高延性混凝土填充沉降變形縫的應用研究

王博 來衛星 吳軍雷

（陜西建工第十一建設集團有限公司）

0 引言

城鎮化建設由迅猛發展轉變為穩步前行，建筑業也從追求數量轉變注重質量，與此同時，施工技術的革新也取得了質的飛躍，但仍有部分施工技術無法滿足現有需求，如：建筑沉降變形縫的施工問題。以往施工技術是采用聚乙烯泡沫板加入橡膠止水帶在沉降變形縫內部進行填充，并在外部開口處使用木楔加聚氨酯密封膏密封。這種施工工藝存在滲漏問題，主要表現在兩方面：①外部開口的聚氨酯密封膏隨著建筑的沉降變形會出現裂縫；②受溫度與形變的影響，聚乙烯泡沫板會與沉降縫脫離。本研究針對上述問題，利用高延性混凝土的特性，提出了一種新的沉降變形縫施工工藝。

1 高延性混凝土研究

西安建筑科技大學鄧明科教授帶領其團隊成功研制出具有彎曲性能的高延性混凝土，其形變能力可達普通混凝土的200 倍，也被稱為“可彎曲的混凝土”[1]。高延性混凝土是一種新型結構材料，主要組成材料包含凝膠材料、外加劑和合成纖維等原材料，其作用特性也十分突出，如：韌性、抗裂性能、耐久性和阻水性等[2-4]。陜西省針對磚砌體和砌塊砌體結構的加固問題出臺了《高延性混凝土應用技術規程》（DBJ 61/T112-2016）[5]。安徽省針對高延性混凝土在民族特色建筑、混凝土結構安全加固問題出臺了《高延性混凝土應用技術規程》[6]。經研究與實踐，高延性混凝土的用途和適用領域從單一走向了多元，其用途由最初主要用于磚、砌塊砌體的加固[7,8]，逐漸延伸至混凝土結構的修補[9]，其作用領域也在不斷拓寬到危房改造[10]、文物保護[11]、機場跑道[12]修繕等。高延性混凝土存在著多方面的優點，如：施工簡便，對原有結構影響小，提高抗震性能，延長結構壽命，節約成本，具有良好經濟效益和社會效益。

2 施工工藝

本工藝是利用高延性混凝土與結構表面優良的粘結性能使高延性混凝土面層、彈性橡膠薄板和沉降變形縫成為一個整體，并利用其高韌性、高強度（抗拉）、高抗裂性能和高耐損傷能力來有效提升整體結構在沉降變形時的防水性能（圖1）。在注漿前加入彈性薄板，利用其材料特性，即使建筑物出現不均勻沉降或變形錯動，也能夠保證彈性橡膠薄板、高延性混凝土和沉降變形縫的內墻緊密貼合從而達到防水的效果。

圖1 高延性混凝土施工位置

2.1 施工準備

2.1.1 彈性薄板的制備

彈性薄板是由成型的橡膠板外涂聚合物水泥防水涂料制得，該防水涂料是一種柔性防水涂料，由合成高分子聚合物乳液（聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、丁苯橡膠乳液等）及各種添加劑優化組合而成的液料和配套的粉料（由特種水泥、石英粉及各種添加劑組成）復合而成的雙組分防水涂料。

2.1.2 高延性混凝土的制備

將水泥、粉煤灰、硅灰、石英中砂、減水劑、黃原膠、分別計量；將計量后的各配料倒入攪拌機中，并且以50～70r/min 的攪拌速度，混合2min，得到建筑物料；向攪拌機中加入90%計量的水，以50～70r/min 的攪拌速度，混合2min，隨后加入剩余10%計量的水，以同樣的速度攪拌2～3min，得到攪拌均勻的漿體；加入計量的合成纖維，以50～70r/min 的攪拌速度，混合5～7min，至合成纖維分散均勻無結塊后停止攪拌，制備完成（表1）。

表1 高延性混凝土配料

2.2 施工流程

高延性混凝土注漿施工分為三個階段：第一階段清理變形縫內的雜質及垃圾通過高壓水槍噴射清洗的方式進行清理，為注漿做好場地準備；第二階段在內部變形縫的兩側墻壁貼上具有彈性的薄板材料；第三階段向薄板材料之間注入添加了速凝劑的細石高延性混凝土材料，在注漿至相應標高后形成防水反坡（圖2）。

圖2 高延性混凝土施工工藝流程

2.3 操作要點

2.3.1 場地平整

根據場地儀器設計擺放的位置對注漿施工范圍內的地面進行場地平整、清理，對沉降變形縫進行清洗處理，確保滿足注漿施工要求。

2.3.2 注漿準備

在建筑物內側墻壁緊貼彈性薄板，彈性薄板的厚度需要符合設計要求。壓力注漿時兩側薄板基于高延性混凝土擠壓而發生變形，并在建筑物發生錯動后，薄板因自身的材料特性回彈后仍可與高延性混凝土緊密貼合。

2.3.3 注漿

在保證專用模具氣密性的同時，緊貼建筑物蓋板位置，進行壓力注漿，當注漿達到防水反坡的坡底標高后開始緩慢平移，保證施工面的一次成型。模具的最低處高度不應小于變形縫要求預留的高度。見圖3。

圖3 防水反坡注漿成型模具

2.2.4 模板驗收

保證沉降變形縫注漿的模板支撐具有足夠的強度、剛度和穩定性，能夠承受新澆筑高延性混凝土的質量和側壓力。

2.3 效益分析

2.3.1 經濟效益

與以往的工藝相比，本工藝的材料用量顯著降低，具有較好的經濟效益。傳統伸縮縫砌塊木楔+聚乙烯泡沫+聚氨酯密封膏每平米230.25 元，高延性混凝土+薄板每平米210.25 元，每平方節約20 元；工藝節約費用：3880m×0.1m×20 元/m2=7760 元。以往的施工工藝，在建筑物后期的使用過程中，因滲漏而導致的維修費用、人力物力的投入也是巨大的。就目前而言，高延性混凝土填充沉降變形縫的施工工藝成本較低，經濟效益良好。

2.3.2 社會效益

變形縫滲漏問題是建筑行業現階段的質量通病之一，一直困擾著建筑從業人員和業主。本研究從材料革新的角度，延長了沉降變形縫的使用周期，降低了維修頻率及消耗。同時也為沉降縫施工提供了新的操作方法，該操作工藝簡單實用，易操作，大大提高了施工效率，并且有效地防治了建筑沉降縫滲漏的問題，為業主營造了舒適、放心的環境。

3 結語

高延性混凝土問世時間尚短，其特性、用途及應用領域都有待拓展。本研究是將高延性混凝土材料應用于沉降變形縫施工中，并根據此材料創新出相應的施工工法。本研究根據材料特性從其應用范圍方面作了一定的拓展，對今后的變形縫施工工藝具有一定指導意義，對行業同仁具有一定的啟發作用。目前，研究僅作了初步探索，但對后期的應用情況及評價還未涉及，仍需跟蹤進行，得出較為完善的數據后，方可對行業同仁有借鑒作用。