淺談水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料在管廊防水施工中的實(shí)際效果

霍俊晨

摘 要：本文根據(jù)綜合管廊內(nèi)側(cè)水泥滲透結(jié)晶防水涂料的防水原理，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工工藝，對(duì)其施工完成后的防水效果進(jìn)行對(duì)比分析，確定其是否能夠滿足防水要求；通過(guò)顯微對(duì)比、熒光檢測(cè)、蓄水檢測(cè)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等幾個(gè)方面進(jìn)行效果檢測(cè)，多方位闡述水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的防水性能、自我修復(fù)性能、防化學(xué)腐蝕能力、無(wú)毒無(wú)公害等特點(diǎn)，以實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的防水效果。

關(guān)鍵詞：水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料；管廊防水工程；實(shí)際效果

中圖分類號(hào)：TU57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

赤峰中心城區(qū)綜合管廊位于赤峰市中心城區(qū)西南側(cè)，錫伯河南側(cè)，本項(xiàng)目施工內(nèi)容共包括7條管廊，全長(zhǎng)17.92km，管廊結(jié)構(gòu)分別為4.3m×7.65m、5.1m×8.35m、5.7m×8.55m三種斷面尺寸，結(jié)構(gòu)主體防水設(shè)計(jì)3層防水：外側(cè)環(huán)氧瀝青涂料防水層+混凝土自防水效果+內(nèi)側(cè)水泥滲透結(jié)晶防水涂料防水，在2017年進(jìn)場(chǎng)以來(lái)，赤峰市質(zhì)量監(jiān)督站對(duì)上述防水設(shè)計(jì)效果提出異議，發(fā)函給各參建單位質(zhì)詢水泥滲透結(jié)晶防水涂料是否能夠在實(shí)際施工中達(dá)到設(shè)計(jì)要求的防水效果，是否能夠滿足管廊防水的整體要求；結(jié)合上述情況，我項(xiàng)目在水泥滲透結(jié)晶防水涂料施工過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝的各項(xiàng)要求，對(duì)施工過(guò)程中各個(gè)程序進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督和把控，在施工完成后采用顯微對(duì)比、熒光檢測(cè)、蓄水檢測(cè)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等手段進(jìn)行防水效果檢測(cè)，確定是否滿足設(shè)計(jì)要求的防水功能；根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在赤峰中心城區(qū)綜合管廊結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料二度，干膜總厚度1.2mm，用量不小于1.5kg/㎡。

1 防水原理

水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料是一種用于水泥混凝土的剛性防水材料。以硅酸鹽水泥、石英砂為主要成分，摻入一定量活性化學(xué)物質(zhì)制成的粉狀材料，經(jīng)與水拌合后調(diào)配成可刷涂或噴涂在水泥混凝土表面的漿料；亦可采用干撒壓入未完全凝固的水泥混凝土表面。其與水作用后，材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)以水為載體在混凝土中滲透，與水泥水化產(chǎn)物生成不溶于水的針狀結(jié)晶物，填塞毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙，從而提高混凝土自密性與防水性。

2 施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

人員準(zhǔn)備：組織施工班組熟悉噴涂設(shè)備，對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，使其了解水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料的特性及施工工藝和操作要點(diǎn)。

設(shè)備準(zhǔn)備：噴槍、氣泵、液壓灌、手持電動(dòng)攪拌器、電子秤、鼓風(fēng)機(jī)、掃帚、抹子等。

2.2 基層處理

在噴涂前，應(yīng)將管廊側(cè)墻基層表面的浮漿、氣泡、蜂窩、油污等處理干凈。

2.3 濕潤(rùn)表面

在噴涂施工前將混凝土基層表面濕潤(rùn)，要求潮而不濕，無(wú)明水形成。

2.4 配比攪拌

先將水按比例加入容器中然后慢慢倒入粉料，配合比（重量比）按水︰涂料=（5.5-6.75）︰25進(jìn)行摻配拌合，同時(shí)攪拌成均勻無(wú)結(jié)粒的糊狀物，凈置約3分鐘后再稍作攪拌即可使用。建議使用低速電動(dòng)攪拌器攪拌以取得最佳的混合效果。

2.5 噴涂施工

第一遍噴涂：在已清理干凈的基層表面，用噴槍沿水平方向勻速噴涂，噴涂時(shí)噴槍口離基層約50cm左右。

第二遍噴涂：在第一遍噴涂層干固至不粘手時(shí)（大約3h～4h）進(jìn)行第二遍噴涂，第二遍噴涂方向要與第一遍噴涂方向交叉垂直，不可漏噴，每遍涂層控制在0.6mm左右，總厚度不小于1.2mm。

