工程案例
業(yè)務(wù)范圍
建筑防水與結構防水
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
在土木建筑工程中,防水設計與施工占有重要位置,盡管防水費用占建筑總投資不多,但它涉及建設單位和住宅居民的切身利益。 我們在從事抗裂防滲新型無(wú)機材料和應用技術(shù)科研開(kāi)發(fā)過(guò)程中,發(fā)現存在以下問(wèn)題:防水材料的選擇與設計由建筑師負責,承建單位按設計圖紙施工,澆筑混凝土時(shí),只重視是否達到設計強度等級,忽視結構自防水,而防水質(zhì)量多寄托于結構外表那層防水“外衣”,當驗收合格,保修期滿(mǎn)就完事大吉。至于防水耐久性問(wèn)題,就留給建設方自行解決。
由于建筑師不大懂結構自防水設計,很少考慮結構防水問(wèn)題;而結構工程師只考慮結構設計,即使考慮了結構自防水,又怕施工質(zhì)量不能滿(mǎn)足要求,認為搞外防水保險,造成建筑防水與結構防水的矛盾現象。事實(shí)上許多建筑即使搞了外防水卷材或涂料,但短則1-2年,長(cháng)則3-6年,往往出現不同程度的滲漏。原因主要是專(zhuān)業(yè)防水施工隊伍素質(zhì)差,缺乏技術(shù)培訓,責任心不強,防水施工多以不懂防水技術(shù)的非專(zhuān)業(yè)工種或農民工承擔,這是人為與技術(shù)因素;另一方面,即使我國有機防水材料有了長(cháng)足進(jìn)步,但是這種材料存在老化失效問(wèn)題,這就涉及防水耐久性的根本問(wèn)題。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō),我們提出了以結構防水為主,建筑防水為輔的設計新思想。
鋼筋混凝土結構既能承重又能防水,稱(chēng)結構自防水。我國先后開(kāi)發(fā)了級配集料防水混凝土,富砂漿普通防水混凝土和外加劑防水混凝土,試圖通過(guò)增加混凝土的密實(shí)性來(lái)解決自防水問(wèn)題。但由于普通混凝土存在收縮開(kāi)裂的致命弱點(diǎn),往往達不到整體防水的效果,因而對它失去信心。
許多人錯誤地認為結構防水技術(shù)關(guān)系到混凝土的抗滲性能。研究表明,一般防水混凝土的抗滲等級可達S6-S12,加入防水劑后,其抗滲標號會(huì )更高。我們認為達不到整體防水效果,癥結不在于混凝土本身的抗滲等級,而在于能否抗裂,混凝土不裂或把裂縫控制在無(wú)害程度(寬度小于0.lmm)范圍內,整體防水才能得到保證。結構裂縫的原因是多方面的,據國內外統計,荷載裂縫占20%,而脹縮、徐變和不均勻沉降等變形裂縫占60%。施工問(wèn)題占20%荷載和不均勻沉降引起的裂縫應由設計者解決,施工不周出現的裂縫應由施工管理人員解決,余下是材料問(wèn)題。眾所周知,普通混凝土和摻入各種防水劑的混凝土,只能解決抗滲問(wèn)題。由于水泥混凝土硬化后的干縮和水泥水化熱引起的溫差收縮,是混凝土結構產(chǎn)生開(kāi)裂的主要原因。為解決水泥收縮開(kāi)裂的難題,我國研制成功了補償混凝土收縮的一系列膨脹水泥和膨脹劑。以U型膨脹劑(UEA)為例,在水泥中內摻(等量取代水泥)10%-12%UEA,可拌制成補償收縮混凝土,在鋼筋和鄰位約束下,可在結構中建立0. 2-0. 7MPa的預壓應力,從而抵消混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應力,使結構不產(chǎn)生收縮裂縫。無(wú)裂縫就不滲漏,補償收縮混凝土的抗滲等級大于S20,比普通防水混凝土高1~2級。其他物理力學(xué)性能與普通混凝土基本相同,施工無(wú)特殊要求。這種把抗裂與防滲功能結合起來(lái)的新材料,是我國結構自防水技術(shù)的重大突破。
1992年建設部把《UEA補償收縮混凝土防水工法》批準為國家級工法(編號YJGF22-92),這是我國結構自防水技術(shù)的重大發(fā)展。
大多設計者已認識到結構自防水的重要性,愿意在防水設計上采用,但少數設計者擔心施工質(zhì)量難以保證,然而搞外防水施工也存在這一問(wèn)題,而且隱蔽性很大。結構自防水質(zhì)量主要決定于原材料的選擇和混凝土的澆筑質(zhì)量,從外觀(guān)檢查是否有蜂窩孔洞或裂縫,可立即修補完好。一般施工后一年不滲漏即可認為不滲水,耐久性在百年以上。
我們提出以下防水技術(shù)新概念:以結構防水為主,補償混凝土收縮,抗裂比抗滲更重要,這是治本的防水技術(shù)路線(xiàn)。以建筑防水為輔,即按我國防水等級標準,對于特別重要或特殊建筑物的防水工程,則采取二道或三道防水設計。但建筑防水不能代替結構防水,而結構防水以補償收縮混凝土為基本材料,配以精密的設計和認真的施工。結構防水與建筑防水并用,互為補充,根據不同防水等級和建筑物的不同部位,進(jìn)行合理設計。例如地下室、浴廁所、隧道和水工結構,應以結構自防水為主,建筑防水為輔;對于溫差影響較大的屋面,以建筑防水為主,結構防水為輔,或二者相結合。
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