高抗裂\高抗渗复合材料在迎水面混凝土中的应用
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作者: 杨启泉
芳村花园二期工程位于广州市荔湾区新龙溪大道北侧，是广州市政府为解决低收入家庭住房困难的安居工程。该工程占地面积11.96万 m2，总建筑面积约为47.5万 m2，由19幢24～32层的高层住宅楼，一层地下室组成，配套有幼儿园、小学、商场等。地下室为五、六级人防地下室、东、西方向长363m，南、北方向长213m，地下室建筑面积60734m2。地下室底板面标高-5.0 m，底板厚度500mm，外壁厚度400mm，顶板室外部位为带柱帽式无梁板，板厚400mm。地下室迎水面混凝土设计强度等级为C35，抗渗等级为S6。由于该项目一期工程地下室迎水面混凝土出现较为严重的开裂、渗漏现象，因此业主、监理及一期部分参建施工单位对地下室混凝土的抗裂防渗问题均非常重视，多次组织专题会议。会议确定在地下室的底板、外壁、顶板外露部分混凝土中掺加南京派尼尔科技实业有限公司生产的DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料，以达到混凝土结构自防水，保证工程质量的目的。
1、DoubexTM高抗裂高抗渗复合材料简介
DoubexTM由高效膨胀组分、合成纤维、特种保水组分、改性组分等多种材料复合而成。该种材料不与其他添加剂产生任何化学作用，且不需干拌，混凝土生产过程中按混合材直接掺加，掺加后不影响混凝土的泵送效果。产品具有微膨胀剂和合成纤维的共同优点，可显著提高混凝土的抗裂防渗性能，同时，可改善混凝土内在的保水能力，提高混凝土养护效率。DoubexTM分为基本型（DB-Ⅰ）和泵送型（DB-Ⅱ）两种，基本型（DB-Ⅰ）适用于商品混凝土。
与传统的抗裂防渗材料相比，DoublexTM的作用机理具有如下特点：
(1)双重保护、双重功效
DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料含有微膨胀剂和合成纤维两种抗裂组分，可从物理和化学两方面提高混凝土的抗裂能力，为混凝土提供双重保护。
(2)层次抗裂、阶段抗裂
微膨胀剂在混凝土硬化过程发生作用，合成纤维则在混凝土塑性阶段发挥作用。DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料将二者复合体现了“阶段抗裂、层次抗裂”的科学理念，可达到全程抗裂的目的。
(3)三重防水、高度抗渗
由多种功能材料复合而成的DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料同时具备补偿收缩、减水密实和抗裂防水三种防水机理，故而比单一机理的产品具有更高的抗渗防水能力。
(4)改善保水能力、提高养护效率
DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料独有的特种保水组分可在水化初期将水分保留在混凝土中防止水分蒸发，随着水化的进行，又将水分释放，提供形成钙矾石所需的大量水分，从而可提高混凝土养护效率，使混凝土在同等养护条件下获得更好的养护效果。
2、高抗裂高抗渗混凝土的配合比试配
专题会议确定混凝土供应单位先对C35S6混凝土做二组试配，一组按传统抗渗抗裂混凝土进行试配；一组按掺加高抗裂高抗渗复合材料进行试配，掺量6%。对二组试件从三方面是行比较：一是7d、28d龄期强度等级进行比较；二是混凝土抗渗性能进行比较；三是由混凝土供应单位委托广州穗监工程质量安全检测中心对二组试件限裂效能等级进行检验。比较后，掺加高抗裂高抗渗复合材料的试配，混凝土强度等级显著提高，裂纹数量减少3根，裂纹总面积显著减少（掺加复合材料裂纹总面积2.69mm2，无掺加复合材料裂纹总面积21.08mm2）。决定选用掺加高抗裂高抗渗复合材料的混凝土试配，并由施工单位对混凝土供应单位的试配另外委托检测站进行复配。