2.6 灑水養(yǎng)護(hù)

在涂層表面干燥后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，采用噴霧器進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間做到潮而不濕，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于4天，養(yǎng)護(hù)期間避免陽(yáng)光暴曬和霜凍。

2.7 檢查驗(yàn)收

目測(cè)檢查涂層表面有無(wú)空鼓、開裂、起皮等，采用測(cè)厚儀測(cè)量噴層厚度。

3 顯微對(duì)比

為確定水泥滲透結(jié)晶防水涂料中的活性物質(zhì)能否以水為載體在混凝土中滲透，其形成的針狀結(jié)晶物能否填塞毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙，采用5000倍顯微鏡進(jìn)行放大觀測(cè)，觀測(cè)取樣為同一節(jié)段管廊廊體內(nèi)側(cè)側(cè)墻未噴涂混凝土試樣1和噴涂后試樣2，顯微成像如圖1～圖2所示。

從圖中可以明顯看出未噴涂之前的混凝土基層表面有很多微細(xì)空洞，并非完全致密狀態(tài)，為毛細(xì)水或地下水滲漏提供了便利的通道；在滲透結(jié)晶防水涂料噴涂完成之后，活性物質(zhì)以水為載體在混凝土中滲透，其形成的針狀結(jié)晶物能將原有的毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙填塞充滿，通過(guò)顯微成像可確認(rèn)混凝土基層表面空洞明顯減少，形成一層結(jié)晶體覆蓋層。

4 熒光檢測(cè)

4.1 熒光檢測(cè)原理

混凝土裂縫射線熒光檢裂法是將熒光粉配成適宜濃度的濁液，將濁液從裂縫口灌入裂縫的內(nèi)部，濁液會(huì)在裂縫內(nèi)部沿橫向和縱向滲透，從而熒光粉顆粒會(huì)吸附在裂縫的表面。

射線熒光檢裂法的檢測(cè)原理是利用射線的穿透性對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行透射，射線在穿透試件的過(guò)程中遇到檢測(cè)媒介，X射線熒光粉會(huì)激發(fā)其發(fā)光，從而X射線的能量因被吸收而減小，通過(guò)檢測(cè)媒介的X射線強(qiáng)度遠(yuǎn)小于通過(guò)其他區(qū)域的射線強(qiáng)度，成像后圖示陰暗區(qū)就是存在裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)。

4.2 熒光檢測(cè)操作方法

因熒光粉不溶于水、與其他材料不發(fā)生反應(yīng)，在摻配后熒光粉會(huì)獨(dú)立在水劑或水泥滲透結(jié)晶涂料中，熒光檢測(cè)前，摻配兩種檢測(cè)用材料：（1）熒光劑+水，噴涂于對(duì)比檢測(cè)區(qū)域的混凝土表面上，如圖4所示，右側(cè)；（2）熒光劑+水泥滲透結(jié)晶防水涂料，噴涂于對(duì)比檢測(cè)區(qū)域的混凝土表面上，如圖3所示，左側(cè)。噴涂完成后，對(duì)上述噴涂區(qū)域做如下處理：（1）熒光劑+水：按要求噴涂，噴涂完成后用清水清洗干凈混凝土表面；（2）熒光劑+水泥滲透結(jié)晶防水涂料：養(yǎng)生4天，將混凝土表面的水泥滲透結(jié)晶防水涂料清除干凈，確保無(wú)殘留。

4.3 熒光檢測(cè)成像對(duì)比

通過(guò)上述材料摻配、涂刷、養(yǎng)生，在完成上述工作后，采用X射線熒光筆進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)成像如圖3～圖4所示。endprint

4.4 檢測(cè)情況說(shuō)明

（1）左圖：熒光劑+水泥滲透結(jié)晶防水涂料：因水泥滲透結(jié)晶防水材料在水的作用下，活性物質(zhì)以水為載體在混凝土中滲透，其形成的針狀結(jié)晶物能將原有的毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙填塞充滿，混凝土裂縫被封閉；熒光檢測(cè)過(guò)程中，因所有縫隙被封堵，X射線無(wú)法穿透混凝土表面，在射線照射到混凝土表面上時(shí)，應(yīng)碰到熒光粉而顯示出亮色。

（2）右圖：熒光劑+水：因混凝土表面存在微小裂縫，水+熒光劑沿著毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙逐步滲透到混凝土裂縫底部，在表面清洗干凈，熒光檢測(cè)過(guò)程中，X射線沿裂縫逐步滲透至縫隙底部，射線在整個(gè)縫隙的橫向和縱向均會(huì)遇到熒光劑，射線能量在整個(gè)傳遞過(guò)程中出現(xiàn)衰減、光線被吸收，顯示暗色或無(wú)光線反射。

