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混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法形成原因
滲漏水在中國(guó)地下工程，特別是隧道、水利工程、高層建筑地下室的施工預(yù)留伸縮縫、施工接縫中較為突出，對(duì)運(yùn)營(yíng)和使用影響很大。混凝土施工縫SEM彌合砂漿防水技術(shù)成功地解決了這一難題，該防水砂漿采用補(bǔ)償收縮等技術(shù)，從根本上改善混凝土施工縫中水的微循環(huán)特征，彌合收縮縫。中鐵二十局集團(tuán)有限公司在朔黃電氣化鐵路石河口、白村隧道施工中，應(yīng)用SEM彌合砂漿防水技術(shù)，經(jīng)總結(jié)形成《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法工法特點(diǎn)
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》具備的特點(diǎn)有：施工縫防水處理操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，施工效率高，原材料來(lái)源廣泛，可就地取材，無(wú)毒無(wú)污染，成本低廉。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法操作原理
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法適用范圍
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》主要適用于鐵路、公路隧道混凝土施工縫的施工；游泳池、污水處理池、房建工程地下室等施工縫防水處理。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法工藝原理
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的工藝原理：SEM彌合防水砂漿，是一種專門用于防止混凝土施工縫滲漏水的工程防水新材料，是釆用化學(xué)外加劑一SEM彌合劑與水泥、細(xì)骨料、水等按特定配合比配制而成的特種砂漿。它對(duì)混凝土有補(bǔ)償收縮功能，延時(shí)膨脹效果，終凝時(shí)間可控制在50~80小時(shí)以便使其膨脹時(shí)兩側(cè)混凝土均具備足夠強(qiáng)度。SEM砂漿在施工縫中發(fā)生膨脹，這種膨脹是在混凝土的約束下發(fā)生的，膨脹的能量一部分壓迫兩側(cè)混凝土使之變形，一部分由于混凝土對(duì)砂漿膨脹的抵抗作用形成彈性變形能量?jī)?chǔ)存在砂漿內(nèi)。處于壓縮狀態(tài)的施工縫砂漿當(dāng)鄰側(cè)混凝土發(fā)生收縮變形時(shí)，會(huì)發(fā)生相應(yīng)的膨脹，對(duì)混凝土的收縮做相應(yīng)的補(bǔ)充，這就是SEM防水砂漿的關(guān)鍵功能一實(shí)時(shí)補(bǔ)償功能。人們正是利用這種功能達(dá)到防止施工縫滲漏水的目的。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法工藝流程
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的施工工藝流程見圖：
施工工藝流程
- 配合比的設(shè)計(jì)
1.配合比經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用和改進(jìn)，得到了較為理想的配合比，實(shí)際施工時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料的實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)脑嚺湔{(diào)整（膨脹劑釆用內(nèi)摻法，等量取代水泥）。[2]
2.（32.5級(jí)水泥+粉煤灰+礦粉+膨脹劑）:砂:彌合劑:水=（0.6+0.15+0.15+0.1）:2.0:0.02:0.44。
3.（42.5級(jí)水泥+膨脹劑）:粉煤灰:礦粉:砂:彌合劑:水=（0.58+0.15+0.15+0.12）:2.5:0.02:0.44。
- 彌合砂漿抗?jié)B性檢驗(yàn)
遵照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》GBJ82第五章進(jìn)行。[2]
1.抗?jié)B試件的制作
（1）根據(jù)具體工程項(xiàng)目的混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)和抗?jié)B等級(jí)，在室內(nèi)或施工現(xiàn)場(chǎng)提前7天制作同標(biāo)號(hào)同抗?jié)B等級(jí)的抗?jié)B試件，在試件預(yù)埋一頂面直徑55毫米、底面直徑65毫米，髙180毫米的木制或橡膠制圓臺(tái)體，使脫模抽心后的抗試件出現(xiàn)一圓形孔洞。成形后的試件標(biāo)養(yǎng)7天。[2]
（2）將標(biāo)養(yǎng)至7天齡期的試件重新裝入抗?jié)B試模，在其預(yù)留孔洞中分三層灌入彌合砂漿，每層用直徑10毫米的鋼筋棍插搗25次，使砂漿充分填實(shí)孔洞，成形后的試件在室內(nèi)環(huán)境中靜置24小時(shí)后，帶模在50°C×90%環(huán)境下快速養(yǎng)護(hù)96小時(shí)或帶模標(biāo)養(yǎng)28天后進(jìn)行抗?jié)B性試驗(yàn)。
2.抗?jié)B性試驗(yàn)
