強度等級、抗?jié)B標(biāo)號、水中養(yǎng)護14d的混凝土限制膨脹率≥0.015％（或更高些）。
（2）UEA補償收縮混凝土設(shè)計規(guī)范與普通鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范基本相同。
（3）鑒于墻體受施工養(yǎng)護和外界溫差影響較大易開裂，水平構(gòu)造筋的間距宜小于150mm，配筋率宜在0.4-0.6％。由于墻體受底板或樓板的約束較大，混凝土脹縮不一致，宜在墻體中部設(shè)一道水平筋間距為80－100 mm，高1000mm的“水平暗梁”。水平筋宜放在受力豎筋的外側(cè)。
（4）對于墻體與柱子相連的檔土墻，易在離柱子1－2m處出現(xiàn)應(yīng)力集中的縱向裂縫，宜插入1.5-2.0m水平附加筋，插入柱子中200－300mm，插入墻體中1200－1600mm，該處配筋提高10－15％。
（5）結(jié)構(gòu)開口部和突出部位應(yīng)添增附加筋。
（6）采用UEA補償收縮混凝土?xí)r，后澆縫最大間距可延長至60m。超過60m的超長結(jié)構(gòu)可用膨脹加強帶替代后澆帶，加強帶寬度為2m，帶兩側(cè)用Φ2鐵絲網(wǎng)攔隔，并用鋼筋加固，帶中間增加水平附加筋Φ8＠150，長度4m。帶外用限制膨脹率大于0.015％的補償收縮混凝土澆筑，帶內(nèi)用限制膨脹率大于0.03％、強度等級提高5MPa的膨脹混凝土澆筑，可連續(xù)式或間歇式循環(huán)澆筑而不留后澆縫。但由于邊墻受施工養(yǎng)護和溫差影響大，應(yīng)以40－50m分段澆筑，每段之間設(shè)一道2m寬膨脹加強帶，澆筑后28d可用大膨脹混凝土回填。
5．混凝土配合比設(shè)計
（1）原材料選擇
UEA膨脹劑質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》JC476-2001標(biāo)準(zhǔn)。水泥選用ISO35.5號以上水泥，粗骨料粒徑不宜大于3.20cm，且含泥量小于1％，細(xì)骨料宜用中砂、含泥量小于3％。減水劑等化學(xué)加劑要符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。水為自來水或潔凈河水。
（2）混凝土配合比設(shè)計
原則上，一般UEA摻量（替代膠凝材料率）為10－12％，對于低摻的高性能UEA為6－8％。但是，由于水泥的活性和組成不同，化學(xué)加劑的品種和摻量不同，必須根據(jù)現(xiàn)場原材料和混凝土坍落要求，以及GBJ119-2001規(guī)范要求，配制的UEA補償收縮混凝土應(yīng)達到水中14d的限制膨脹率≥0.015％；填充性膨脹混凝土水中14d限制膨脹率大于0.025%，同時達到設(shè)計強度等級和抗?jié)B標(biāo)號，以膨脹率預(yù)定值確定UEA的摻量。
（3）UEA摻量的計算方法：設(shè)基準(zhǔn)混凝土配合比中水泥和粉煤灰摻合料用量分別為C0、F0，膨脹劑取代膠凝材料率為K。
Ａ. 膠凝材料為水泥和UEA（E）時， UEA摻量E＝C0·K，水泥用量C＝C0－E
Ｂ. 膠凝材料為水泥，粉煤灰等摻合料和UEA時， UEA摻量E＝（Ｃ0＋Ｆ0）·Ｋ ；摻合料Ｆ＝Ｆ0（1－Ｋ） ；水泥C＝C0(1－K)
（4）按防滲混凝土技術(shù)規(guī)范，用于防滲混凝土的水泥用量不得小于300kg/m3，當(dāng)摻入摻合料時，其水泥用量不得小于280kg/m3，水膠比不宜大于0.5，以此原則確定UEA摻量。
（5）當(dāng)摻入粉煤灰的大體積補償收縮混凝土用于地下或水中工程時，為降低水泥用量和混凝土溫差，推薦用60d抗壓強度作為設(shè)計強度等級。
（6）當(dāng)摻入減水劑等化學(xué)外加劑時，必須通過試驗確定與UEA膨脹劑相適應(yīng)的品牌和摻量。
6．施工注意事項
（1）現(xiàn)拌工地或攪拌站必須按確定的UEA補償收縮混凝土配合比投料，尤其UEA膨脹劑不得少摻或誤摻，要派管理人員加強監(jiān)督。計量裝置必須準(zhǔn)確，開盤前要檢驗校正，中間要進行校核。
（2）混凝土攪拌時間要比普通混凝土延長30s。
（3）混凝土坍落度要滿足施工要求，澆筑時間間隔不宜超過1.5h，運距較遠(yuǎn)或炎熱天氣施工可摻入緩凝減水劑；低溫下施工可摻入早強減水劑或防凍減水劑。
