CN102747751B - 一种地下防水体系及其构造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地下防水体系及其构造方法，其特征是防水体系由水泥基材料防水层、有机材料防水层和无机有机复合材料防水层并由下而上依次叠加构成；其中水泥基材料是采用硅酸盐水泥、石英砂等无机材料为基料，加入活性化合物渗透结晶母料、聚合物及其他各种辅助材料混配而成的粉状防水材料；有机材料为溶剂型30#沥青、溶剂、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、石油树脂及氯化聚乙烯橡胶组成；无机有机复合材料为30#沥青、松香、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、沥青改性剂和石粉组成。三层结构分别施工，共同组成地下防水体系，具有良好的防水封水效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下防水体系及其构造方法，并提供了防水体系的材料、材料制备方法及防水体系构造方法。
背景技术
近年来，我国大中城市新建筑物多向高层和地下发展，地下建筑中地下轨道、地下商场、地下车库、地下行人过道、地下变电站、各类管道等大量建设。这些地下工程对防水都有很高的要求，以保证其使用功能和寿命。特别是我国的大城市多处在沿海地区，工程地质、水文地质条件差，有的城市地下水位较高，地下工程结构常年处于地下水中，因此做好地下工程防水设计与施工，确保其质量，做到不渗不漏十分重要。
目前，地下工程得到迅速发展，工程质量总体来看是好的，这得益于防水技术有了长足的进步，渗漏工程有所减少。由于地下工程地理环境的复杂性、工程技术条件的不同，对防水工程的要求也不尽相同。因此，往往针对不同的地理环境和工程要求，采取具有针对性的防水设计。地下工程防水体系失效性是指防水体系和材料使用过程中，由于外部作用侵蚀破坏或内部材料弱化，抵抗地下水环境的能力减弱或全部丧失。
防水工程的质量主要与防水材料、防水结构设计和施工有关。目前防水材料主要缺陷有：
1、高分子防水板(卷材)，其主要缺陷表现在：a、防水卷材材质本身难以与基面密贴，受到外力冲击时，背面突出物等易将防水板扎破，导致漏水；b、板与板间的接合部是薄弱环节，稍有不慎会导致整个防水体系失败；c、如遇混凝土壁面有较大空洞或凹凸的部位，二次衬砌的挤压及围岩变形会使防水板拉伸，特别是结合部位易发生断裂破坏。
2、喷涂防水体系，喷涂防水膜很难保证其均匀性，虽然一般喷涂材料延展性较好，但抗拉强度较低，如发生较大外力作用，结构会发生变形和位移，易导致防水膜破裂，致使整个防水体系失效。另外该施工方法对喷涂的施工工艺精度要求较高，但一般工程很难达到。
3、防水混凝土的防水体系，混凝土结构在受力或其因素作用下，会出现损伤，造成微裂纹，虽然这些损伤是隐形的，但是如果不能及时修复，这些微裂纹会进一步发展，出现大的裂纹，由于不的渗入会出现钢筋锈蚀，降低了混凝土结构的抗震能力和使用寿命。若混凝土为防水层，也起不到应有的防水作用。
从国内外的实践证明，采用单一防水手段或者材料并不能解决建筑物渗漏问题。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种地下防水体系及其构造方法，将水泥基材料防水层、有机材料防水层和无机有机复合材料防水层共同组成地下工程用防水体系，以三层防水层各自具有的防水优势互为补充、达到良好的防水效果。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明地下防水体系的特点是：由水泥基材料防水层、有机材料防水层和无机有机复合材料防水层由下而上依次叠加构成，其中：
所述水泥基材料防水层的原料组成按质量份数为：
所述有机材料防水层的原料组成按质量份数为：
所述无机有机复合材料防水层的原料组成按质量分数为：
本发明地下防水体系的特点也在于在所述水泥基材料防水层中：
所述硅酸盐水泥的粒径为0.025-0.04mm；
所述石英砂为人工石英砂或天然河砂，粒径为0.08-0.2mm，含水率按质量百分比不高于2.0%；
