UEA补偿收缩混凝土防水工法

用UEA膨胀剂拌制的微膨胀混凝土称为UEA补偿收缩混凝土。在钢筋和邻位限制下，这种混凝土在结构中建立0.2-0.7MPa预压应力，可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝，从而达到抗裂防渗的结构自防水的目的，能收到明显的社会效益和经济效益。这一新技术给建筑防水设计和施工带来很大进步，正在被日益广泛地推广应用。以UEA为首的硫铝酸钙类膨胀剂，从1988年开发应用至今，已应用约200万吨，折合补偿收缩混凝土4500m3，应用于全国各种防水工程效果良好。
《UEA补偿收缩混凝土防水工法》(YJGF22-92)自1992年实施以来，具有实际的指导作用。鉴于《混凝土膨胀剂》建材行业标准（JC476-2001）和《混凝土膨胀剂应用技术规范》（GBJ119-2001）已修定，原工法已不适用。根据八年来的施工经验，在原工法基础上进行修定
1．特点
（1）施工简便、灵活，可取消外防水层的施工工序，缩短工期。
（2）建筑结构承重与防水功能合二为一，使防水有效年限和结构寿命相同。
（3）特别适用于体型复杂，超长结构和大体积混凝土结构防水，解决通常附加防水层做法难以处理的困难，并能确保防水质量。
（4）对于超长结构，后浇缝间距可延长至60m，后浇缝可在28d后回填膨胀混凝土。
（5）由于混凝土自身的致密特点，一旦因某种原因出现渗漏，位置直观，易于判断，修补自理方便。
2．适用范围
凡要求抗裂防渗、接缝和填充用的混凝土工程和构件，都可以使用补偿收缩混凝土，就土建工程而言，特别适用于：
（1）建筑物地下室、地下构筑物等。
（2）建造水池、游泳池、污水处理池、水塔和贮罐等。
（3）建造地铁、隧道、水利水电、海工等防水构筑物等。
（4）超长楼板、体育场看台、防辐射混凝土构筑物等。
（5）刚性防水屋面、梁柱接头、后浇缝的填充混凝土、机械设备和补强的二次灌注等。
3．防水基本原理
UEA补偿收缩混凝土是一种微膨胀混凝土，当UEA膨胀剂加入普通水泥和水拌合后，水化反应形成膨胀性水化物钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O），这是它的膨胀源。
当混凝土膨胀时钢筋产生拉应力，与此同时也就在混凝土中产生了相应的压应力。一般来说，在钢筋混凝土结构中建立0.2-0.7MPa预压应力，这就相当于提高了混凝土的早期抗拉强度，同时推迟了混凝土收缩的产生过程，抗拉强度在此期间得到较大的增长，当混凝土开始收缩时，其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩产生的拉应力，从而防止和大大减轻混凝土的收缩开裂，达到抗裂防渗的目的。
结构自防水的前提是控制有害裂缝，关键要解决钢筋混凝土硬化过程中的收缩变形。UEA补偿收缩混凝土具有抗裂防渗的功能，这是其他外加剂防水混凝土所不具备的。
4．设计注意事项
补偿收缩混凝土结构设计与普通钢筋混凝土结构设计基材相同，鉴于UEA混凝土的膨胀要用钢筋和邻位约束才能产生预压应力，对设计要求是：
（1）根据《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119-2001规定，补偿收缩混凝土最重要的技术指标是限制膨胀率。设计者应在设计图纸上注明：“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土，强度等级、抗渗标号、水中养护14d的混凝土限制膨胀率≥0.015％（或更高些）。
（2）UEA补偿收缩混凝土设计规范与普通钢筋混凝土设计规范基本相同。
（3）鉴于墙体受施工养护和外界温差影响较大易开裂，水平构造筋的间距宜小于150mm，配筋率宜在0.4-0.6％。由于墙体受底板或楼板的约束较大，混凝土胀缩不一致，宜在墙体中部设一道水平筋间距为80－100 mm，高1000mm的“水平暗梁”。水平筋宜放在受力竖筋的外侧。
（4）对于墙体与柱子相连的档土墙，易在离柱子1－2m处出现应力集中的纵向裂缝，宜插入1.5-2.0m水平附加筋，插入柱子中200－300mm，插入墙体中1200－1600mm，该处配筋提高10－15％。
（5）结构开口部和突出部位应添增附加筋。
（6）采用UEA补偿收缩混凝土时，后浇缝最大间距可延长至60m。超过60m的超长结构可用膨胀加强带替代后浇带，加强带宽度为2m，带两侧用Φ2铁丝网拦隔，并用钢筋加固，带中间增加水平附加筋Φ8＠150，长度4m。带外用限制膨胀率大于0.015％的补偿收缩混凝土浇筑，带内用限制膨胀率大于0.03％、强度等级提高5MPa的膨胀混凝土浇筑，可连续式或间歇式循环浇筑而不留后浇缝。但由于边墙受施工养护和温差影响大，应以40－50m分段浇筑，每段之间设一道2m宽膨胀加强带，浇筑后28d可用大膨胀混凝土回填。
5．混凝土配合比设计
（1）原材料选择
UEA膨胀剂质量应符合《混凝土膨胀剂》JC476-2001标准。水泥选用ISO35.5号以上水泥，粗骨料粒径不宜大于3.20cm，且含泥量小于1％，细骨料宜用中砂、含泥量小于3％。减水剂等化学加剂要符合有关国家标准。水为自来水或洁净河水。
