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UEA补偿收缩混凝土防水工法
发布时间:2014-08-09
用UEA膨胀剂拌制的微膨胀混凝土称为UEA补偿收缩混凝土。在钢筋和邻位限制下,这种混凝土在结构中建立0.2-0.7MPa预压应力,可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝,从而达到抗裂防渗的结构自防水的目的,能收到明显的社会效益和经济效益。这一新技术给建筑防水设计和施工带来很大进步,正在被日益广泛地推广应用。以UEA为首的硫铝酸钙类膨胀剂,从1988年开发应用至今,已应用约200万吨,折合补偿收缩混凝土4500m3,应用于全国各种防水工程效果良好。 


  《UEA补偿收缩混凝土防水工法》(YJGF22-92)自1992年实施以来,具有实际的指导作用。鉴于《混凝土膨胀剂》建材行业标准(JC476-2001)和《混凝土膨胀剂应用技术规范》(GBJ119-2001)已修定,原工法已不适用。根据八年来的施工经验,在原工法基础上进行修定
1.特点 
     (1)施工简便、灵活,可取消外防水层的施工工序,缩短工期。 
     (2)建筑结构承重与防水功能合二为一,使防水有效年限和结构寿命相同。 
     (3)特别适用于体型复杂,超长结构和大体积混凝土结构防水,解决通常附加防水层做法难以处理的困难,并能确保防水质量。 
     (4)对于超长结构,后浇缝间距可延长至60m,后浇缝可在28d后回填膨胀混凝土。 
     (5)由于混凝土自身的致密特点,一旦因某种原因出现渗漏,位置直观,易于判断,修补自理方便。 
2.适用范围 
  凡要求抗裂防渗、接缝和填充用的混凝土工程和构件,都可以使用补偿收缩混凝土,就土建工程而言,特别适用于: 
     (1)建筑物地下室、地下构筑物等。 
     (2)建造水池、游泳池、污水处理池、水塔和贮罐等。 
     (3)建造地铁、隧道、水利水电、海工等防水构筑物等。 
     (4)超长楼板、体育场看台、防辐射混凝土构筑物等。 
     (5)刚性防水屋面、梁柱接头、后浇缝的填充混凝土、机械设备和补强的二次灌注等。 
3.防水基本原理 
  UEA补偿收缩混凝土是一种微膨胀混凝土,当UEA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),这是它的膨胀源。 
  当混凝土膨胀时钢筋产生拉应力,与此同时也就在混凝土中产生了相应的压应力。一般来说,在钢筋混凝土结构中建立0.2-0.7MPa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大的增长,当混凝土开始收缩时,其抗拉强度已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凝土的收缩开裂,达到抗裂防渗的目的。 
  结构自防水的前提是控制有害裂缝,关键要解决钢筋混凝土硬化过程中的收缩变形。UEA补偿收缩混凝土具有抗裂防渗的功能,这是其他外加剂防水混凝土所不具备的。 
4.设计注意事项 
  补偿收缩混凝土结构设计与普通钢筋混凝土结构设计基材相同,鉴于UEA混凝土的膨胀要用钢筋和邻位约束才能产生预压应力,对设计要求是: 
     (1)根据《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119-2001规定,补偿收缩混凝土最重要的技术指标是限制膨胀率。设计者应在设计图纸上注明:“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土,强度等级、抗渗标号、水中养护14d的混凝土限制膨胀率≥0.015%(或更高些)。 
     (2)UEA补偿收缩混凝土设计规范与普通钢筋混凝土设计规范基本相同。 
     (3)鉴于墙体受施工养护和外界温差影响较大易开裂,水平构造筋的间距宜小于150mm,配筋率宜在0.4-0.6%。由于墙体受底板或楼板的约束较大,混凝土胀缩不一致,宜在墙体中部设一道水平筋间距为80-100 mm,高1000mm的“水平暗梁”。水平筋宜放在受力竖筋的外侧。 
     (4)对于墙体与柱子相连的档土墙,易在离柱子1-2m处出现应力集中的纵向裂缝,宜插入1.5-2.0m水平附加筋,插入柱子中200-300mm,插入墙体中1200-1600mm,该处配筋提高10-15%。 
     (5)结构开口部和突出部位应添增附加筋。 
     (6)采用UEA补偿收缩混凝土时,后浇缝最大间距可延长至60m。超过60m的超长结构可用膨胀加强带替代后浇带,加强带宽度为2m,带两侧用Φ2铁丝网拦隔,并用钢筋加固,带中间增加水平附加筋Φ8@150,长度4m。带外用限制膨胀率大于0.015%的补偿收缩混凝土浇筑,带内用限制膨胀率大于0.03%、强度等级提高5MPa的膨胀混凝土浇筑,可连续式或间歇式循环浇筑而不留后浇缝。但由于边墙受施工养护和温差影响大,应以40-50m分段浇筑,每段之间设一道2m宽膨胀加强带,浇筑后28d可用大膨胀混凝土回填。 
5.混凝土配合比设计 