所述渗透结晶活性母料含有碳酸钙和氯化钙，所述碳酸钙和氯化钙的质量比为1：1，所述碳酸钙和氯化钙的总量按质量百分比不低于渗透结晶活性母料的97%；
所述碳酸钙和滑石粉的粒径为0.08-0.4mm；
所述纤维素为非离子型纤维素羟丙基甲基醚；
所述胶粉为叔碳酸乙烯酯与酯酸乙烯酯按质量份数为1：2.27的比例共聚而成的胶粉；
所述减水剂为粉状萘系减水剂。
本发明地下防水体系的结构特点还在于：所述有机材料防水层中：
所述溶剂为碳6至碳8烃类无苯溶剂；
所述苯乙烯丁二烯嵌段共聚物是以烷基锂为催化剂进行阴离子聚合制得的热塑性弹性体SBS；
所述石油树脂为碳5或碳9石油树脂；
本发明地下防水体系的结构特点还在于在所述无机有机复合材料防水层中：
所述沥青改性剂是聚烯烃沥青改性剂聚乙烯树脂PE；
所述石粉为石灰石磨制而成的粉料。
本发明地下防水体系的构造方法的特点是按以下步骤进行：
步骤1：水泥基材料的制备
将构成水泥基材料的所有原料搅拌均匀得水泥基渗透结晶型防水粉料；
步骤2：水泥基材料防水层的施工方法
向步骤1所制备的水泥基渗透结晶型防水粉料中加入清水，搅拌成糊状浆料，用所述糊状浆料涂刷两次形成水泥基材料防水层，其中，第二次涂刷是在第一次涂刷的浆料固化之后进行，在所述第二次涂层完成保养过后再进行上层施工；
水泥基渗透结晶型防水粉料与清水的质量比为4.5-2.5∶1；
步骤3：有机防水材料的制备
将苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、氯化聚乙烯橡胶和溶剂共同充分搅拌，使其溶胀50-120分钟，再加30#沥青，搅拌使其混合均匀，得有机防水材料；
步骤4：在已经形成的水泥基材料防水层的表面用滚筒滚涂有机防水材料，经6-12小时的自然放置形成有机防水材料层；
步骤5：无机有机复合材料的制备
将30#沥青升温至170～190℃，加入松香、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物和沥青改性剂，混合溶胀30-50分钟后，经胶体磨研磨得到橡胶沥青结合料，再向所述橡胶沥青结合料中分别加入钠基膨润土和石粉，经搅拌并升温至190～240℃，得到无机有机复合防水材料；
步骤6：将所述无机有机复合防水材料按厚度为5-30mm用抹平工具在有机防水材料层的表面抹平即完成无机有机复合材料防水层的施工。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明水泥基材料防水层采用了水泥基渗透结晶型高性能防水材料，具有早期抗渗性和独特的自我修复能力，同时具备多次抗渗性、长久的防水作用和良好的耐酸、碱侵蚀性、耐老化特性，特别是机械力学性能优异，是其他类柔性防水材料无法比拟的。
2、本发明中有机材料防水层具有良好的粘接性能和防水性能。成膜坚韧还具有柔韧性，在本发明中，其与水泥基材料防水层和无机有机复合材料防水层粘接牢固，其本身的防水效果极佳。其放在本发明防水结构体系的中间，由于其被隔氧、隔腐蚀剂，提高了材料的使用寿命，从而提高防水体系的运行寿命。
3、本发明中无机有机复合材料防水层具有较高的机械力学性能和抗冲击防护能力，防腐蚀、隔水、抗开裂性能优异，起到第一防水屏障作用。同时与中间层粘结紧密，提高了防水效果。
4、本发明采用三层防水复合结构，是充分利用了三层防水层各自的优点、特点，与其单一防水效果来说，起到了“取长补断”或“扬长避短”的综合效果。
具体实施方式
本实施例中地下防水体系由水泥基材料防水层、有机材料防水层和无机有机复合材料防水层由下而上依次叠加构成，其中：
水泥基材料防水层的原料组成按质量份数为：
有机材料防水层的原料组成按质量份数为：
无机有机复合材料防水层的原料组成按质量分数为：
在水泥基材料防水层中：
硅酸盐水泥的粒径为0.025-0.04mm；石英砂为人工石英砂或天然河砂，粒径为0.08-0.2mm，含水率按质量百分比不高于2.0%；渗透结晶活性母料含有碳酸钙和氯化钙，碳酸钙和氯化钙的质量比为1：1，碳酸钙和氯化钙的总量按质量百分比不低于渗透结晶活性母料的97%；碳酸钙和滑石粉的粒径为0.08-0.4mm；纤维素为非离子型纤维素羟丙基甲基醚；胶粉为叔碳酸乙烯酯与酯酸乙烯酯按质量份数为1：2.27的比例共聚而成的胶粉；减水剂为粉状萘系减水剂。
