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补偿收缩混凝土刚性防水工法

（ZJ1GF-006-91）

1．主要内容和适用范围

1．1对于在普通混凝土中掺入适量膨胀剂配制而成的一种微膨胀混凝土，本工法规定了其在作刚性防水使用时的施工特点、工艺原理、施工准备、机具设备材料、工艺流程、劳动组织、质量要求等。

1．2本工法适用于一般工业与民用的地下室防水结构，水池、水塔等构筑物，人防、洞库、民用建筑卫生间楼面，以及修补堵漏、混凝土后浇缝等。

2．特点

2．1在拌制混凝土时，掺入一定量的膨胀材料，由于膨胀组分的使用使混凝土产生膨胀变形。

在混凝土的膨胀变形受到约束时，混凝土中产生的压应力能大致抵消由于干缩在混凝土中产生的拉应力，这样的混凝土称为补偿收缩混凝土。

2．2补偿收缩混凝土本身是以改善孔隙结构、降低孔隙率和减少开裂从而较普通混凝土有较高的抗渗能力，使有可能取消防水卷材层，使钢筋混凝土防水工程由原来的结构（钢筋混凝土材料）--防水卷材两部分的构造作法，可以合二为一。

2．3住宅工程中卫生间楼面防水可采用补偿收缩刚性防水楼地面，而取消防水层。

3．膨胀剂

3．1．1明矾石混凝土膨胀剂

明矾石混凝土膨胀剂系以庐江天然明矾石和二水石膏按一定比例共同粉磨求同而成，工厂生产、成品供应。

混凝土中掺入膨胀剂，使其在硬化过程中产生膨胀。

在约束条件下，混凝土内产生0.2~0.7Mpa压力值。

掺明矾石混凝土的抗渗性能比空白混凝土提高2~3倍。

28天的抗压强度提高10~30%。

在同等强度条件下，还可节约水泥10%。

对钢筋无锈蚀。

3．1．2明矾石膨胀剂主要化学成分含SO326~28%，AL2O310~15%。

明矾石的化学式为K2SO4.AL2（SO4）3.4AL2（SO4）3.4AL（OH）3,硬石膏的化学式为CASO4。

明矾石必须在碱和硫酸盐的激发下才能在液相中形成钙矾石（3CaO.AL2O3.3CaSO4.32H2O）,促使水泥石体积膨胀,结构密实.由于明矾石和石膏形成钙矾石需要消耗Ca（0H）2,这就促使C3S、C2S进一步水化，不仅使混凝土产生微量的体积膨胀并产生一定量的自应力，因此补偿了混凝土的收缩，增强了混凝土的致密性，提高了混凝土的抗裂抗渗性能。

3．1．3明矾石混凝土膨胀剂采用由安徽省制定的标准（皖Q/JCO2---84）。

膨胀剂的应用按《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJH—88）执行。

3．2UEA混凝土膨胀剂

此种材料是一种特制硫铝酸盐膨胀剂。

由中国建筑材料科学研究院水泥研究所、房建材料与混凝土研究所共同研制，石家庄水泥制品石开发生产、成品供应。

它主要由无水硫铝酸钙（3Ca..3CaSO4）、硫酸铝钾[KAL3（SO4）2（OH）6]、硫酸廿（CaSO4）等组成。

加入普通水泥中与水拌合、上述矿物与硅酸钙析出的Ca（0H）2作用，形成水化硫铝酸钙即钙矾石，促使水泥石膨胀，结构密实。

在硅酸盐类水泥中掺入8-12%（取代水泥率）的U型混凝土膨胀剂能有效地补偿混凝土干缩和在一定程度上补偿混凝土冷缩，达到抗裂防渗目的。

14天的限制膨胀率为2—4*10-4，自应力什为0.2~0.8Mpa,抗渗标号大于B30。

UEA混凝土膨胀剂采用河北省标准计量局发布的《U型混凝土膨胀剂》地方标准《DB/T1300Q121—88》。

3．3EA复合膨胀剂

此种材料是中国建筑研究院研制的一种混凝土膨胀剂。

它是以氧化钙和硫铝酸钙为主要膨胀组分，通过氧化钙的水化进程，不但使混凝土早期产生适度的膨胀，而且在结构中储备2-7kgf/cm2自应力补偿干缩。

复合膨胀剂遇水后5小时即进行水化反应，生成胶状Ca（OH）2。

水化三天后转变成六角形晶体，并出现钙矾石晶体，堵塞到水泥石和孔隙中，使之结构密实，从而获得良好的后期强度和抗渗性能。

在普通水泥中掺加了7-10%的复合膨胀剂，自由膨胀稳定，稳定期7-14天，由于在构筑物中导入自应力值，改善了混凝土的应力状态，起到了补偿收缩作用，从而提高了混凝土的搞裂性能。