     (1)原材料选择 
  UEA膨胀剂质量应符合《混凝土膨胀剂》JC476-2001标准。水泥选用ISO35.5号以上水泥,粗骨料粒径不宜大于3.20cm,且含泥量小于1%,细骨料宜用中砂、含泥量小于3%。减水剂等化学加剂要符合有关国家标准。水为自来水或洁净河水。 
     (2)混凝土配合比设计  
  原则上,一般UEA掺量(替代胶凝材料率)为10-12%,对于低掺的高性能UEA为6-8%。但是,由于水泥的活性和组成不同,化学加剂的品种和掺量不同,必须根据现场原材料和混凝土坍落要求,以及GBJ119-2001规范要求,配制的UEA补偿收缩混凝土应达到水中14d的限制膨胀率≥0.015%;填充性膨胀混凝土水中14d限制膨胀率大于0.025%,同时达到设计强度等级和抗渗标号,以膨胀率预定值确定UEA的掺量。 
     (3)UEA掺量的计算方法:设基准混凝土配合比中水泥和粉煤灰掺合料用量分别为C0、F0,膨胀剂取代胶凝材料率为K。 
  A. 胶凝材料为水泥和UEA(E)时,  UEA掺量E=C0·K,水泥用量C=C0-E 
  B. 胶凝材料为水泥,粉煤灰等掺合料和UEA时, UEA掺量E=(C0+F0)·K ;掺合料F=F0(1-K) ;水泥C=C0(1-K) 
     (4)按防渗混凝土技术规范,用于防渗混凝土的水泥用量不得小于300kg/m3,当掺入掺合料时,其水泥用量不得小于280kg/m3,水胶比不宜大于0.5,以此原则确定UEA掺量。 
     (5)当掺入粉煤灰的大体积补偿收缩混凝土用于地下或水中工程时,为降低水泥用量和混凝土温差,推荐用60d抗压强度作为设计强度等级。 
     (6)当掺入减水剂等化学外加剂时,必须通过试验确定与UEA膨胀剂相适应的品牌和掺量。 
6.施工注意事项 
     (1)现拌工地或搅拌站必须按确定的UEA补偿收缩混凝土配合比投料,尤其UEA膨胀剂不得少掺或误掺,要派管理人员加强监督。计量装置必须准确,开盘前要检验校正,中间要进行校核。 
     (2)混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s。 
     (3)混凝土坍落度要满足施工要求,浇筑时间间隔不宜超过1.5h,运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂;低温下施工可掺入早强减水剂或防冻减水剂。 
     (4)浇筑时混凝土的自由落距应控制在2m以内,震捣要均匀,密实,不漏震、不欠震、不过震。 
     (5)混凝土终凝前,要反复抹压,防止表面沉缩裂纹出现。 
     (6)UEA混凝土浇筑后的养护非常重要,应根据气温情况,及时浇水养护,使混凝土外露表面始终保持湿润状态,养护期不小于14d。 负温施工要保证混凝土入模温度大于5℃,浇筑后立即用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护。 
     (7)墙体宜用胶合板作模板,混凝土浇完后,从顶部浇水养护。为防止早期产生温差裂缝,拆模时间不宜早于5d,拆模后尽快在墙内外侧挂贴麻袋片,喷水养护不小于10d。 


     (8)在30℃以上炎热天气施工,墙体中混凝土要适当调高UEA掺量,降低混凝土入模温度和早期养护温度,特别要加强湿养护。 
     (9)施工缝的处理 
  在接荐表面铺上2cm厚的1:2UEA水泥砂浆,然后再浇筑UEA混凝土。 
     (10)缺陷的修补 
  如浇筑完的混凝土出现蜂窝狗洞和裂渗等缺陷,可凿去松动部分或开缝,清洗干净后,用1:2UEA水泥砂浆修补完好,贯穿裂缝则用柔性防水涂料防水卷材局部修补。
     (11)维护措施 
  混凝土结构浇筑完后,地下室要尽早用三七灰土回填,屋面要尽早作防水层和保温层。 
  遇强风和骤冷下,地下通道要临时屏蔽,以防止温差裂缝出现。 
7.机具设备 
  和普通混凝土所需机具设备一样,主要有搅拌机(车)、垂直和水平运输机具(泵管、吊车、翻斗车等),震捣棒或平板震捣器,计量器具等,水平抹面推荐用电动抹压机。 
8.劳动组织 
  与普通混凝土施工时人员相同,操作人员的多少,取决于浇筑数量,浇筑部位的难易程度等因素,但是,一定要加强后台或搅拌站和浇筑地点的技术监督和指导,尤其要建立养护班子,加强混凝土的养护监督。 
9.质量控制 
     (1)应符合国家标准《钢筋混凝土施工及验收规范》、《地下工程防水技术规范》、《地下防水工程验收规范》和《屋面工程技术规范》中的有关条文规定。为此,工程技术人员应根据工程具体情况,必须编制分项施工方案,向工人进行技术交底,贯彻执行上述规范中的条文;施工员(工长)需要亲自跟班,检查指导,认真组织实施,做到精心操作,确保混凝土质量。 
     (2)UEA补偿收缩混凝土的配合比必须达到规范(或设计)要求的限制膨胀率,按规范要求制作试块,试验结果必须达到设计的强度等级和抗渗标号,每1000m3混凝土要制作测定限制膨胀率的试件(试件尺寸100×100×300mm,中间埋入Φ10mm钢筋限制具),测定水中养护7d和14d钢筋伸长率。主要措施为事先进行混凝土试配,加强现场监督。 
     (3)防水工程经雨季或试水观察,任何部位不允许发生渗漏现象。若局部出现渗漏,可将渗漏处有缺陷的混凝土彻底清除,将其表面凿毛,冲洗干净后,抹UEA水泥砂浆,如渗漏严重,先用堵漏材料止水,再用UEA水泥砂浆抹面。 
10.安全措施 
  必须遵照国家颁发的《建筑安装工程安全规范》和施工企业主管机关发布的有关文件和规定,结合工程实际,逐项进行落实。


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