工程案例
業務范圍
UEA補償收縮混凝土防水工法
發布時間: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,這種混凝土在結構中建立0.2-0.7MPa預壓應力,可防止或大大減輕混凝土硬化過程產生的收縮裂縫,從而達到抗裂防滲的結構自防水的目的,能收到明顯的社會效益和經濟效益。這一新技術給建筑防水設計和施工帶來很大進步,正在被日益廣泛地推廣應用。以UEA為首的硫鋁酸鈣類膨脹劑,從1988年開發應用至今,已應用約200萬噸,折合補償收縮混凝土4500m3,應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,具有實際的指導作用。鑒于《混凝土膨脹劑》建材行業標準(JC476-2001)和《混凝土膨脹劑應用技術規范》(GBJ119-2001)已修定,原工法已不適用。根據八年來的施工經驗,在原工法基礎上進行修定
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)建筑結構承重與防水功能合二為一,使防水有效年限和結構壽命相同。
(3)特別適用于體型復雜,超長結構和大體積混凝土結構防水,解決通常附加防水層做法難以處理的困難,并能確保防水質量。
(4)對于超長結構,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、海工等防水構筑物等。
(4)超長樓板、體育場看臺、防輻射混凝土構筑物等。
(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UEA膨脹劑加入普通水泥和水拌合后,水化反應形成膨脹性水化物鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O),這是它的膨脹源。
當混凝土膨脹時鋼筋產生拉應力,與此同時也就在混凝土中產生了相應的壓應力。一般來說,在鋼筋混凝土結構中建立0.2-0.7MPa預壓應力,這就相當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生過程,抗拉強度在此期間得到較大的增長,當混凝土開始收縮時,其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮產生的拉應力,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。
結構自防水的前提是控制有害裂縫,關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.設計注意事項
補償收縮混凝土結構設計與普通鋼筋混凝土結構設計基材相同,鑒于UEA混凝土的膨脹要用鋼筋和鄰位約束才能產生預壓應力,對設計要求是:
(1)根據《混凝土外加劑應用技術規范》GBJ119-2001規定,補償收縮混凝土最重要的技術指標是限制膨脹率。設計者應在設計圖紙上注明:“采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土,強度等級、抗滲標號、水中養護14d的混凝土限制膨脹率≥0.015%(或更高些)。
(2)UEA補償收縮混凝土設計規范與普通鋼筋混凝土設計規范基本相同。
(3)鑒于墻體受施工養護和外界溫差影響較大易開裂,水平構造筋的間距宜小于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。
(4)對于墻體與柱子相連的檔土墻,易在離柱子1-2m處出現應力集中的縱向裂縫,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)結構開口部和突出部位應添增附加筋。
(6)采用UEA補償收縮混凝土時,后澆縫最大間距可延長至60m。超過60m的超長結構可用膨脹加強帶替代后澆帶,加強帶寬度為2m,帶兩側用Φ2鐵絲網攔隔,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,可連續式或間歇式循環澆筑而不留后澆縫。但由于邊墻受施工養護和溫差影響大,應以40-50m分段澆筑,每段之間設一道2m寬膨脹加強帶,澆筑后28d可用大膨脹混凝土回填。
5.混凝土配合比設計
(1)原材料選擇
UEA膨脹劑質量應符合《混凝土膨脹劑》JC476-2001標準。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%,細骨料宜用中砂、含泥量小于3%。減水劑等化學加劑要符合有關國家標準。水為自來水或潔凈河水。
(2)混凝土配合比設計
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,化學加劑的品種和摻量不同,必須根據現場原材料和混凝土坍落要求,以及GBJ119-2001規范要求,配制的UEA補償收縮混凝土應達到水中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%,同時達到設計強度等級和抗滲標號,以膨脹率預定值確定UEA的摻量。
(3)UEA摻量的計算方法:設基準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。
。. 膠凝材料為水泥和UEA(E)時, UEA摻量E=C0·K,水泥用量C=C0-E
。. 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)按防滲混凝土技術規范,用于防滲混凝土的水泥用量不得小于300kg/m3,當摻入摻合料時,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抗壓強度作為設計強度等級。
(6)當摻入減水劑等化學外加劑時,必須通過試驗確定與UEA膨脹劑相適應的品牌和摻量。
6.施工注意事項
(1)現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督。計量裝置必須準確,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控制在2m以內,震搗要均勻,密實,不漏震、不欠震、不過震。
(5)混凝土終凝前,要反復抹壓,防止表面沉縮裂紋出現。
(6)UEA混凝土澆筑后的養護非常重要,應根據氣溫情況,及時澆水養護,使混凝土外露表面始終保持濕潤狀態,養護期不小于14d。 負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護。
(7)墻體宜用膠合板作模板,混凝土澆完后,從頂部澆水養護。為防止早期產生溫差裂縫,拆模時間不宜早于5d,拆模后盡快在墻內外側掛貼麻袋片,噴水養護不小于10d。
(8)在30℃以上炎熱天氣施工,墻體中混凝土要適當調高UEA摻量,降低混凝土入模溫度和早期養護溫度,特別要加強濕養護。
(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
混凝土結構澆筑完后,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。
遇強風和驟冷下,地下通道要臨時屏蔽,以防止溫差裂縫出現。
7.機具設備
和普通混凝土所需機具設備一樣,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監督和指導,尤其要建立養護班子,加強混凝土的養護監督。
9.質量控制
(1)應符合國家標準《鋼筋混凝土施工及驗收規范》、《地下工程防水技術規范》、《地下防水工程驗收規范》和《屋面工程技術規范》中的有關條文規定。為此,工程技術人員應根據工程具體情況,必須編制分項施工方案,向工人進行技術交底,貫徹執行上述規范中的條文;施工員(工長)需要親自跟班,檢查指導,認真組織實施,做到精心操作,確;炷临|量。
(2)UEA補償收縮混凝土的配合比必須達到規范(或設計)要求的限制膨脹率,按規范要求制作試塊,試驗結果必須達到設計的強度等級和抗滲標號,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,加強現場監督。
(3)防水工程經雨季或試水觀察,任何部位不允許發生滲漏現象。若局部出現滲漏,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
必須遵照國家頒發的《建筑安裝工程安全規范》和施工企業主管機關發布的有關文件和規定,結合工程實際,逐項進行落實。
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