3．4JP-1型混凝土补偿收缩防水剂

此种材料是中国建筑科学研究院工程材料及制品研究所研制的产品。

掺入混凝土拌合物中，能大大提高混凝土的密实性和抗渗性能，混凝土抗渗标号为40以上，并且具有减水、增强、抗渗、防裂、补偿混凝土收缩和节约水泥等多功能效应。

掺量为水泥重量的6~10%，掺防水剂混凝土的抗压强度与不掺者相比，28天抗压强度可提高15~30%，并能节约水泥10%以上。

4．施工准备工作

4．1单位工程质量设计和施工组织设计的编制

应针对补偿收缩混凝土浇灌制定技术措施要点。

对施工中的各主要环节，如混凝土设计、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等，均应按岗位责任制做好技术交底工作，在工作中严格按《工序控制实施细则》执行，做好工序管理工作，提高工作质量。

4．2材料要求

材料必须符合规定标准，应进行原材料检验。

4．2．1膨胀剂配制补偿收缩混凝土要求采用425号以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

矿渣硅酸盐水泥也可使用。

严禁使用受潮，变质水泥。

4．2．2集料的种类和品质应符合普通混凝土用砂质量及检验方法（JGJ52——79），普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法（JGJ53——98）。

4．2．3拌制混凝土宜用饮有水或洁净的天然水。

4．2．4外加剂。

所用外加剂应具有出厂合格证及产品技术资料，并符合相应标准的要求。

膨胀剂与其它外加剂复合使用时，应进行试验，在肯定复合使用效果的前提下，方可采用。

膨胀剂的掺量应以补偿收缩的目的为依据。

用其配制混必须能导入0.2~0.7Mpa的自应力值才为合适。

其稳定性一定要好。

建议采用膨胀剂为明矾石膨胀剂，U型膨胀剂，EA复合膨胀剂，JP-1型混凝土新型防水剂。

4．3施工配合比

4．3．1配合比设计计算

补偿收缩混凝土的试配工作，试验室可根据抗渗标号，提高0.2N/mm2进行试配，在此基础上选定施工配合比。

用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土其计算方法与步骤为：

（1）根据设计要求的强度Rh,按下式计算水灰比值。

采用碎石时：

Rh=0.46Rc（C/W---0.52）

采用卵石时：

Rh=.48Rc（C/W---0/61）

式中C/W----混凝土所要求的灰水比值;

Rh------混凝土试配强度（kgf/cm2）

Rc------水泥的实际强度（kgf/cm2）

（2）混凝土中用水量的选定

根据集料品种、规格以及施工要求坍落度等选择每立方米混凝土的用水量（W0）。

用水量一般可根据本单位所用材料按经验选用。

对有抗渗要求的补偿收缩混凝土，其水灰比应不超过如下规定数据。

B8水灰比《0.60

B10水灰比<0.50

（3）水泥用量计算

C0=C/W*W0

C0---每立方米混凝土中胶凝材料（膨胀剂与水泥）的用量。

W0---每立方米混凝土中的加水量。

但C0应大于规范规定的最小水泥用量值。

（4）粗、细集料的用量计算

用重量法计算粗细集料理的用理，计算公式如下：

C0+G0+S0+W0=rk

S0/（S0+G0）*100%=Sp%

式中：

C0---每立方米混凝土胶凝材料用量（kg/m3）

G0---每立方米混凝土粗集料用量（kg/m3）

S0---每立方米混凝土细集料用量（kg/m3）

W0---每立方米混凝土用水量（kg/m3）

Sp---砂率（%）

rk---混凝土拌合物的假定容重。

4．3．2试配、施工配合比确定

选用配合比宜用试配法，在考虑施工和易性前提下，初步选出水灰比、水泥用量、砂率等，从而得出初步配合比，以此制作强度试件及膨胀试件，在检验试件的强度、膨胀率抗渗性均满足设计要求时，即可在现场进行试拌，核对坍落度，调整用水量，以最后确定施工配合比。

4．4混凝土中的砂率应控制在35~40%，水灰比不应大于0.6，每立方米混凝土中水泥和胶结材料不少于320公斤。

4．5工具、机械、设备应配合齐全，并经检修试验后备用。

4．6做好基坑排水和降低地下水位的工作要防止地面水流入基坑，要保持地下水位在施工底面最低标高以下不小于30cm，以避免在带水或带泥浆的情况下施工补偿收缩混凝土结构。

