水泥基渗透结晶型防水涂料在灌注桩筏板基础工程中的应用

在混凝土灌注桩筏板基础的工程中,防水工程成为影响基础整体施工的难点,其大部分工程设计地下防水等级为一级,因此,混凝土灌注桩桩头部分及地下室集水坑内壁采用水泥基渗透结晶型涂料进行防水。

1 水泥基渗透结晶型防水涂料的防水机理
混凝土灌注桩筏板基础工程中,桩头与基础底板、基础承台直接接触,造成底板SBS 卷材防水不到位,每个桩头部位形成薄弱点,因此桩头部分的防水施工就显得尤为重要。

1.1 防水机理
选用北京城荣防水材料有限公司提供的赛柏斯水泥基渗透结晶型防水涂料(以下简称赛柏斯防水涂料)系列产品。它是由波特兰水泥、特别选制的石英砂及多种活性化学物质配制而成的单组分浅灰色粉末状材料。水泥基渗透结晶型防水涂料中含有的活性化学物质,通过表层水对结构内部的侵蚀,被带入了结构表层内部孔缝中,与混凝土中的游离子水交互反应生成不溶于水的枝蔓状结晶物,这个结晶生成的过程实际上就是渗透-结晶的过程,结晶物在结构孔缝中吸水膨胀,由疏至密,填塞了混凝土毛细孔道和微细裂纹,与基层混凝土一起形成了整体防水,从而起到防水、抗渗作用,大大提高了结构整体的抗渗能力。水泥基渗透结晶型防水涂料固化成膜后最终形成柔性防水层,与防水混凝土主体组合为刚性、柔性2 道防水设防,它具有其它材料难以比拟的二次抗渗性以及与结构良好的相融性。它不仅能在混凝土结构的迎水面使用,在背水面使用同样能起到很好的效果。

1.2 赛柏斯防水涂料的主要性能及特点
(1)水泥基渗透结晶型防水系统能长期耐受强水压,根据美国陆军工程队的渗透性能标准CRD-C48-73 对经过赛柏斯防水涂料处理的混凝土进行了防水性能试验,50 mm 厚的13.8 MPa 混凝土试件涂有2层赛柏斯防水涂料的试验结果表明,至少能承受123.4 m 的水头压力。
(2)其晶体渗透深度较大,赛柏斯水泥基渗透结晶材料其化学反应在开始时只发生在混凝土的表面或邻近部分,以后会逐步深入到混凝土构件内。日本在进行渗透深度试验时,在混凝土试件表面涂赛柏斯浓缩剂后在室外环境中放置12 个月,测量结果表明渗透深度达到30 cm。
(3)赛柏斯防水涂料的作用是永久的,而且具有自我修复能力。它是无机物,依靠独特的枝蔓状结晶体的生长使混凝土起防水作用,赛柏斯防水涂料在正常条件下不会老化、变质、涂层不怕刺破,因此其作用是永久的。另一方面,由于赛柏斯防水涂料中独有的催化剂,遇水激活,促使水泥再产生新的晶体,所以被处理过的混凝土结构,若干年后因为振动或其它原因产生新的细微缝隙时,一旦有水渗入,又会产生新的晶体把水堵住,所以其具有良好的自我修复能力。
(4)其晶体可以阻挡水的渗透,但不阻挡气体的通过,不影响混凝土的呼吸,使混凝土结构达到干爽、不潮的效果。
(5)该防水材料能耐温、耐湿、耐紫外线、耐辐射、耐氧化、耐碳化。赛柏斯防水涂料可以在-32~130 ℃的温度下持续保持其作用。湿度大小、紫外线强弱以及氧化作用的大小均无影响。
(6)该防水材料能增强混凝土强度、防止化学腐蚀、抑制碱骨料反应、防止冻融循环对混凝土的破坏,并对钢筋起保护作用。根据试验表明,经过赛柏斯防水涂料处理的试样抗压强度比未经处理的试样提高20%~29%。赛柏斯防水涂料在广泛的范围内不受化学物质的腐蚀。其耐酸碱程度是:长期接触pH 值3.0~11.0,间歇性接触pH 值2.0~12.0。赛柏斯防水涂料不仅防水而且防止化学物质、盐类及其它有害物质的入侵。对混凝土构件小于0.4 mm 的裂缝可通过结晶体充填、愈合密封,能提高混凝土对钢筋的保护作用,还可防止碱骨料反应、冻融循环引起的剥落、风化和其它损害,抗冻融循环超过300次。
(7)赛柏斯防水涂料无毒、无公害,在施工过程及施工完毕后对人体和环境无负面影响。
(8)赛柏斯防水涂料施工成本较低,施工方法简单。在施工中不需要表面找平的准备工作,对于拐角、接缝、边缘处不需要填缝和修整;涂层彻底凝固后,不怕磕碰、刺穿、撕裂。