3、混凝土配合比原材料
水泥：石井牌P.0 普通硅酸盐水泥，强度等级42．5级水泥
砂 ：产地北江，细度模数2.6
石 ：产地惠州，规格5～25mm
掺合料：DoubexTM高抗裂、高抗渗复合材料；II级粉煤灰
外加剂：缓凝减水剂
4、混凝土的配合比
依据混凝土配合比试配、复试情况，确定：混凝土强度等级为C35，抗渗等级为S6，DoubexTM高抗裂高抗渗复合材料基本型（DB-I）掺量为6％，混凝土的配合比见表1。
表1 高抗裂高抗渗混凝土的配合比 kg/m3
添加DoubexTM高抗裂高抗渗复合材料的混凝土初凝时间约5小时、终凝时间约9小时，塌落度140-180mm。
5、高抗裂高抗渗混凝土的生产
本工程使用商品混凝土，DoubexTM高抗裂、高抗渗复合材料由工程施工单位向生产材料厂商订购，提供给混凝土生产单位，由混凝土生产单位按照配合比水泥用量的6%掺加,后浇带掺量10%。混凝土生产过程中由复合材料厂商派技术人员到混凝土搅拌站进行指导。
拌制混凝土时，称量要准确，严格按投料顺序投料，并均匀搅拌。
6、高抗裂高抗渗混凝土的施工
地下室施工段依据施工图纸后浇带划分，后浇带内混凝土连续浇筑，一次完成。地下室侧壁水平施工缝设置二道，分别位于底板上500mm处以及侧壁上端圈梁下200mm处。后浇带两侧、施工缝处安装连续的止水钢板，止水钢板规格为300*3 mm，固定于底板、外壁中间。
项目部根据混凝土需用量提前24小时向混凝土生产单位订购，混凝土坍落度140～180mm。混凝土进场后试验员应对每批次混凝土的坍落度进行检测，并对混凝土进行现场取样、制作混凝土试块。对坍落度不能满足要求的，应退回搅拌站，严禁在现场直接加水。
混凝土采用高频插入式振捣器振捣密实，按快插慢拨原则进行，插入式振动棒插点间距不大于80cm，振筑时间宜为10~30S，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，应避免漏振、欠振和超振。混凝土连续浇注，均匀密实振捣，混凝土施工完成平整后，在混凝土终凝前安排专人进行二次磨面，避免出现表面龟裂现象。
7、高抗裂高抗渗混凝土养护
底板、顶板外露部分混凝土终凝后采用尼龙簿膜进行覆盖养护，地下室墙柱位放线定位后再进行贮水养护，养护时间14 d。地下室侧墙混凝土安排专人进行浇水养护，以保持混凝土表面湿润为宜。
8、效果检查
掺加DoublexTM高抗裂、高抗渗复合材料配制的高抗裂高抗渗混凝土已成功运用于芳村花园二期工程地下室底板、外壁、顶板外露部分工程中，总浇筑混凝土量57697m3。地下室工程完工近一年，地下室外壁土方已回填，经历6～8月份雨季，反复观察没有发现肉眼可见裂纹，也没发现任何的渗水点。项目部委托专业检测中心对地下室底板、外壁、顶板外露部位进行“混凝土限裂效能等级”检测，检测结果为：裂缝降低系数η=87.2，抗裂性能符合CECS38：2004《纤维混凝土结构技术规范》中一级要求；混凝土试件抗压强度检测及抗渗性能检测，比无掺加复合材料的混凝土比较，均有显著提高。工程效果得到各方人士的认可和好评。
9、推广应用
DoubexTM高抗裂高抗渗复合材料可从物理和化学两方面提高混凝土的抗裂能力。高效膨胀组分、合成纤维、特种保水组分、改性组分等多种材料复合，这种复合不是多余的重复叠加，而是互为补充，相互加强，既能独立发挥作用，又能相互促进。它们从不同的层面、以不同的方式以及在不同的时段对混凝土性能的改善作出最有效的贡献。复合化的叠加效应最终使混凝土获得优异的性能。在地下室大体积混凝土中值得推广应用。
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