4.5 熒光檢測(cè)結(jié)論

（1）熒光劑+水泥滲透結(jié)晶防水涂料：混凝土表面在涂刷水泥滲透結(jié)晶防水材料后，活性物質(zhì)以水為載體在混凝土中滲透，其形成的針狀結(jié)晶物能將原有的毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙填塞充滿，混凝土裂縫被封閉。

（2）熒光劑+水：未噴涂水泥滲透結(jié)晶防水涂料的混凝土表面裂縫存在，與噴涂滲透結(jié)晶涂料的混凝土表面形成鮮明對(duì)比，充分顯示出滲透結(jié)晶涂料的防水效果顯著。

5 蓄水檢測(cè)

為進(jìn)一步驗(yàn)證滲透結(jié)晶防水涂料的防水效果，選取小新地組團(tuán)監(jiān)控中心地下室電梯間現(xiàn)澆混凝土樓板做蓄水試驗(yàn)，蓄水試驗(yàn)分為兩步：第一步：在混凝土澆筑完成、養(yǎng)生期結(jié)束、混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行未噴涂滲水試驗(yàn)，蓄水時(shí)間48h，如圖5所示。根據(jù)圖示可以明顯看出，混凝土樓板存在裂縫滲水的情況；第二步：在同一部位混凝土樓板上下層噴涂水泥滲透結(jié)晶防水涂料，按養(yǎng)生時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生4天，養(yǎng)生完成后進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，蓄水時(shí)間48h，如圖6所示。根據(jù)圖示可明顯看出，在噴涂水泥滲透結(jié)晶防水涂料后，已經(jīng)存在的微裂縫因活性物質(zhì)的滲透封堵已無(wú)明顯的滲水情況出現(xiàn)。

6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證

對(duì)于水泥滲透結(jié)晶防水涂料的抗?jié)B性能通過(guò)混凝土試塊的抗?jié)B壓力比進(jìn)行檢測(cè)比對(duì)，選取3組試件進(jìn)行28d抗?jié)B壓力比試驗(yàn)，每組試件包括3組試塊，分別為：現(xiàn)場(chǎng)使用的P6混凝土試塊、去除水泥滲透結(jié)晶防水涂料的P6試塊、涂刷水泥滲透結(jié)晶防水涂料的P6試塊，參考《水泥基滲透結(jié)晶型防水材料》（GB 18445—2012）、普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50082—2009）中所規(guī)定的試驗(yàn)檢測(cè)方法，隨機(jī)抽取兩組試件送赤峰市檢測(cè)中心進(jìn)行抗?jié)B壓力比進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表1。

6.1 抗?jié)B等級(jí)計(jì)算

通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，在原設(shè)計(jì)P6抗?jié)B混凝土試塊表面涂刷水泥結(jié)晶滲透防水涂料后，其抗?jié)B壓力比數(shù)據(jù)增大顯著，抗?jié)B等級(jí)顯著提高，根據(jù)下述公式，可推算出P6去除涂層、P6帶涂層抗?jié)B等級(jí)，計(jì)算如下：

式中：Pr——透水壓力比，%；

PC——標(biāo)養(yǎng)28d基準(zhǔn)混凝土的透水壓力，MPa；

PAT——受檢驗(yàn)負(fù)溫混凝土（-7+56d）的透水壓力，MPa。

（1）P6去除涂層：

第一組試件PAT=200%×0.4MPa=0.8MPa，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P8；

第二組試件PAT=210%×0.4MPa=0.84MPa，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P8.4；

（2）P6帶涂層：

第一組試件PAT=280%×0.4MPa=1.12MPa，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P11.2。

第二組試件PAT=290%×0.4MPa=1.14MPa，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P11.6。

6.2 抗?jié)B等級(jí)提高系數(shù)計(jì)算

通過(guò)上述計(jì)算，以設(shè)計(jì)抗?jié)B混凝土P6為基準(zhǔn)，通過(guò)比較確認(rèn)抗?jié)B等級(jí)的提高系數(shù)，計(jì)算如下：

（1）P6去除涂層

第一組試件提高系數(shù)A=0.8MPa/0.6MPa×100%=133%；

第二組試件提高系數(shù)A=0.84MPa/0.6MPa×100%=140%；

（2）P6帶涂層

第一組試件提高系數(shù)A=1.12MPa/0.6MPa×100%=186%；

第二組試件提高系數(shù)A=1.16MPa/0.6MPa×100%=193%；

通過(guò)以上計(jì)算可以看出P6去除涂層的抗?jié)B混凝土試塊因水泥滲透結(jié)晶防水材料在涂刷、養(yǎng)生后已滲透至原有的混凝土試件存在的裂縫和孔隙中，在抗?jié)B壓力比檢測(cè)過(guò)程中，抗?jié)B等級(jí)和抗?jié)B效果有明顯提高，抗?jié)B壓力可以達(dá)到0.8MPa～0.84MPa，抗?jié)B等級(jí)可以達(dá)到P8。

