高抗渗抗裂保护层在泵站屋面抗渗中的应用分析

徐国焕

(中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁 大连 116100)

高抗渗抗裂保护层的研究主要来自国家的“863”计划，在此背景下制定了功能一体化、结构一体化、寿命延长化等相关的设计理论，并以此研究高抗渗抗裂保护层材料，即无细观界面过渡区水泥基材料(meso-defect interface transition zone-free cement-based-material,MIF)。在高抗渗抗裂保护层材料的组分中，取消了常规的水泥基复合材料的中粗以及细骨料，加入特细砂以及活性度较高的辅助胶凝的原材料，并且掺入减缩和抗裂的组分，进而对性能加以调整，由此细化或者消除骨料和水泥间的界面过渡区域，最终确保结构层和保护层之间达到无界面过渡区域的有效结合。高抗渗抗裂保护层的应用范围非常的广泛，在地下铁道、隧道、水利工程、地下通道等工程中均进行了实际应用，并取得了较好效果，为解决屋面的渗漏提供了有效的途径。

1 工程概况

辽宁省土门子水库新建一座水利泵站，主要建设主副厂房1863m2、管理房509.15m2，及其场院工程和附属设施。项目于2014年11月16日开工建设，于2015年8月30日竣工。该地区属于热带海洋性气候区域，气温四季差别较大，雨量特别多，平均气温为18.9～21.6℃，极端时最高温度可达38.6～45.6℃，而最低温度可达-28.5～-13.1℃，年均降水量达到2106.6mm。

工程屋面的防水设防以及等级要求均为标准Ⅱ级，原设计运用常规的刚性或柔性防水方案，运用上述方案无法解决防水的工序问题以及后期的维护、维修费用问题。鉴于此，经过研究决定在屋面结构层中加入一层高抗渗抗裂保护层，以此解决屋面的防水问题，并有效解决传统防水所带来的问题。

2 泵站屋面的防水处理

2.1 高抗渗抗裂保护层的配比和搅拌的工艺流程

2.1.1 高抗渗抗裂保护层的原材料

高抗渗抗裂保护层主要的原材料有水泥、细颗粒的骨架材料、减缩剂、矿物细掺料、混杂纤维、抗裂组分、减水剂等。

水泥主要为P·Ⅱ52.5水泥，水泥的化学组成和物理性能见表1、表2。

表1 P·Ⅱ52.5水泥化学组成

表2 P·Ⅱ52.5水泥物理性能

粉煤灰主要使用国产Ⅱ级粉煤灰，其化学组成见表3。硅粉主要使用国产微硅粉，要求平均粒径达到0.13μm，粉煤灰比表面积为365m2/kg，硅粉比表面积为20000m2/kg，粉煤灰的用水量比为101%。

表3 粉煤灰、硅粉化学组成和物理性能分析

细砂使用1.50细度模数的石英砂，石英砂由0.28～0.71mm粒径和0.19～0.28mm粒径按质量比1∶1 配制，各种外加剂与性能指标见表4。

表4 各种外加剂与性能指标

高效减水剂主要使用高浓度型且高效的萘系和聚羧酸系减水剂，其属于早强型，主要运用减水率高于40%且固含量在38%～43%之间的ADVA180和减水率高于40%且固含量在39%～43%之间的DaraSetATF，按3∶7质量比配制。

减缩剂主要使用国产混凝土减缩剂。

混杂纤维主要使用密度达到0.91kg/m3的聚丙烯纤维，质量掺量保持1m3混凝土或者砂浆掺入0.90～3.63kg，体积掺量则保持1m3混凝土或者砂浆掺入量为0.11%～0.41%。

混杂纤维由10mm聚丙烯纤维、3mm聚丙烯纤维按1∶1的质量比制作。防水材料使用水剂DPS。发泡剂为以热聚物表面活性剂为有机胶结料的泡沫混凝土。

2.1.2 保护层的配方

根据该工程所处地域的相关特点，以及本项目对防水的相关要求，决定调整高抗渗抗裂指标较低的保护层砂浆的相应配比(见表5)。

表5 高抗渗抗裂保护层配比 单位：kg

2.1.3 保护层的生产工艺

根据新调整的高抗渗抗裂保护层配比，依次把砂浆、水、减水剂、调整的性能组分等按比例加入搅拌机中，并按照均匀的速度搅拌5min左右，然后对其进行坍落度测试，当达到70mm时才能进行浇筑，并且要求保护层的厚度需要达到20mm。

