膨胀纤维抗裂防水剂在地下人防工程混凝土中应用及监理控制要点[整理].doc

　　１前言 　　钢筋混凝土的裂缝出现几率增多，已引起政府和工程界的关注。随着我国建筑工程规模的快速发展，钢筋混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高，结构裂缝出现几率大大增加。建筑构件向大体积、大面积、形状复杂多样的方向发展，裂缝的出现亦较以往多得多。近年来，混凝土外加剂的发展日趋成熟，在各类防水工程中应用得到成功。本文着重介绍膨胀纤维抗裂防水剂在防水工程中的使用及质量控制手段。 　　２工程概况 　　连云港市新浦区行政中心工程，建筑面积２９１９５．７０m2，其中地下建筑面积６２５５．１７m2，为人防地下室，防水等级为1级，地下室基础、墙、柱、梁、板均为Ｃ４０，抗渗等级为Ｐ６。为了克服地下室混凝土因浇筑长度较长、体积较大所引起的收缩变形和温度变形而形成的裂缝问题，结构设计中在混凝土中添加抗裂纤维。据现场实际情况表明，整个大面积的底板、墙板、顶板未发现明显的裂缝，防水效果良好。 　　３混凝土结构裂缝产生的原因 　　结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约２０％；一种是结构因温度、膨胀、收缩和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约８０％。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称为“变形作用引起的裂缝”。 　　３．１干燥收缩。研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每１００克水泥水化后的化学减缩值为７～９ｍl，如砼水泥用量为３５０ｋｇ／m3，则形成孔缝体积约２５～３０升／m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每１００克水泥浆体可蒸发水约６ｍｌ，如砼水泥用量为３５０ｋｇ／m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达２１升／m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为０．１～０．２％；砼的干缩值为０．０４～０．０６％。而砼的极限拉伸值只有０．０１～０．０２％，故易引起干缩裂缝。 　　３．２温差收缩。温差收缩造成的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在３５０～５５０ ｋｇ／m3，每立方米混凝土将释放出１７５００～２７５００ｋＪ的热量，从而使混凝土内部温度升达７０℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到２５～２６℃时，混凝土内便会产生大致在１０ＭＰａ左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 　　３．３塑性收缩。砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达１％左右。在砼表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达１～２ｍｍ，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。 　　３．４ 砼后期膨胀出现裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间。 　　４ 膨胀纤维抗裂防水剂的防水机理 　　膨胀纤维抗裂防水剂是以阻裂聚丙烯纤维、膨胀组分、防水组分为主要原材料，添加其他特殊功能性组分，结果独特的工艺制造而成。 　　４．１膨胀纤维抗裂防水剂掺入混凝土中后，依靠纤维在混凝土中巨大数量的均匀分布，在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强效果，并有助于削减混凝土塑性收缩及冻融时的应力。收缩的能量被分散到每立方米上千万条具有高抗拉强度而弹性模量相对较低的纤维单丝上，从而有效增强了混凝土的韧性，抑制了微细裂缝的产生和发展。同时，无数纤维单丝的加入可有效阻碍骨料的离析，保证了混凝土早期的均匀泌水性，从而阻碍了沉降裂纹的形成。 　　４．２大大提高混凝土的抗渗防水性能。掺入大量微细纤维可以有效地抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂纹的产生及发展，极大减少了混凝土的收缩裂缝，尤其是有效抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