（2）混凝土配合比设计
原则上，一般UEA掺量（替代胶凝材料率）为10－12％，对于低掺的高性能UEA为6－8％。但是，由于水泥的活性和组成不同，化学加剂的品种和掺量不同，必须根据现场原材料和混凝土坍落要求，以及GBJ119-2001规范要求，配制的UEA补偿收缩混凝土应达到水中14d的限制膨胀率≥0.015％；填充性膨胀混凝土水中14d限制膨胀率大于0.025%，同时达到设计强度等级和抗渗标号，以膨胀率预定值确定UEA的掺量。
（3）UEA掺量的计算方法：设基准混凝土配合比中水泥和粉煤灰掺合料用量分别为C0、F0，膨胀剂取代胶凝材料率为K。
Ａ. 胶凝材料为水泥和UEA（E）时， UEA掺量E＝C0·K，水泥用量C＝C0－E
Ｂ. 胶凝材料为水泥，粉煤灰等掺合料和UEA时， UEA掺量E＝（Ｃ0＋Ｆ0）·Ｋ ；掺合料Ｆ＝Ｆ0（1－Ｋ） ；水泥C＝C0(1－K)
（4）按防渗混凝土技术规范，用于防渗混凝土的水泥用量不得小于300kg/m3，当掺入掺合料时，其水泥用量不得小于280kg/m3，水胶比不宜大于0.5，以此原则确定UEA掺量。
（5）当掺入粉煤灰的大体积补偿收缩混凝土用于地下或水中工程时，为降低水泥用量和混凝土温差，推荐用60d抗压强度作为设计强度等级。
（6）当掺入减水剂等化学外加剂时，必须通过试验确定与UEA膨胀剂相适应的品牌和掺量。
6．施工注意事项
（1）现拌工地或搅拌站必须按确定的UEA补偿收缩混凝土配合比投料，尤其UEA膨胀剂不得少掺或误掺，要派管理人员加强监督。计量装置必须准确，开盘前要检验校正，中间要进行校核。
（2）混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s。
（3）混凝土坍落度要满足施工要求，浇筑时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂；低温下施工可掺入早强减水剂或防冻减水剂。
（4）浇筑时混凝土的自由落距应控制在2m以内，震捣要均匀，密实，不漏震、不欠震、不过震。
（5）混凝土终凝前，要反复抹压，防止表面沉缩裂纹出现。
（6）UEA混凝土浇筑后的养护非常重要，应根据气温情况，及时浇水养护，使混凝土外露表面始终保持湿润状态，养护期不小于14d。 负温施工要保证混凝土入模温度大于5℃，浇筑后立即用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护。
（7）墙体宜用胶合板作模板，混凝土浇完后，从顶部浇水养护。为防止早期产生温差裂缝，拆模时间不宜早于5d，拆模后尽快在墙内外侧挂贴麻袋片，喷水养护不小于10d。
（8）在30℃以上炎热天气施工，墙体中混凝土要适当调高UEA掺量，降低混凝土入模温度和早期养护温度，特别要加强湿养护。
（9）施工缝的处理
在接荐表面铺上2cm厚的1:2UEA水泥砂浆，然后再浇筑UEA混凝土。
（10）缺陷的修补
如浇筑完的混凝土出现蜂窝狗洞和裂渗等缺陷，可凿去松动部分或开缝，清洗干净后，用1:2UEA水泥砂浆修补完好，贯穿裂缝则用柔性防水涂料或防水卷材局部修补。
（11）维护措施
混凝土结构浇筑完后，地下室要尽早用三七灰土回填，屋面要尽早作防水层和保温层。
遇强风和骤冷下，地下通道要临时屏蔽，以防止温差裂缝出现。
7．机具设备
和普通混凝土所需机具设备一样，主要有搅拌机（车）、垂直和水平运输机具（泵管、吊车、翻斗车等），震捣棒或平板震捣器，计量器具等，水平抹面推荐用电动抹压机。
8．劳动组织
与普通混凝土施工时人员相同，操作人员的多少，取决于浇筑数量，浇筑部位的难易程度等因素，但是，一定要加强后台或搅拌站和浇筑地点的技术监督和指导，尤其要建立养护班子，加强混凝土的养护监督。
9．质量控制
（1）应符合国家标准《钢筋混凝土施工及验收规范》、《地下工程防水技术规范》、《地下防水工程验收规范》和《屋面工程技术规范》中的有关条文规定。为此，工程技术人员应根据工程具体情况，必须编制分项施工方案，向工人进行技术交底，贯彻执行上述规范中的条文；施工员（工长）需要亲自跟班，检查指导，认真组织实施，做到精心操作，确保混凝土质量。
（2）UEA补偿收缩混凝土的配合比必须达到规范（或设计）要求的限制膨胀率，按规范要求制作试块，试验结果必须达到设计的强度等级和抗渗标号，每1000m3混凝土要制作测定限制膨胀率的试件（试件尺寸100×100×300mm，中间埋入Φ10mm钢筋限制具），测定水中养护7d和14d钢筋伸长率。主要措施为事先进行混凝土试配，加强现场监督。
（3）防水工程经雨季或试水观察，任何部位不允许发生渗漏现象。若局部出现渗漏，可将渗漏处有缺陷的混凝土彻底清除，将其表面凿毛，冲洗干净后，抹UEA水泥砂浆，如渗漏严重，先用堵漏材料止水，再用UEA水泥砂浆抹面。
10．安全措施
必须遵照国家颁发的《建筑安装工程安全规范》和施工企业主管机关发布的有关文件和规定，结合工程实际，逐项进行落实。