2.2 屋面结构层嵌入的高抗渗抗裂保护层

2.2.1 主要施工流程

嵌入屋面结构层的高抗渗抗裂保护层的施工流程见图1。

图1 施工流程

2.2.2 质量控制操作关键点

a.对压印的处理。对建筑物的屋面进行防水施工时应当分为两次进行浇筑成型，第一次浇筑结构层和保温层，第二次浇筑高抗渗抗裂防水的保护层。在涂抹防水过程中，一定要在最后进行压印处理，以增强对界面的处理效果(见图2)，提升水泥基复合材料与混凝土层界面的黏结度，保证屋面的基层和防水层之间有效的连接和高效的稳定性。

图2 涂抹防水材料

压印盖板的设计主要依据高抗渗抗裂的保护层厚度以及楼板空间的大小,要确保压印盖板可以在屋面周转，压印盖板长2m、宽0.5m(见图3)。

图3 盖板压印实物

完成结构层和保温层的浇筑之后，待初凝完结，开始对浇筑基层压印进行处理。需要注意的是，在压印前需要保证基层表面无浮浆、无渗水，并且表面干净、整洁、平整，然后利用压印盖板的重量压印出网络状的痕迹。

b.保护层的铺设。对于高抗渗抗裂的保护层应进行连续的浇筑，在浇筑之前，用素水泥浆在基层上涂刷一遍，然后在基层表面浇筑高抗渗抗裂保护层，要求整体的厚度达到一致，最后用平板振动器振实，用铁辊筒在保护层的表面以十字交叉的形式来回滚压5～6遍并确保密实性，保护层表面泛浆后用木抹子压实、抹平。等到初凝前再进行第二遍的压浆、抹光。

c.防水卷材的铺设。防水应按屋脊垂直方向或者顺水流方向由低处向高处平行于屋脊方向铺设。在铺设之前应当对表层加以清理，对基层涂刷处理剂时一定要均匀；等到基层的处理剂完全干燥后，依据相应的标准对需要做附加层的位置加以处理；制定铺贴防水卷材的主要顺序以及方向，然后在基层加以弹线固定位置，最后铺设防水的卷材。

利用火焰喷枪对防水卷材的底面以及基层夹角部位进行烘烤，促使SBS防水卷材的表面沥青层液化，然后一边烘烤一边铺设卷材，再由他人利用压辊进行滚压，由此确保防水卷材和基层之间的黏结牢固。

3 高抗渗抗裂保护层的实际施工效果

3.1 经济效益

本工程将高抗渗抗裂保护层嵌入在屋面主要的结构层中，在施工时节省了大量的电力消耗以及机械设备的使用，并减少大量的人工劳动力，因此减少了工程的施工成本，并且加快了施工周期，提升了工程进度，由此提升了相关的投资利益。

与其他类型的屋面防水施工相比，高抗渗抗裂保护层可与屋面结构层以及保温层紧密地连接在一起，由此降低了侵蚀物质的存在区域，进一步避免屋面出现空鼓、开裂；可有效提升防水能力，还可以减少材料的使用类型和用量，降低建筑物自身的重量，同时因高抗渗抗裂保护层具有较高的韧性和耐久性，因此能够减少后期的维护与维修，最终降低了后期投入的成本费用。

3.2 社会效益

传统的防水工艺施工程序较为复杂多样化，而高抗渗抗裂保护层则有效解决了传统防水的效果局限以及后期维修费用投入较高的难题，在高抗渗抗裂保护层的砂浆内运用了矿物掺和料，进而节约了大量的资源并减少对环境的污染；另外，高抗渗抗裂保护层施工便捷，加固之后与屋面的结构层和保温层融为一体，进而保证屋面的防水质量和效果。低廉的维护成本具有较高的社会效益。

4 结 语

高抗渗抗裂保护层是在建筑物的结构层与保温层中加入一层特细砂和高活性纳米级的矿物掺和料以及胶凝材料等制作而成的具有防水作用的保护层，消除了材料之间界面过渡区域，不仅确保了防水性能，而且具有较高的防水、抗渗、抗裂作用。