CN114163186A - 一种抗渗混凝土及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗渗混凝土，其施工原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份、水55份；所述外加剂中包括引气剂6份、防渗纤维6份、膨胀剂6份、减水剂6份、防水剂6份。该抗渗混凝土总碱量<2.25kg/m³，原料简单施工方便。本发明引气剂使混凝土内部孔隙结构改变，截断毛细管通道；防渗纤维对裂缝具有阻裂作用，降低了混凝土的脆性。将本发明提供的抗渗混凝土用于屋顶结构的建设，经搅拌、浇筑、振捣、养护完毕后，抗渗混凝土的抗渗强度远大于普通混凝土抗渗强度，进行14天的测试不渗水不漏水，耐候性更强不易开裂。

Description

一种抗渗混凝土及其施工方法

本申请是申请日为2018年12月04日、申请号为201811471955.X、发明名称为《一种抗渗混凝土及其施工方法》的分案申请。

技术领域

本发明涉及混凝土的技术领域，特别涉及一种抗渗混凝土及其施工方法。

背景技术

屋顶是建筑物最上层的防护构件和承重结构，其防水性能与建筑质量的高低、居住者的安全和舒适度密切相关。然而，目前大多房屋建筑中存在较为严重的屋顶防水问题，渗漏现象时有发生，严重影响了建筑质量和居住者的利益。一些老旧的屋顶结构由承重层和防水层构成，采用预制空心板作为承重层，然后在预制空心板上铺设卷材防水层，这种屋顶结构不可避免地在女儿墙和天沟沿口等薄弱环节处出现渗漏。特别严重的问题是防水层在施工完成后还可能会出现裂缝而漏水，产生裂缝的原因很多：气候变化及太阳照射引起的屋面热胀冷缩；屋面板受力后的翘曲变形；地基沉降或墙体承重后坐浆收缩等原因引起的屋面变动；防水层材料自身干缩变形等。

为了克服防水层开裂的缺陷，现有屋顶结构中防水层常常选择高温不流淌、低温不碎裂、不宜老化、防水效果好的防水材料。也有一些建筑物屋顶铺设多层柔性防水层，屋顶中常有“三毡四油”或“二毡三油”，再结合聚氯乙烯胶泥或聚氯乙烯涂料处理。近年来，虽然一些新型防水材料也开始投入使用，已投入屋顶施工的有三元乙丙卷材，但由于防漏屋顶结构用混凝土的原料和施工方法都没有相关标准，仅仅通过改进防水层并不能够完全避免屋顶渗漏现象的发生，且多层防水层的施工较为繁琐且成本较高。

中国专利CN101224968A公开了一种海工耐久水泥混凝土，采用胶凝材料、骨料、减水剂、外加剂拌和而成，其胶凝材料采用水泥、矿粉、粉煤灰，外加剂选用石蜡和松香，提高了海工耐久混凝土的强度和耐腐蚀性，一定程度上降低了混凝土在长期浸水环境下的收缩开裂。也有人将这种海工耐久水泥混凝土用于地下室，能够防止地下潮湿环境对墙体的侵蚀。但是由于屋顶结构的特殊性，需经受夏天暴晒、冬天冷冻、雨雪侵蚀、太阳辐射等破坏，目前这种海工耐久混凝土的结构仍达不到屋顶结构的长期防裂、抗渗的特殊要求。因此，针对现有屋顶的混凝土承重层和防水层结构，如何配置一种低成本且耐候性高的防漏水屋顶结构用混凝土成为了本领域技术人员要解决的核心问题。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗渗混凝土，所述抗渗混凝土的施工原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份、水55份；

所述外加剂中包括引气剂6份、防渗纤维6份、膨胀剂6份、减水剂6份、防水剂6份；

所述引气剂为松香或松香缩聚物；所述防渗纤维为聚丙烯纤维；

所述膨胀剂为UEA复合混凝土膨胀剂；所述减水剂为聚羧酸盐减水剂；所述防水剂为硫酸铝；

所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥为非早强型，七天水化热指标<275kJ/kg，28d的抗压强度＞32.5MPa；