在有机材料防水层中：
溶剂为碳6至碳8烃类无苯溶剂；苯乙烯丁二烯嵌段共聚物是以烷基锂为催化剂进行阴离子聚合制得的热塑性弹性体SBS；石油树脂为碳5或碳9石油树脂。
在无机有机复合材料防水层中：
沥青改性剂是聚烯烃沥青改性剂聚乙烯树脂PE；石粉为石灰石磨制而成的粉料。
本实施例中地下防水体系的构造方法按如下步骤进行：
步骤1：水泥基材料的制备
将构成水泥基材料的所有原料搅拌均匀得水泥基渗透结晶型防水粉料。
步骤2：水泥基材料防水层的施工方法
向步骤1所制备的水泥基渗透结晶型防水粉料中加入清水，搅拌成糊状浆料，用糊状浆料涂刷两次形成水泥基材料防水层，其中，第二次涂刷是在第一次涂刷的浆料固化之后进行，在第二次涂层完成保养过后再进行上层施工。
水泥基渗透结晶型防水粉料与清水的质量比为4.5-2.5∶1；实际操作中，抹面法施工配比为：粉料∶清水=4.5∶1；涂刷法施工配比为：粉料∶清水=2.5∶1配比。
步骤3：有机防水材料的制备
将苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、氯化聚乙烯橡胶和溶剂共同充分搅拌，使其溶胀50-120分钟，再加30#沥青，搅拌使其混合均匀，得有机防水材料；为了减少溶剂的挥发，应在带有搅拌设备的密闭容器中进行。
步骤4：在已经形成的水泥基材料防水层的表面用滚筒滚涂有机防水材料，经6-12小时的自然放置形成有机防水材料层。
步骤5：无机有机复合材料的制备
将30#沥青升温至170～190℃，加入松香、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物和沥青改性剂，混合溶胀30-50分钟后，经胶体磨研磨得到橡胶沥青结合料，再向橡胶沥青结合料中分别加入钠基膨润土和石粉，经搅拌并升温至190～240℃，得到无机有机复合防水材料。
步骤6：将无机有机复合防水材料按厚度为5-30mm用抹平工具在有机防水材料层的表面抹平即完成无机有机复合材料防水层的施工。
以下表1给出水泥基材料按质量份数的原料组成，包括实施例1、实施例2和实施例3。
表1：
以下表2给出有机材料防水层按质量份数的原料组成，包括实施例1、实施例2和实施例3。
表2：
以下表3给出无机有机复合材料防水层按质量份数的原料组成，包括实施例1、实施例2和实施例3。
表3：
在实施例1、实施例2和实施例3中：
在水泥基材料防水层中：
硅酸盐水泥的粒径为0.025-0.04mm；石英砂为人工石英砂或天然河砂，粒径为0.08-0.2mm，含水率按质量百分比不高于2.0%；渗透结晶活性母料含有碳酸钙和氯化钙，碳酸钙和氯化钙的质量比为1：1，碳酸钙和氯化钙的总量按质量百分比不低于渗透结晶活性母料的97%；碳酸钙和滑石粉的粒径为0.08-0.4mm；纤维素为非离子型纤维素羟丙基甲基醚；胶粉为叔碳酸乙烯酯与酯酸乙烯酯按质量份数为1：2.27的比例共聚而成的胶粉；减水剂为粉状萘系减水剂。
在有机材料防水层中：
溶剂为碳6至碳8烃类无苯溶剂；苯乙烯丁二烯嵌段共聚物是以烷基锂为催化剂进行阴离子聚合制得的热塑性弹性体SBS；石油树脂为碳5或碳9石油树脂。
在无机有机复合材料防水层中：
沥青改性剂是聚烯烃沥青改性剂聚乙烯树脂PE；石粉为石灰石磨制而成的粉料。
实施例1、实施例2和实施例3中地下防水体系构造方法按以下步骤进行：
步骤1：水泥基材料的制备
将构成水泥基材料的所有原料计量误差不超过±1%，搅拌均匀得水泥基渗透结晶型防水粉料。
步骤2：水泥基材料防水层的施工方法
向步骤1所制备的水泥基渗透结晶型防水粉料中加入清水，搅拌成糊状浆料，用糊状浆料涂刷两次形成水泥基材料防水层，其中，第二次涂刷是在第一次涂刷的浆料固化之后进行，在第二次涂层完成保养过后再进行上层施工。调好后的浆料1小时内用完。涂层应在6小时后进行洒水养护，养护4次/天。
水泥基渗透结晶型防水粉料与清水的质量比为4.5-2.5∶1。实际操作中，抹面法按粉料∶清水=4.5∶1；涂刷法按粉料∶清水=2.5∶1的配比。
步骤3：有机防水材料的制备
将苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、氯化聚乙烯橡胶和溶剂共同充分搅拌，使其溶胀50-120分钟，再加30#沥青，搅拌使其混合均匀，得有机防水材料。为了减少溶剂的挥发，应在带有搅拌设备的密闭容器中进行。
步骤4：在已经形成的水泥基材料防水层的表面用滚筒滚涂有机防水材料，经6-12小时的自然放置形成有机防水材料层。
步骤5：无机有机复合材料的制备
先将30#沥青升温至170～190℃时，加入松香、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物和沥青改性剂，经混合溶胀30-50分钟后，经胶体磨研磨得到橡胶沥青结合料，再向其中分别加入钠基膨润土和石粉，经搅拌并升温至190～240℃，得到无机有机复合防水材料。
步骤6：将无机有机复合防水材料按厚度为5-30mm用抹平工具在有机防水材料层的表面进行抹平，再用力压实，完成无机有机复合材料防水层的施工。
结果测试：
上述实施例1、实施例2和实施例3制备的地下防水体系性能如表4：
表4 地下防水体系性能
备注：以上试验采用行业通用试验标准和方法。
Claims (5)
1.一种地下防水体系，其特征是：由水泥基材料防水层、有机材料防水层和无机有机复合材料防水层由下而上依次叠加构成，其中：
所述水泥基材料防水层的原料组成按质量份数为：
所述有机材料防水层的原料组成按质量份数为：
所述溶剂为碳6至碳8烃类无苯溶剂；
所述无机有机复合材料防水层的原料组成按质量分数为：
2.根据权利要求1所述的地下防水体系，其特征是在所述水泥基材料防水层中：
所述硅酸盐水泥的粒径为0.025-0.04mm；
所述石英砂为人工石英砂或天然河砂，粒径为0.08-0.2mm，含水率按质量百分比不高于2.0%；
所述渗透结晶活性母料含有碳酸钙和氯化钙，所述碳酸钙和氯化钙的质量比为1：1，所述碳酸钙和氯化钙的总量按质量百分比不低于渗透结晶活性母料的97%；
所述碳酸钙和滑石粉的粒径为0.08-0.4mm；
所述纤维素为非离子型纤维素羟丙基甲基醚；
所述胶粉为叔碳酸乙烯酯与酯酸乙烯酯按质量份数为1：2.27的比例共聚而成的胶粉；
所述减水剂为粉状萘系减水剂。
3.根据权利要求1所述的地下防水体系，其特征是所述有机材料防水层中：
所述苯乙烯丁二烯嵌段共聚物是以烷基锂为催化剂进行阴离子聚合制得的热塑性弹性体SBS；
所述石油树脂为碳5或碳9石油树脂。
4.根据权利要求1所述的地下防水体系，其特征是在所述无机有机复合材料防水层中：
所述沥青改性剂是聚烯烃沥青改性剂聚乙烯树脂PE；
所述石粉为石灰石磨制而成的粉料。
5.一种权利要求1所述地下防水体系的构造方法，其特征是按以下步骤进行：
步骤1：水泥基材料的制备
将构成水泥基材料的所有原料搅拌均匀得水泥基渗透结晶型防水粉料；
步骤2：水泥基材料防水层的施工方法
向步骤1所制备的水泥基渗透结晶型防水粉料中加入清水，搅拌成糊状浆料，用所述糊状浆料涂刷两次形成水泥基材料防水层，其中，第二次涂刷是在第一次涂刷的浆料固化之后进行，在所述第二次涂层完成保养过后再进行上层施工；
水泥基渗透结晶型防水粉料与清水的质量比为4.5-2.5∶1；
步骤3：有机防水材料的制备
将苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、氯化聚乙烯橡胶和溶剂共同充分搅拌，使其溶胀50-120分钟，再加30#沥青，搅拌使其混合均匀，得有机防水材料；
步骤4：在已经形成的水泥基材料防水层的表面用滚筒滚涂有机防水材料，经6-12小时的自然放置形成有机防水材料层；
步骤5：无机有机复合材料的制备
将30#沥青升温至170～190℃，加入松香、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物和沥青改性剂，混合溶胀30-50分钟后，经胶体磨研磨得到橡胶沥青结合料，再向所述橡胶沥青结合料中分别加入钠基膨润土和石粉，经搅拌并升温至190～240℃，得到无机有机复合防水材料；
步骤6：将所述无机有机复合防水材料按厚度为5-30mm用抹平工具在有机防水材料层的表面抹平即完成无机有机复合材料防水层的施工。
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