5.机具设备

大型搅拌站强制式搅拌机，混凝土搅拌输送车，混凝土泵车或混凝土地泵，插入式振动器、平板式振动器、塔吊。

6．混凝土施工

6．1混凝土在集中搅拌站生产。

混凝土的拌合料各组分的重量应准确，膨胀剂重量的误差不得超过±1%。

强制式搅拌机搅拌时间应比普通混凝土搅拌时间处长10秒。

6．2偿收缩混凝土坍落度损失较大，但无泌水现象，适应于塔吊吊斗浇灌或泵送工艺。

在施工前应作坍落度损失试验，以便根据混凝土运输，停放时间考虑混凝土坍落度损失措施。

6．3土浇灌前应检查模板的坚固性，稳定性，使模板所有拼缝严密，不得漏浆。

固定模板用的螺栓必须要穿过防水混凝土时，要采取止水措施。

6．4对施工地下室的箱形基础以及其它混凝土底板和内外墙壁及顶板宜昼做到边疆浇灌。

如设置施工缝应按设计要求和有关规定保证所施工的混凝土质量。

应昼避免过震和漏震。

施工的整体性和密实性是对工程质量影响的关键。

对长度超过40米的地下室现浇混凝土应设置贯通的混凝土后浇缝，缝隙宽不得小于80厘米，在施工缝隙处钢筋必须贯通，待混凝土顶板浇完后至少相隔六个星期后用比原设计标号混凝土提高一级的混凝土将后浇缝隙按补偿收缩混凝土浇灌，施工后养护不少于14天，以防止混凝土干缩。

6．5盥洗间、厕所间的地漏、下水管等可采用补偿收缩混凝土作刚性防水。

先将管口下部用钢丝刷或砂纸粗找磨，然后清理干净，用水润湿，再分两次灌筑补偿收缩混凝土。

第一次施工到地面混凝土板板厚的1/2，与管边接触密实，待2~5天后再作上半部，并向管口处做45度倒角至管口回弯部。

混凝土浇注后由专人养护。

20度以上时，浇灌12~15小时后即开始洒水养成护；5~20度时浇灌后24小时洒水养护。

使暴露面经常保持雨湿状态，养护期不少于14天。

6．6住宅工程卫生间楼面可采用补偿收缩混凝土作刚性防水。

6．7当浇筑的混凝土有蜂窝、狗洞、烂根现象时，可先将松散混凝土剔凿干净，用水充分湿润，用膨胀砂浆或高一级的豆石补偿收缩混凝土填补并仔细捣实。

6．8采用人工浇筑，现场混凝土坍落度为7~8cm，采有混凝土浇筑，现场混凝土的坍落度宜为12~14cm。

浇筑温度超过35度，混凝土浇筑时间间隙时间不得超过2小时，否则要事先考虑设置施工缝。

施工缝的处理与普通混凝土相同。

混凝土要求振捣密实。

混凝土浇筑振捣后，硬化前1~2小进矛以抹压，以防沉降缝的出现。

7．劳动组织

视不同工程按普通混凝土施工方法安排劳动力。

8．质量检验

8．1供试验用的补偿收缩混凝土应在工程使用的混凝土中取得，其取样部位和方法均与普通话混凝土强度试块相同。

8．2抗渗试块每组需要成型六块，成型部位和方法均与防水混凝土抗渗试块相同。

抗渗标号以六个试块中，有四个试块所能承受的最大水压表示。

9．经济效果分析

9．1明矾石膨胀剂每吨造价156元，与水泥价格相近公似，在卫生间楼面，用刚性防水取人二毡三油，每平方米造价可节省10元左右。

9．2在下室混凝土中掺膨胀剂20%，由于增强混凝土致密性，防止干缩裂缝，从而提高了混凝土的搞渗能力，并取代三毡四油防水，不仅使地下室经处于干燥情况下，而且还能降低地下室造价19元/m2左右。

10．工程实例

10．1四公司自1987年以来在首都机场地区住宅工程中使用5000m2（防水面积），在办公楼等其它公用工程中使用2000m2，效果良好，至今未发现渗漏现象。

10．2四公司基地三栋高层宿舍楼内的两层地下室均采用补偿收缩混凝土作防渗结构材料，每栋地下室约1560m3混凝土，抗渗防水性能均取得一定预期的效果。

10．3在中德合资的北京燕莎中心工程中，肯宾斯基旅馆部分18层设一游泳池，完全靠混凝土自防水，采用补偿收缩混凝土一次浇筑完成，达到了很好效果，没有任何渗漏。