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提高建筑物结构混凝土抗裂和抗渗性能,是根治建筑物渗漏的关键

信息来源:hunningtu.biz  时间:2010-08-02  浏览次数:127

  摘 要 建筑物的渗漏是一个普遍现象,它直接影响到建筑物工程质量和使用寿命。为了解决渗漏问题,建筑设计师对建筑物防水一般采用 “结构防水”和“外防水”相结合,即“刚”、“柔”结合的防水模式。然而,“结构防水”的三大误区,使其起不到应有的作用,严重影响工程使用寿命。武汉工程大学研制的WHDF混凝土增强密实(抗裂)剂,能有效改善结构混凝土抗裂和抗渗性能,从根本上解决混凝土的渗漏问题,从而提高建筑物的使用寿命。
  关键词 建筑物 渗漏 混凝土 抗裂 抗渗
  建筑物的渗漏是一个普遍现象,早在2005年建筑管理部门曾对商品住宅的渗漏进行了调查统计:有20%左右的楼盘新房开始渗漏,有60%左右的楼盘渗漏从3~5年开始。任何一种建筑物,不管是商品住宅,还是市政工程,不管是地上建筑,还是地下建筑,其结构混凝土的抗裂和防水直接影响到建筑物的渗漏,直至工程的使用寿命。为了解决渗漏问题,建筑设计师对建筑物防水的设计方法一般是采用结构混凝土防水(俗称“结构防水”)和“外防水”相结合,即“刚”、“柔”结合的防水模式。“结构防水”就是在结构混凝土中掺用若干抗裂和防水的外加剂,旨在提高结构混凝土自身的抗裂性能、密实性能以及安定性能,从而阻止混凝土的腐蚀和钢筋的锈蚀,提高其耐久性,这种通过混凝土自身的防水,也称为刚性防水;“外防水”就是紧靠结构混凝土层,用油毡沥青或橡胶卷材做一防水层,以克服结构混凝土不密实或因刚性变形产生裂缝时的渗漏,这种有机物防水层亦称之为柔性防水。
  “结构防水”的三大误区,使建筑物的渗漏直接影响其使用寿命
  建设部副部长仇保兴前不久透露,中国是世界上每年新建建筑量最大的国家,每年中国消耗全球一半的钢铁和水泥用于建筑业,但这些建筑物只能持续25-30年。据资料显示,英国建筑的平均寿命达到132年,美国的建筑平均寿命达74年。
  影响建筑物使用寿命的因素诸多,据专家们统计分析,仅结构混凝土的侵蚀一项破坏度达60%以上。耐久性研究专家认为:所有环境对混凝土的侵蚀都是从混凝土产生裂缝或其不密实引起的。如果混凝土无裂缝,且非常密实,水、空气(氧气)、氯离子等不能渗入混凝土内,钢筋就不会发生锈蚀反应;如果酸、碱等离子和二氧化碳不能渗入混凝土内,混凝土中活性离子的置换反应和碳化反应就不会发生,混凝土的腐蚀也无从产生。换言之,结构混凝土产生裂缝或不密实,就会出现液体和气体的渗漏,引起结构混凝土的侵蚀,从而降低建筑物的使用寿命。
  建筑物渗漏的原因是“结构防水”和“外防水”出现了问题,而问题的核心是“结构防水”。目前,在“结构防水”方面存在三大误区:一是“结构防水”技术要求的定位误区,部分人认为“结构防水”主要取决于混凝土的密实性,因此,设计师在防水方面提出的技术指标只是抗渗等级,即抗渗等级达到P8就行了。事实上混凝土无论怎么密实,只要产生了裂缝,它就无密实可言了,渗漏是必然的。因此“结构防水”必须以抗裂为前提防止,设计师在“结构结构”方面应提出相应的抗裂技术指标; 二是“结构防水”的投入成本误区,一般应用在“结构防水”方面的外加剂费用,对于民建工程而言,占总工程费用的(1~2)%,对于水工、交通及市政工程,仅占总工程费用的1%左右,大部分工程管理者认为采用了“结构防水”,增大了工程成本。其实不然,工程直接成本提高了(1~2)%,可降低工程综合成本50%左右,何乐而不为。因为做好了“结构防水”,可降低工程建筑物60%的破坏度,确保工程使用寿命达到设计要求的70年,提高工程使用寿命200%; 三是“结构防水”应用的防水材料误区,传统的“结构防水”使用的防水材料是膨胀剂。现代科学技术研究发现,膨胀剂的补偿收缩理论难以成立。科技日报2009年11月10日对膨胀剂进行了相关报导:“据专家介绍,在技术方面,混凝土膨胀剂主要作用机理是通过自身体积的膨胀来补偿混凝土的收缩,从而达到混凝土抗裂的目的。