所述粗骨料采用粒径为5～31.5mm的机碎石级配得到，所述机碎石的含泥量<1％；

所述细骨料采用细度模数为2.5～3.0的中粗砂，所述中粗砂的含泥量<3％。

本发明提供了一种抗渗混凝土的施工方法，包括如下步骤：

(1)将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰搅拌均匀；

(2)加入引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂搅拌均匀得到抗渗混凝土；

(3)将抗渗混凝土浇筑到带有钢筋结构的屋顶，大面积底板和顶板分组浇筑，池壁分层连续浇筑；

(4)浇筑完成后进行机械振捣，在机械振捣不方便的预留孔、预埋管、预埋件及止水带的结合处增加人工插捣；

(5)对振捣和人工插捣后的抗渗混凝土进行养护。

有益效果：本发明提供的抗渗混凝土的原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份、水55份；所述外加剂中包括引气剂6份、防渗纤维6份、膨胀剂6份、减水剂6份、防水剂6份；所述抗渗混凝土的总碱量<2.25kg/m³；所述引气剂为松香或松香缩聚物；所述防渗纤维为聚丙烯纤维；所述膨胀剂为UEA复合混凝土膨胀剂；所述减水剂为聚羧酸盐减水剂；所述防水剂为硫酸铝；所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥为非早强型，七天水化热指标<275kJ/kg，28d的抗压强度＞32.5MPa；所述粗骨料采用粒径为5～31.5mm的机碎石级配得到，所述机碎石的含泥量<1％；所述细骨料采用细度模数为2.5～3.0的中粗砂，所述中粗砂的含泥量<3％。本发明提供的抗渗混凝土原料成本低，通过原料的合理选择与控制用量，改善了混凝土的结构性能，提高自身的抗渗性。本发明通过多种外加剂的混合使用进一步提高抗渗混凝土的综合防水功能，该抗渗混凝土兼具防水和承重两种功能。

本发明使用引气剂，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。本发明使用防渗纤维，以对裂缝的阻裂作用为主要表征，实际上由于低弹模的防渗纤维掺加在相对高弹模的混凝土中，作用的实质是最大可能地降低了混凝土的脆性，从而解决了由于混凝土先天带来的因脆性引起的容易开裂的问题，对改善混凝土内部结构起到了重要作用。

本发明提供的抗渗混凝土施工方法简单方便，经搅拌、浇筑、振捣、养护即可满足抗渗防漏屋顶结构的建设。

实施例结果表明，本发明提供的抗渗混凝土用于屋顶结构的建设，养护完毕后抗渗混凝土的抗渗强度远大于普通混凝土，进行14天的测试不渗水不漏水，没有明显的开裂现象。

具体实施方式

本发明提供了一种抗渗混凝土，所述抗渗混凝土的原料包含如下重量份的成分：水泥90～110份、粗骨料300～360份、细骨料230～270份、粉煤灰50～80份、外加剂20～40份、水50～60份；所述外加剂中包括引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂；所述抗渗混凝土的总碱量<2.25kg/m³。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括水泥90～110份，优选为95～105份，更优选为100份。在本发明中，所述水泥优选为普通硅酸盐水泥，本发明优选使用非早强型的普通硅酸盐水泥，本发明使用的水泥七天水化热指标优选<275kJ/kg，28d的抗压强度优选＞32.5MPa。本发明所述普通硅酸盐水泥又称普通水泥，是由硅酸盐水泥熟料、5％～20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，具有水化反应速度快，早期和后期强度高的特点，结构密实耐冻性能好。在本发明中，为了得到抗渗水性较佳的混凝土孔隙结构，应避免使用标号中带R的早强型普通硅酸盐水泥，以防止抗渗混凝土过早硬化。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括粗骨料300～360份，优选为320～340份，更优选为330份。在本发明中，所述粗骨料优选采用粒径为5～31.5mm的机碎石级配得到，所述机碎石的含泥量<1％。在本发明中，碎石的级配主要通过调整破碎机的排料口尺寸和振动筛的筛分效率来保证，对于三级配混凝土而言，M40～80、M20～40和M5～20所占比例不同，一般按照30％、40％、30％进行估算，实际生产中根据施工现场的具体情况进行调整。在本发明中，混凝土粗骨料的针片状含量一般应≤25％(按重量计)，针片状石料产生的原因主要除了石料本身的物理特性外，与选择的加工机械以及生产工艺均有关。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括细骨料230～270份，优选为240～260份，更优选为250份。在本发明中，所述细骨料优选采用细度模数为2.5～3.0的中粗砂，更优选采用细度模数为2.7～2.8的中粗砂，所述中粗砂的含泥量优选<3％。在本发明中的具体实施例中，更优选采用两种或两种以上的不同细度模数的中粗砂进行混合使用，因为如果只使用一种粗细的砂，空隙最大，而两种粒径的砂搭配起来，空隙有所减小，多种粒径的砂搭配，空隙更小。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括粉煤灰50～80份，优选为60～70份，更优选为65份。在本发明中，所述粉煤灰的级别不低于Ⅱ级，不得使用高钙粉煤灰，高钙粉煤灰含碱量高，吸水性高，不利于抗渗混凝土的施工，而且本发明还应该使用碱含量较低的普通硅酸盐水泥，以保证最终本发明提供的抗渗混凝土中的总碱量优选<2.25kg/m³，从而使混凝土的掺合料自身具有较好的抗渗防漏水基础。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括外加剂20～40份，优选为25～35份，更优选为30份。在本发明中，所述外加剂优选包括引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂。本发明对所述引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂的混配用量没有具体要求，按照本领域技术人员的需求进行添加组合，能够实现其各自的功能即可。

