地下室防水水泥混凝土適宜技術研究

廖紹鋒，黃德祥，趙傳東，王元曦

（1.安徽建工集團有限公司，安徽 合肥 230001；2.安徽建筑大學材料與化學工程學院，安徽 合肥 230022；3.安徽省城建設計研究院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

地下室的漏水和滲水問題造成了很大的經濟損失，也嚴重影響了地下室的使用功能和建筑物的耐久性。做好地下室的防水，確保其質量，做到不滲不漏十分重要。

防水水泥混凝土是一種以調整混凝土配合比、摻加外加劑和使用新品種水泥等方法來提高自身的密實性、憎水性和抗滲性，使其滿足抗滲等級大于0.6MPa的不透水混凝土[1]。現代防水混凝土不僅對防水性能有嚴格的規定，還對經濟性有很高的要求，對于防水混凝土防水等級的選擇則要具體按照工程地下埋深、地下水位高度、工程防水要求來進行。

混凝土結構的防水性能決定了地下室的防水能力，盡管地下室防水的標準、規范較全，但地下室滲漏仍然是建筑工程的通病，甚至被稱為建筑“癌癥”之一。由于防水混凝土的種類較多，但目前缺乏各種防水混凝土之間的綜合防水性能和經濟性的比較，且由于原材料、施工方法、地域地質的差異，有必要研究地下室防水混凝土適宜技術。

1 研究方案

通過對不同防水混凝土防水性能和經濟性綜合比較，綜合考慮影響混凝土抗滲性能、經濟性，得出防水性能和經濟性較優的防水混凝土方案。同時結合我省地方氣候、資源、材料、工程特點等，為編制《地下室防水混凝土施工與驗收規程》安徽地方標準提供技術支持。

初步試驗選取四種不同防水混凝土方案，研究不同膨脹劑防水混凝土的防水性能和經濟性。試驗分組如表1。

試驗分組 表1

砂、石性能試驗主要數據 表2

粉煤灰和礦粉性能試驗主要數據 表3

試驗用外加劑相關性能參數 表4

2 原材料

2.1 砂石

本試驗所用砂為霍山中細河砂，石子則為巢湖散兵碎石，主要性能指標如表2。

2.2 水泥和摻合料

普通硅酸鹽水泥P·O 42.5，為彌補普通硅酸鹽水泥水化熱釋放的缺陷，特摻加摻合料，本試驗所用摻合料：粉煤灰、礦粉。

粉煤灰、礦粉：可替代一部分水泥用量，減少水泥在水化硬化階段水化熱的釋放，從而降低溫度收縮效應帶來的混凝土開裂；另一方面粉煤灰效應[2]可有效增大水泥顆粒的分散程度，改善混凝土的和易性（如表3）。

圖1 抗滲實驗結果

圖2 抗壓實驗結果

圖3 各組實驗用原材料價格

圖4 抗滲性和經濟性綜合分析示意圖

2.3 外加劑

本試驗用外加劑共4種：高效減水劑、UEA膨脹劑、CAL四元纖維膨脹劑、ART-F微膨脹減水劑（如表4）。

3 配合比（如表5）

試驗組別中，因前三組摻加相同減水劑，且粉煤灰和礦粉的取代量都為15%，所以其基準配合比相同，第四組因為ART-F微膨脹防水劑自帶的減水功能，省去了減水劑的應用，也是在經濟性上可能占優的地方（如表6）。

