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水泥混凝土防水应用技术

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水泥混凝土防水应用技术

水是导致水泥混凝土结构和钢筋混凝土结构耐久性损坏的重要物质。无论是水泥混凝土的软水侵蚀、冻融破坏、碱集料反应、钢筋锈蚀和硫酸盐腐蚀等,还是水泥混凝土中的钢筋氧化腐蚀,甚至水工、港工结构的溶蚀,都离不开水的作用,没有水的参与,大部分侵蚀几乎不会产生。防水是提高水泥混凝土结构耐久性的重要措施,甚至是根本措施。可以这么说,防水是水泥混凝土结构耐久性永恒的研究主题。水泥混凝土结构的防水性能基本上决定了其耐久性能。硬化后的水泥混凝土,传统观点看来,是一种致密性物质,而实际上,根据当前大量的研究成果,在50年甚至100年的使用要求下,普通水泥混凝土对于水而言,不仅不是致密性的,而且是可渗透的。对于水灰比在015～017的水泥混凝土,水化以后,其空隙率在16%左右。另外,由于水泥混凝土中骨料与胶凝材料之间可能存在的微裂隙,水分可以不断深入水泥混凝土中,参与对水泥混凝土或水泥混凝土内钢筋的腐蚀。为了阻止水分的入侵,提高水泥混凝土结构的抗水侵蚀性能和耐久性能,研究了多种措施,如掺加矿物掺合料的高致密性混凝土、低水胶比混凝土、表面防水涂料和混凝土引气等。

在水泥混凝土中掺加防水剂,形成致密性混凝土或憎水混凝土以达到防水的目的,也是一种行之有效的技术途径。本文主要论述工程中经常使用的防水剂种类和性能指标以及使用过程中应该注意的问题和使用方法,供从事相关工作的工程技术人员参考。

防水剂主要分为无机盐类防水剂、有机类憎水剂和混合物类防水剂。无机盐类的防水剂主要是能够增大水泥混凝土密实度或增强憎水性的化学成份。有机类的防水剂主要是一些憎水性表面活性剂、聚合物乳液或水溶性树脂等,其防水效果较好。无机盐类防水剂使用时应注意氯离子含量对钢筋锈蚀的影响,掺加使用的有机物类防水剂应注意对混凝土强度的影响。复合引气剂,通过引入大量的微细气泡,隔断毛细管通道,减少泌水,减少收缩和沉降,也可以减少渗水通道,提高混凝土防水性。主要防水剂分类和种类见表1。

用于公路工程结构中的水泥混凝土防水剂

于钢筋密集或振捣困难的薄壁防水结构以及对凝结时间和流动性有特殊要求的水泥混凝土结构。

(4)膨胀剂防水抗裂混凝土抗渗等级很高,适用于地下工程、隧道、洞室及结构后浇带。

(5)防水剂防水混凝土抗渗等级很高,分别适用于下述不同情况:

①三乙醇胺早强防水混凝土,适用于工期紧迫,需早强抗渗的混凝土结构;

②氯化铁防水混凝土,适用于水中、地下无筋、少筋厚大混凝土结构,砂浆修补抹面;

③渗透结晶型防水混凝土,适用于薄壁且抗渗性要求较高的钢筋混凝土结构。

公路工程防水混凝土种类应根据实际工程的使用环境、防水抗裂要求、原材料供应、施工密实度、抗渗等级等情况选用。根据一般施工技术水平下可达到的抗渗等级,优选下述适宜的防水混凝土种类:普通防水混凝土;引气剂防水混凝土;减水剂防水混凝土;膨胀剂防水抗裂混凝土;防水剂防水混凝土。

5．1防水混凝土所用的水泥

(1)水泥的强度等级不应低于3215(R),防水剂与水泥具有良好的适应性。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥早期强度高,泌水少,干缩也较小,所以防水混凝土应优先采用。但其抗水性和抗硫酸盐侵蚀能力不如火山灰硅酸盐水泥。火山灰硅酸盐水泥抗水性好,水化热低,抗硫酸盐侵蚀能力较好,但早期强度低,干缩大,抗冻性较差。矿渣硅酸盐水泥水化热较低,抗硫酸盐侵蚀能力好,但泌水多、干缩大,抗渗性差。在不受侵蚀介质和冻融作用时,宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,使用矿渣硅酸盐水泥时应掺用高效减水剂。

(2)在受侵蚀介质作用时,应按侵蚀介质的性质选用相应的水泥。如有抗硫酸盐要求时,可选用抗硫酸盐水泥。

(3)在受冻融作用时,应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,不宜采用火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。

(4)不得使用过期或受潮结块的水泥,并不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。

5．2防水混凝土所用的粗集料

对于公路行业薄壁防水结构,如薄壁箱梁等,最大粒径不宜大于26．5mm,宜采用4．75～26．5mm连续级配的粗集料,普通混凝土墩柱构件,最大粒经可放宽至31．5mm,宜采用连续级配。大体积混凝土使用的粗集料可按温控的要求确定。泵送时其最大公称粒径应为输送管径的1／4;吸水率不应大于1．5%,可满足防水混凝土抗冻性的要求;不得使用碱活性集料,以免在内部有渗透水的情况下发生碱集料反应。粗集