P6帶涂層混凝土試塊因水泥滲透結(jié)晶防水材料在混凝土試塊存在的裂縫中、混凝土表面均起到了明顯的填充效果，抗?jié)B等級(jí)及抗?jié)B效果提高更多，抗?jié)B壓力可以達(dá)到1.12-1.16MPa，抗?jié)B等級(jí)可以達(dá)到P10以上。

7 達(dá)到抗?jié)B效果的施工注意事項(xiàng)

通過(guò)上述顯微對(duì)比、熒光檢測(cè)、蓄水檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，可確認(rèn)實(shí)際投入使用的水泥滲透結(jié)晶防水涂料具有明顯的防水效果，對(duì)于混凝土微裂縫、混凝土滲水具有明顯的改善作用，但因?yàn)樯鲜鲈囼?yàn)基本是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部或標(biāo)準(zhǔn)條件下完成，客觀環(huán)境及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)較高，在實(shí)際施工中，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)，方可達(dá)到上述理論上的防水效果：

7.1 混凝土基面必須密實(shí)、清潔、干凈，結(jié)構(gòu)基面疏松的蜂窩、氣泡、空鼓、施工縫、止水拉桿留下的空洞必須提前處理完成。

7.2 管廊底板與壁板之間的水平施工縫處要剔除松動(dòng)石子、軟弱混凝土、表面浮漿等。將表面處理完成后，在水平施工縫表面涂刷一層水泥基滲透結(jié)晶防水涂料，然后可進(jìn)行大面積噴涂施工。

7.3 噴涂之前一定要提前濕潤(rùn)混凝土基層，讓水滲入到混凝土微細(xì)裂縫內(nèi)，形成內(nèi)部飽和狀態(tài)，混凝土基面應(yīng)該潮而不濕，讓水泥基滲透結(jié)晶型材料借助水分子向混凝土內(nèi)部滲透。

7.4 接出口、人員出入口等加寬陰角處要注意噴涂厚度，噴涂過(guò)厚堆積會(huì)引起開裂。

7.5 每次配料不宜太多，配好的漿料應(yīng)在20分鐘內(nèi)用完；水泥滲透結(jié)晶防水涂料為非裝飾性材料，在底板頂面噴涂完成后，需要加鋪保護(hù)層。

7.6正常噴涂時(shí)要注意噴涂速度及涂料用量以保證涂層厚度，并且注意不漏噴不過(guò)噴。

7.7水泥滲透結(jié)晶防水涂料不宜在5°以下、雨雪大風(fēng)等惡劣天氣時(shí)施工。

7.8涂層表面干燥后在自然條件下養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于4天，注意涂層避免受到陽(yáng)光暴曬和霜凍天氣的影響。

結(jié)論

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，赤峰中心城區(qū)綜合管廊項(xiàng)目自防水混凝土抗?jié)B等級(jí)為P6，在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部涂刷完水泥滲透結(jié)晶防水涂料后，通過(guò)與水作用，材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)以水為載體在混凝土中滲透，與水泥水化產(chǎn)物生成不溶于水的針狀結(jié)晶物，填塞混凝土毛細(xì)孔道和微細(xì)縫隙，從而提高混凝土自密性與防水性。

通過(guò)上述顯微對(duì)比、熒光檢測(cè)、蓄水檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，在施工工藝滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的前提下，施工過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)施工注意事項(xiàng)，在施工完成后，對(duì)于涂刷水泥滲透結(jié)晶防水涂料的結(jié)構(gòu)混凝土抗?jié)B等級(jí)及抗?jié)B效果有顯著提高，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)墻身的抗?jié)B等級(jí)可達(dá)到P10以上，與結(jié)構(gòu)自防水P6相比，防水能力可提高186%～193%（參考P6帶涂層混凝土試塊抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)論）。

根據(jù)上述分析，水泥滲透結(jié)晶防水涂料在管廊防水設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中，能夠明顯改善結(jié)構(gòu)主體的防水效果，且對(duì)于后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的不均勻沉降而引起的微細(xì)裂縫，水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料可在毛細(xì)水的作用下二次產(chǎn)生活性物質(zhì)對(duì)微細(xì)裂縫進(jìn)行堵塞，從而減少二次開挖，二次防水修復(fù)產(chǎn)生的人力、物力投入，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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