摻合料、外加劑各組分用量 表5

各試驗組別原材料組成(單位：kg/m3) 表6

抗滲實驗結果 表7

抗壓試驗結果 表8

實驗用各原材料價格 表9

各組試驗用原材料價格 表10

4 試驗結果與分析

4.1 抗滲性

4組防水混凝土的防水性能如表7、圖1所示。

4.2 抗壓強度

依據《普通混凝土力學性能實驗方法》（GB/T 50081-2002）[3]對經28d標養的混凝土試塊進行抗壓強度試驗。抗壓試驗結果見表8、圖2所示。

4.3 經濟性

4.3.1 原材料價格

本實驗對所用各原材料的價格如表9。

4.3.2 各組方案用原材料價格

各組試驗用原材料價格如表10。

4.3.3 抗滲性和經濟性分析

從防水性能上看，4組防水試塊都滿足設計的P6抗滲等級。其中未加入任何防水劑的普通地下室防水混凝土的抗滲等級達到了P8。2組膨脹劑防水混凝土的抗滲等級也都達到了P8，但兩者的抗滲水壓不同，摻加CAL四元纖維膨脹劑的防水混凝土試塊的抗滲水壓比摻加UEA膨脹劑的試塊的抗滲水壓高出了0.1MPa,原因在于CAL四元纖維膨脹劑為復合型膨脹劑，其在混凝土水化后期的作用不僅在于其微膨脹應力對混凝土收縮的補充，纖維的拉應力及纖維空間結構對混凝土收縮的束縛也有效減少了混凝土裂縫的產生。第四組試塊的抗滲等級最高，達到P10，原因在于ART-F微膨脹防水劑不僅有著膨脹劑的作用，也具有減水劑的功能，且減水率高達18%，優于萘系高效減水劑。得益于減水率的提高，在拌合物制作時所需加入的水大大減少，這也就減少了混凝土中多余的水在水泥水化硬化后期的蒸發散失后留下的水通道孔隙，增加了混凝土本身的密實度，從而提高了混凝土的抗滲性能。

從經濟性上看，4組方案中第一、第二組價格較低且相差不大，而第三、第四組比前兩組的價格高出20元/m3之多，這主要是因為外加劑的使用及外加劑價格的差異，而實際大型地下室施工的混凝土用量一般可達幾千立方米，則在總價上的差異將更大。價格最低的為摻UEA，為400元/t，價格最高的微ART-F微膨脹防水劑，為3600元/t，兩者差異巨大，CAL四元纖維復合膨脹劑和萘系高效減水劑的價格處于中間，分別為1500元/t和2000元/t。結合每組使用的百分比，這也造成了第四組價格為最高。

抗壓性能上，4組試塊中除第一組稍比設計的低以外，其他3組都滿足設計的要求，其中第三組CAL四元纖維復合膨脹劑防水混凝土的抗壓強度最高，有可能是混凝土中纖維增強的作用[4]。

綜合4組方案的抗滲性和經濟性，4組中最佳的地下室防水混凝土方案為第二組：UEA膨脹劑防水混凝土，示意如圖4。

安建大廈是綠色二星和住建部示范項目，也是爭取魯班獎工程，為確保工程質量，采用最貴的第四組方案。

5 結 論

①在相同基準配合比情況下，實驗所選4組防水混凝土方案均滿足設計防水要求，其中ART-F微膨脹防水混凝土的防水效果最好，普通防水混凝土的抗滲透水壓最差，UEA膨脹混凝土和CAL四元纖維復合膨脹混凝土的抗滲能力處于中間。

②在相同抗滲設計的防水混凝土方案中，價格較貴的也即防水效果較好的ART-F微膨脹防水混凝土和CAL四元纖維復合膨脹混凝土，UEA膨脹混凝土價格較便宜，在滿足抗滲等級要求的情況下應優先選用。

③CAL四元纖維復合膨脹混凝土因纖維的加入而表現出較高的抗壓性能，為4組中最高，因此在現實施工中若需兼具考慮抗壓強度和抗滲能力的情況下可選用。

[1]GB50208-2011，地下防水工程質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]宋巖麗.粉煤灰效應及其對混凝土性能的影響[J].山西建筑，2003(11).

[3]GB/T50081-2002，普通混凝土力學性能實驗方法標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[4]蔣輝，楊紫浩，史美生.纖維膨脹劑混凝土抗干縮性能實驗研究[J].浙江建筑，2012（10）.