抗?jié)B標(biāo)號(hào)以每6個(gè)試件中4個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)水壓力計(jì)算，其計(jì)算公式為：
式中P——混凝土抗?jié)B等級(jí)；H——6個(gè)試件中3個(gè)滲水時(shí)的水壓力（兆帕）。
3.抗?jié)B性評(píng)定
6個(gè)試件中3個(gè)出現(xiàn)滲水，且抗?jié)B等級(jí)大于混凝土抗?jié)B等級(jí)時(shí)，彌合砂漿的抗?jié)B性合格。[2]
- 基本性能試驗(yàn)
1.試驗(yàn)方法
遵照《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》JGJ70進(jìn)行。
2.抗壓強(qiáng)度評(píng)定
為確保彌合砂漿是的剛性材料，彌合砂漿的抗壓強(qiáng)度230兆帕。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法操作要點(diǎn)
1.拌合SEM彌合砂漿須嚴(yán)把計(jì)量關(guān)，嚴(yán)禁采用體積比，各種材料計(jì)量充許誤差為：砂±3%；膠凝材料±1%；外加劑±1%；水±1%。
2.攪拌機(jī)，拌合量不得大于其額定拌合量的85%，攪拌時(shí)間比普通砂漿延長(zhǎng)1~2分鐘，采用滾筒式攪拌機(jī)時(shí)，攪拌時(shí)間比普通砂漿延長(zhǎng)2~3分鐘。
3.投料順序采用外加劑后摻法，即：
砂+膠凝材料+膨脹劑
若采用同摻法，則其順序?yàn)椋?/div>
砂+膠凝材料+膨脹劑+彌合劑
4.拌合物出機(jī)后應(yīng)立即進(jìn)行和易性及稠度試驗(yàn)（達(dá)不到稠度及和易性要求的不能運(yùn)往施工作業(yè)面），隨后應(yīng)根據(jù)規(guī)定作抗?jié)B試件及抗壓強(qiáng)度試件。按每工班且≤10立方米作抗壓試件3組，每組6塊（70.78毫米×70.7×70.7試模），按襯砌成洞每30~60米或5~10條施工縫作抗?jié)B試件1組，每組6塊。
5.應(yīng)盡量縮短彌合砂漿運(yùn)輸時(shí)間，運(yùn)輸過(guò)程應(yīng)避免大的振動(dòng)防止拌合物離析，運(yùn)到工作面的砂漿應(yīng)在鐵板上進(jìn)行二次人工拌合后方可攤抹施工。
6.攤抹彌合砂漿的時(shí)機(jī)為混凝土拆模后的8~24小時(shí)后，此時(shí)的混凝土表面尚未干燥，容易進(jìn)行表面處理，砂漿容易與混凝土粘結(jié)，過(guò)于干燥的混凝土表面應(yīng)噴水濕潤(rùn)后再進(jìn)行攤抹。
7.施工面在攤抹砂漿前應(yīng)進(jìn)行表面清理、鑿毛，清除松動(dòng)石子，鑿毛深度不小于5毫米。
8.砂漿攤抹施工時(shí)不得使襯砌后的混凝土施工縫砂漿外露，達(dá)到襯砌面光潔美觀。自下而上均勻攤抹，抹面厚度應(yīng)達(dá)到30~40毫米，分兩層進(jìn)行攤抹，每層厚度為15~20毫米。
9.灌注混凝土?xí)r，在砂漿面附近應(yīng)小心灌注，不得以拌合物正面沖擊施工縫砂漿，而應(yīng)釆用“保護(hù)埋沒法"，逐步使拌合物填滿模板。振搗時(shí)振動(dòng)器應(yīng)由遠(yuǎn)而近慢慢接近砂漿界面，嚴(yán)禁直接插搗砂漿界面。砂漿岀現(xiàn)脫落應(yīng)及時(shí)補(bǔ)打開后恢復(fù)灌注或振搗。
10.砂漿應(yīng)集中堆放，表面用塑料膜覆蓋保存，再次使用前在鐵皮板上進(jìn)行充分的人工拌合，超過(guò)48小時(shí)的砂漿將不得再次使用。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法材料設(shè)備
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法材料
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》所用主要材料有：
水泥：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)≥32.5，質(zhì)量應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不宜使用礦晴硅酸鹽水泥。
細(xì)骨料：潔凈無(wú)污染的中砂，細(xì)度模數(shù)2.3~3.0，含泥量≤3%，其他技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合GB/T14684標(biāo)準(zhǔn)要求。
膨脹劑：符合混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ199。
彌合劑：化學(xué)外加劑，其標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB8076、GBJ119。
粉煤灰：符合GB/T1596中Ⅰ、Ⅱ粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)要求。
礦粉：符合GB/T18046中S95、S105標(biāo)準(zhǔn)要求。
拌合水：符合飲用水GB5749標(biāo)準(zhǔn)，不得使用海水。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法設(shè)備
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》作業(yè)工班所需機(jī)具設(shè)備見下表。[2]