2 赛柏斯水泥基渗透结晶防水涂料
施工工法
2.1 施工准备
(1)人员准备:由厂家专业人员到现场对施工人员进行培训,并进行指导示范。
(2)工具准备:钢丝刷、棕扫帚、墩布、空气压缩机、喷雾器具、专用尼龙刷、半硬棕刷、湿草袋或塑料薄膜(防雨、晒、沙尘等)。
(3)材料准备:水泥基渗透结晶型防水涂料进场应有相关资料及合格证且经复试合格。

2.2 施工条件
赛柏斯“浓缩剂”涂层施工环境温度以5~30 ℃为宜,遇雨天应停止施工,已施工的工作面应采取防雨水冲刷措施;气温过高时,宜早、晚施工;新浇筑的混凝土是使用赛柏斯防水涂料的最佳时段;混凝土表面应当毛糙、干净,提供充分开放的毛细管系统以利于渗透。

2.3 施工方法
2.3.1 防水材料调制
配制比例:V(赛柏斯“浓缩剂”粉)∶V(水)=5∶2.5。灰浆的调制:将粉料和水倒入容器内,搅拌3~5 min,必须充分搅拌均匀,一次搅拌料不宜过多,以20 min 内用完为宜。
2.3.2 防水基层处理
清理集水坑基层及四周内壁,防水基面必须粗糙、干净,无污渍、尘土、油脂等物质,用水充分润湿至饱和(但无积水),以提供充分开放的毛细管道有利于渗透;清理剔凿合格后的桩头和桩身(垫层上部分),用钢钎铲除桩头松动的混凝土及浮土,将桩头、桩身以及桩身周围500 mm 内的混凝土垫层用钢丝刷刷成粗糙毛面,用棕扫帚将碎石、浮土扫走,然后用空气压缩机将清理不到位的碎屑吹走,最后用清水和墩布冲洗干净。除了桩头要求清理干净外,桩身与底板垫层的交接处同样要求仔细清理,不能有残留浮土和灰尘。

2.3.3 涂刷方法及注意事项
(1)涂刷范围:垫层以上桩头、桩身及距桩身500 mm 内的承台垫层;集水坑底面及四壁。
(2)涂刷遍数:集水坑底面涂刷2 道,立面涂刷3 道;桩头、桩身部位涂刷3 道,垫层涂刷2 道,桩头具体防水做法见图1。

(3)涂刷要求:涂刷时要做到涂层均匀不漏涂,采取先沿横向顺向用力涂抹1 遍,再沿纵向顺向用力涂抹1遍,以保证凹凸处都能涂到并达到均匀。当涂刷第2遍时,一定要等第1遍基本中凝,表面泛白但仍呈潮湿状态时进行,如太干则需先洒水,按照以上标准进行第2 遍、第3 遍纵横均匀涂刷,最后湿润养护48 h。

1—结构底板;2—底板防水层;3—细石混凝土保护层;4—水泥基渗透结晶型防水涂料;5—桩基受力筋;6—遇水膨胀止水条;7—混凝土垫层;8—桩头
图1 桩头防水构造
(4)对于阴阳角处必须注意涂料要刷均匀,阳角要刷到,薄弱部位要加强处理,阴角及凹陷处涂层不能太厚,否则容易开裂。
(5)在刷涂防水涂料前,如桩头或集水坑防水基层表面有不超过0.4 mm 的裂缝,也可应用赛柏斯涂料进行修补,即用水浸渍裂缝处混凝土表面,让水浸透混凝土,然后去掉表面明水,再在裂缝处及四周涂抹1层赛柏斯浓缩剂灰浆,用专用刷子仔细涂抹均匀。

2.4 成品养护
涂层呈半干状态后开始用雾状水喷洒养护,用净水养护,水流不能过大,否则会破坏涂层。一般每天需喷水3~4次,连续2~3 d,在热天或干燥天气要多喷几次,防止涂层过早干燥,应避免4 ℃以下低温施工;施工后48 h 内必须防避雨淋、沙尘暴、霜冻、暴晒及污水等。露天施工用湿草袋覆盖较好,但要避免涂层积水。

3 结语
在灌注桩筏板基础工程中使用赛柏斯水泥基渗透结晶防水涂料迄今未发现底板有渗漏现象,且与SBS 防水卷材共同作用,达到了设计要求及预期目的。其操作相对简单,施工周期短,缩短了对后道工序施工的影响,适合大面积施工;无需对基层进行找平抹面处理,节省了材料和人工;防水质量能得到很好的保证,杜绝了返修等重复用工。

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