但实验表明,膨胀剂膨胀的时间与混凝土收缩的时间不同步,不能有效起到抗裂的作用。另一方面,部分利欲熏心的生产企业采用粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉、明矾石粉等廉价材料,甚至用普通石粉冒充膨胀剂,以低于正规膨胀剂生产成本的价格,用不正当竞争手段扰乱市场。因此,现在普遍使用的膨胀剂(假膨胀剂更是不值一提),不能真正有效解决建筑工程结构混凝土的抗裂和防水问题,还要依靠结构混凝土的外防水(如采用的油毡沥青、橡胶卷材)来维持。而这些材料在潮湿的环境中使用3~5年就被腐蚀而失去作用,结果使混凝土工程渗水,导致工程出问题,严重影响工程的使用寿命。”
  正是上述“三大误区”使60%左右的楼盘3~5年后就开始渗漏,3年以后,工程已过了保质期,渗漏问题谁也不管,受害的是国家和广大业主,这也是膨胀剂既无作用,又能维持到今天的原因之一。值得告诫大家的是:20%左右的新楼盘开始渗漏,它表明这些楼盘不仅“结构防水”不起作用,就连“外防水”也根本没起作用。
  提高建筑物结构混凝土抗裂和抗渗性能,是根治建筑物渗漏的关键
  从建筑设计师“刚柔”结合的防水模式的设计理念可以看出:柔性防水层是有机物,必然存在着老化问题,因此欲通过“外防水”来使建筑物达到50年以上的使用寿命是绝对不可能的。同时“外防水”的作用是克服结构混凝土不密实或因刚性变形产生裂缝时的渗漏,那么,让结构混凝土密实且少产生裂缝或不产生裂缝,不正是减轻“外防水”压力或去掉“外防水”层的有效途径吗?因此提高建筑物结构混凝土的抗裂和抗渗性能,是根治建筑物渗漏的关键。
  要提高结构混凝土的抗裂和抗渗性能,必须协调工程建设的各个环节。首先工程设计单位应对结构混凝土规定抗裂方面的相关技术指标,以杜绝不起作用的或伪劣的产品,滥竽充数,混入抗裂防水材料市场;工程建设单位应对现有的抗裂防水材料进行考察和筛选,将性价比符合设计要求的材料费用进入工程概算,确保其可实施性;工程施工单位,根据设计要求和投标的价位采购抗裂防水材料,保质保量地进行施工;监理单位及各级建管部门实施相应的监督功能,定期或不定期地对材料进行抽样检测,确保工程质量。
  混凝土抗裂是一个世界级的难题。混凝土产生裂缝的影响因素诸多,但其主要原因有三个:温度变化、干缩和不均匀沉降。温度变化和干缩将会引起混凝土的收缩,在混凝土表面引起拉应力,而在内部或下表面引起压应力,因此会引起表面裂缝。而不均匀沉降将会使混凝土全断面受拉,从而可能引起贯穿性裂缝。无论是表面裂缝,还是贯穿性裂缝都将对混凝土工程的安全和耐久性带来不利的影响。通常,前者称之为非结构性裂缝(或收缩裂缝),后者称之为结构性裂缝。结构性裂缝的防止要通过设计和施工等环节完成。非结构性裂缝一般在完善混凝土配合比的前提下,通过掺用抗裂材料,提高混凝土自身的抗裂性能来克服。
  混凝土产生收缩性裂缝的原因很多,但最主要的原因是由于混凝土在自身和各种外界因素作用下产生收缩变形所致。这种收缩变形在约束的限制下,使混凝土内产生与收缩方向相反的分布拉应力,当这种分布应力在某个断面积蓄到一定
  武汉工程大学研制的WHDF混凝土增强密实(抗裂)剂 (简称WHDF),从水泥水化研究入手,通过促进水泥水化程度,优化水化产物,协同激发活性混合材料与Ca(OH)2进行二次水化,使混凝土在抗压强度弱有增长的前提下,抗拉强度和极限拉伸值增长(15~20)%,弹性模量下降(5~10)%,早期水化热明显下降,且最大峰值后延24小时,早期干缩值下降30%以上,抗渗等级≥P12,能有效提高了混凝土的抗裂和抗渗性能。
  WHDF被鉴定为国际先进水平,先后获省科技进步一等奖,国家重点新产品,建设部推广的新技术,科技部国家火炬攻关计划等殊荣,广泛应用于水利、水电、铁道、公路、市政及民建等领域,所用之处,均无收缩性裂缝产生,且抗渗等级均>P12。十余年的工程应用证明,掺WHDF的结构混凝土抗裂和抗渗性能好,能有效改善建筑物的渗漏问题。
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