序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 | 序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 砂漿攪拌機(jī) | 臺(tái) | 1 | 6 | 鑿子 | Φ25毫米 | 把 | 4 | |||
2 | 機(jī)動(dòng)翻斗車 | 臺(tái) | 1 | 7 | 噴霧器 | 臺(tái) | 1 | ||||
3 | 臺(tái)秤 | 感量0.5千克 | 臺(tái) | 1 | 8 | 抹子 | 把 | 4 | |||
4 | 臺(tái)秤 | 感量0.5千克 | 臺(tái) | 1 | 9 | 鐵鍬 | 把 | 4 | |||
5 | 鐵錘 | 0.5千克 | 把 | 4 | 10 | 鐵板 | 張 | 4 | 二次拌合用 |
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》工地試驗(yàn)室試驗(yàn)檢測(cè)儀器見下表。[2]
序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格 | 精度 | 數(shù)量 | 序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格 | 精度 | 數(shù)量 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 混凝土抗?jié)B儀 | HS40 | 1臺(tái) | 8 | 砂漿攪拌機(jī) | 1臺(tái) | |||
2 | 材料試驗(yàn)機(jī) WE-600 | WE-600 | 1臺(tái) | 9 | 坍落度測(cè)定儀 | 1套 | |||
3 | 振動(dòng)臺(tái) | 1臺(tái) | 10 | 砂漿稠度儀 | 1臺(tái) | ||||
4 | 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱 | ±1攝氏度 | 1臺(tái) | 11 | 混凝土抗?jié)B試模 | 175×185× 150 | 2組 | ||
5 | 砂樣篩 | 1套 | 12 | 砂漿試模 | 70.7×70.7× 70.7 | 6組 | |||
6 | 磅秤 | 0.1千克 | 1臺(tái) | 13 | 水泥維卡儀 | 1套 | |||
7 | 天平 | 0.01克 | 2臺(tái) | 14 | 水泥稠度測(cè)定儀 | 1套 |
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法質(zhì)量控制
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：
1.嚴(yán)禁使用過(guò)期和受潮的水泥、膨脹劑、礦粉、粉煤灰等原材料。
2.釆用精度較高的磅稱或電子計(jì)量設(shè)備對(duì)原材料進(jìn)行計(jì)量，嚴(yán)禁采用體積比。
3.延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，提高拌合物和易性，以保證彌合劑發(fā)揮應(yīng)有的作用。
4.拆模后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鄰側(cè)混凝土的覆蓋等保濕養(yǎng)護(hù)措施，使其強(qiáng)度達(dá)到75%以上后方可轉(zhuǎn)為自然養(yǎng)護(hù)，以保證彌合砂漿補(bǔ)償收縮功能的實(shí)現(xiàn)。
5.SEM彌合砂漿相關(guān)檢驗(yàn)和抽樣檢測(cè)應(yīng)按操作要點(diǎn)2和操作要點(diǎn)3進(jìn)行。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法安全措施
使用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：
1.建立現(xiàn)場(chǎng)施工安全組織，對(duì)施工人員作好安全技術(shù)交底，建立安全責(zé)任制。設(shè)備專職安全員，監(jiān)督各項(xiàng)安全規(guī)程和制度的執(zhí)行情況。
2.施工機(jī)具，砂漿攪拌機(jī)，機(jī)動(dòng)翻斗車，卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)械要勤檢查，非操作人員不得操作各類機(jī)械設(shè)備。
3.高空作業(yè)時(shí)，腳手架、平臺(tái)支撐應(yīng)牢固，作業(yè)前應(yīng)檢査其可靠性。
4.彌合砂漿施工精細(xì)，工作面必須保證充足的燈光照明，所有照明線與動(dòng)力線應(yīng)注意架空、絕緣并安裝漏電保護(hù)器。任何人未經(jīng)允許，不得接觸電源開關(guān)，發(fā)生故障由電工處理。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法環(huán)保措施
采用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》應(yīng)采取以下環(huán)保措施：
1.建立完善的環(huán)境保護(hù)體系，建立健全環(huán)境保護(hù)措施及制度。
2.成立與本工程對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對(duì)施工機(jī)械燃料、工程材料、廢水、生活垃圾、廢棄砂漿的控制和治理，設(shè)置專用排放渠道和集中處理場(chǎng)地。
3.優(yōu)先選用*的環(huán)保機(jī)械，降低施工噪音和環(huán)境污染。