（4）澆筑時混凝土的自由落距應(yīng)控制在2m以內(nèi)，震搗要均勻，密實，不漏震、不欠震、不過震。
（5）混凝土終凝前，要反復(fù)抹壓，防止表面沉縮裂紋出現(xiàn)。
（6）UEA混凝土澆筑后的養(yǎng)護非常重要，應(yīng)根據(jù)氣溫情況，及時澆水養(yǎng)護，使混凝土外露表面始終保持濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護期不小于14d。 負(fù)溫施工要保證混凝土入模溫度大于5℃，澆筑后立即用塑料薄膜和保溫材料進行保溫保濕養(yǎng)護。
（7）墻體宜用膠合板作模板，混凝土澆完后，從頂部澆水養(yǎng)護。為防止早期產(chǎn)生溫差裂縫，拆模時間不宜早于5d，拆模后盡快在墻內(nèi)外側(cè)掛貼麻袋片，噴水養(yǎng)護不小于10d。
（8）在30℃以上炎熱天氣施工，墻體中混凝土要適當(dāng)調(diào)高UEA摻量，降低混凝土入模溫度和早期養(yǎng)護溫度，特別要加強濕養(yǎng)護。
（9）施工縫的處理
在接薦表面鋪上2cm厚的1:2UEA水泥砂漿，然后再澆筑UEA混凝土。
（10）缺陷的修補
如澆筑完的混凝土出現(xiàn)蜂窩狗洞和裂滲等缺陷，可鑿去松動部分或開縫，清洗干凈后，用1:2UEA水泥砂漿修補完好，貫穿裂縫則用柔性防水涂料或防水卷材局部修補。
（11）維護措施
混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完后，地下室要盡早用三七灰土回填，屋面要盡早作防水層和保溫層。
遇強風(fēng)和驟冷下，地下通道要臨時屏蔽，以防止溫差裂縫出現(xiàn)。
7．機具設(shè)備
和普通混凝土所需機具設(shè)備一樣，主要有攪拌機（車）、垂直和水平運輸機具（泵管、吊車、翻斗車等），震搗棒或平板震搗器，計量器具等，水平抹面推薦用電動抹壓機。
8．勞動組織
與普通混凝土施工時人員相同，操作人員的多少，取決于澆筑數(shù)量，澆筑部位的難易程度等因素，但是，一定要加強后臺或攪拌站和澆筑地點的技術(shù)監(jiān)督和指導(dǎo)，尤其要建立養(yǎng)護班子，加強混凝土的養(yǎng)護監(jiān)督。
9．質(zhì)量控制
（1）應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土施工及驗收規(guī)范》、《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、《地下防水工程驗收規(guī)范》和《屋面工程技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)條文規(guī)定。為此，工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程具體情況，必須編制分項施工方案，向工人進行技術(shù)交底，貫徹執(zhí)行上述規(guī)范中的條文；施工員（工長）需要親自跟班，檢查指導(dǎo)，認(rèn)真組織實施，做到精心操作，確保混凝土質(zhì)量。
（2）UEA補償收縮混凝土的配合比必須達到規(guī)范（或設(shè)計）要求的限制膨脹率，按規(guī)范要求制作試塊，試驗結(jié)果必須達到設(shè)計的強度等級和抗?jié)B標(biāo)號，每1000m3混凝土要制作測定限制膨脹率的試件（試件尺寸100×100×300mm，中間埋入Φ10mm鋼筋限制具），測定水中養(yǎng)護7d和14d鋼筋伸長率。主要措施為事先進行混凝土試配，加強現(xiàn)場監(jiān)督。
（3）防水工程經(jīng)雨季或試水觀察，任何部位不允許發(fā)生滲漏現(xiàn)象。若局部出現(xiàn)滲漏，可將滲漏處有缺陷的混凝土徹底清除，將其表面鑿毛，沖洗干凈后，抹UEA水泥砂漿，如滲漏嚴(yán)重，先用堵漏材料止水，再用UEA水泥砂漿抹面。
10．安全措施
必須遵照國家頒發(fā)的《建筑安裝工程安全規(guī)范》和施工企業(yè)主管機關(guān)發(fā)布的有關(guān)文件和規(guī)定，結(jié)合工程實際，逐項進行落實。
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