4.所有用于施工或生活場(chǎng)地的臨時(shí)用地，要做到工完場(chǎng)清，并且要進(jìn)行及時(shí)復(fù)耕。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法效益分析
采用《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》實(shí)現(xiàn)以下的效益：
- 經(jīng)濟(jì)效益
原設(shè)計(jì)采用橡膠止水帶，每千米需原材料費(fèi)24萬(wàn)元，實(shí)際采用SEM彌合防水砂漿消耗材料費(fèi)1.96萬(wàn)元，原材料成本僅為橡膠止水帶的1/10左右；節(jié)省人工費(fèi)和其他堵漏防滲材料費(fèi)32萬(wàn)元。兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)約54萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
采用SEM彌合防水砂漿施工，節(jié)省勞動(dòng)力可使能耗降低到原來(lái)的1/2，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，施工效率可提高3倍以上，防水質(zhì)量是設(shè)計(jì)防水標(biāo)號(hào)的300%以上。
- 社會(huì)效益
該技術(shù)使用無(wú)機(jī)材料替代有機(jī)材料防水，提出了混凝土施工縫剛性防水的新理念，施工簡(jiǎn)便，防水效果良好，在業(yè)主和質(zhì)檢站的多次檢查中都給予了高度評(píng)價(jià)，社會(huì)效益顯著。
- 節(jié)能和環(huán)保效益
在整個(gè)施工過(guò)程中無(wú)塵、無(wú)毒、無(wú)放射性、無(wú)任何污染，節(jié)能和環(huán)保效益顯著。[2]
注：施工費(fèi)用以2006-2008年施工材料價(jià)格計(jì)算
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法應(yīng)用實(shí)例
《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》應(yīng)用實(shí)例如下：
1.奉云高速公路僑梨灣隧道和向家隧道
2006年8月~2008年12月該工法成功應(yīng)用于奉云高速公路僑梨灣隧道和向家隧道的施工縫防水處理上。梨灣隧道和向家隧道，位于重慶市云陽(yáng)縣龍洞鄉(xiāng)，兩座隧道總長(zhǎng)1140米，圍巖為IV、V級(jí)裂隙發(fā)育圍巖，基巖裂隙水和松散層孔隙水較豐富，原設(shè)計(jì)采用橡膠止水帶、膨脹止水條，由于止水條、止水帶安裝困難、容易老化等缺點(diǎn)給施工帶來(lái)了很大不便，經(jīng)釆用“混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法”的施工縫防水處理技術(shù)，施工簡(jiǎn)便，防水效果良好，在業(yè)主和質(zhì)檢站的多次檢査中都受到高度的評(píng)價(jià)，社會(huì)效益顯著。
原設(shè)計(jì)采用300毫米×10毫米橡膠止水帶2114米、20毫米×30毫米膨脹止水條6036米，三類型防水材料購(gòu)買成本價(jià)為：300毫米×10毫米止水帶：2114×102=215628元；20毫米×30毫米膨脹止水條：6036×6.9=41648元。以上原材料成本價(jià)為257276元。釆用SEM彌合防水砂漿施工時(shí)，購(gòu)買SEM砂漿彌合劑約2.5噸成本共計(jì)30000元左右，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益22萬(wàn)元。
2.重慶市江北城江溉路隧道
2007年10月~2008年12月該工法成功應(yīng)用于重慶市江北城江溉路隧道施工縫的防水處理上，隧道全長(zhǎng)780米，隧道跨越區(qū)內(nèi)無(wú)斷層通過(guò)，區(qū)域構(gòu)造整體穩(wěn)定，巖層中發(fā)育四組裂隙，埋深不超過(guò)100米，原設(shè)計(jì)采用300×Φ18×R13橡膠止水帶853米，300毫米背貼式止水帶7122米，20毫米×30毫米膨脹止水條6102米。由于止水條、止水帶安裝困難、容易老化等缺點(diǎn)給施工帶來(lái)了很大不便，采用本工法的防水處理技術(shù)，施工簡(jiǎn)便，效果良好。
3.西安市軌道交通二號(hào)線一期工程TJSG-9標(biāo)段
2007年12月~2008年9月該工法成功應(yīng)用于軌道交通二號(hào)線一期工程TJSG-9標(biāo)段地鐵工程，該工程位于西安市未央大道上，包含北關(guān)和龍首村兩座地下車站，車站建筑面積10135.37平方米。車站所處地層主要為濕陷性黃土，地下水位為地面下5~6米。施工過(guò)程中，混凝土施工縫的處理，采用SEM彌合砂漿防水工法，其操作簡(jiǎn)便，防水效果良好，受到業(yè)主和監(jiān)理單位的好評(píng)。[2]
混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法榮譽(yù)表彰
2009年10月19日，中華人民共和國(guó)發(fā)布《關(guān)于公布2007-2008年度工法的通知》，以文號(hào)建質(zhì)[2009]162號(hào)公布《混凝土施工縫SEM彌合防水砂漿施工工法》為2007-2008年度升級(jí)版工法。[1]
參考資料
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