在本发明中，所述引气剂优选为松香或松香缩聚物。本发明所述松香缩聚物的制备方法优选包括：松香和木质素加热熔化后混合均匀，异构化制得异构化产物A；向异构化产物A中加入马来酸酐或马来酸酐和浓硫酸，缩聚制得合成树脂B；向树脂B中加入聚乙二醇，还加入丙三醇和/或浓硫酸，接枝酯化制得酯化产物C；向酯化产物C中加稳泡组分，保温反应；降温，碱液中和，控制pH＝8～13，保温反应，滴加自来水，使固含量为30±1％，制得松香缩聚物引气剂。本发明制备的松香缩聚物引气剂，具有良好的水溶性能、引气性能和气泡保持性能，更适用于屋顶结构的抗渗型混凝土。

在本发明中，所述防渗纤维优选为聚丙烯纤维，更优选为网状聚丙烯纤维。在本发明中，网状聚丙烯纤维其外观为多根纤维单丝相互交连而成网状结构；当聚丙烯网状纤维投入到混凝土后，在混凝土搅拌过程中，纤维单丝间的横向连结经混凝土自身的揉搓和摩擦作用而破坏，形成纤维单丝或网状结构充分张开，从而实现数量众多聚丙烯纤维均匀掺入混凝土中的效果。

在本发明中，所述膨胀剂优选为UEA复合混凝土膨胀剂。在本发明中，所述UEA复合混凝土膨胀剂是由硫酸铝、氧化铝、硫酸铝钾和硫酸钙及载体复合而成的混合物，外观为灰白色粉状产品，易吸潮。在本发明中，在硅酸盐水泥内掺UEA可提高混凝土的抗裂防渗、补偿收缩、自应力等性能对钢筋无锈蚀，并能提高混凝土强度，增强抗冻性能；UEA复合混凝土膨胀剂能够通过膨胀结晶不断填充混凝土孔隙，可提高混凝土的密实度，达到抗裂防渗效果。

在本发明中，所述减水剂优选聚羧酸盐减水剂，聚羧酸盐减水剂具有掺量低、减水率高的特点，能够保持较久的减水效果。本发明对聚羧酸盐减水剂的来源无特殊要求。

在本发明中，所述防水剂优选为硫酸铝。在本发明中，所述硫酸铝能有效改善混凝土毛细孔结构，同时析出凝胶，堵塞混凝土内部毛细孔通道，与未加防水剂相比，抗渗性能可提高5～8倍，具有永久性防水效果。

在本发明中，以重量份计，所述抗渗混凝土的原料包括水50～60份，优选为55份。在本发明的具体实施例中，本发明优选的水泥砂浆配比为水∶水泥∶细骨料＝0.55∶1∶2.5。本发明通过合理控制水和水泥以及中粗砂的比例，使混凝土更好的混合，搅拌时各物料混合均匀，混凝土的孔隙少，后期易于养护提高性能。

本发明提供了上述方案所述的抗渗混凝土的施工方法，包括如下步骤：

(1)将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰加水搅拌均匀，得到初混料；

(2)向所述初混料中加入引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂搅拌均匀得到抗渗混凝土；

(3)将抗渗混凝土浇筑到带有钢筋结构的屋顶，大面积底板和顶板分组浇筑，池壁分层连续浇筑；

(4)浇筑完成后进行机械振捣，在机械振捣不方便的预留孔、预埋管、预埋件及止水带的结合处增加人工插捣；

(5)对振捣或人工插捣后的混凝土进行养护。

本发明将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰加水搅拌均匀。本发明对搅拌所用的设备和搅拌方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的搅拌设备和搅拌方法即可。

将掺合料搅拌均匀后，本发明加入引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂搅拌均匀即可得到抗渗混凝土。本发明对各类外加剂的加入先后顺序没有特殊要求。

得到抗渗混凝土后，本发明将抗渗混凝土浇筑到带有钢筋结构的屋顶，大面积底板和顶板分组浇筑，池壁分层连续浇筑即可。本发明对浇筑时采用的机械设备无特殊要求。

浇筑完成后，本发明进行机械振捣，在机械振捣不方便的预留孔、预埋管、预埋件及止水带的结合处增加人工插捣。

机械振捣和人工插捣完毕后，本发明对混凝土进行养护。在本发明的具体实施例中，优选根据现场温度条件将抗渗混凝土及时覆盖并洒水养护，所述洒水养护时间大于14天，即得到抗渗混凝土一体化浇筑的屋顶结构。

下面结合实施例对本发明提供的抗渗混凝土及其施工方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种抗渗混凝土，其原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份(引气剂6份，防渗纤维6份，膨胀剂6份，减水剂6份，防水剂6份)、水55份；本实施例的具体原料见表1。

上述抗渗混凝土的施工方法，包括如下步骤：

将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰加水搅拌均匀；依次加入引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂搅拌均匀得到抗渗混凝土；将抗渗混凝土浇筑到带有钢筋结构的屋顶，大面积底板和顶板分组浇筑，池壁分层连续浇筑；浇筑完成后进行机械振捣，在机械振捣不方便的预留孔、预埋管、预埋件及止水带的结合处增加人工插捣；最后根据现场气温条件及时覆盖并洒水养护，所述洒水养护时间大于14天。

按照GB-50164的相关标准对实施例1制备的抗渗混凝土的屋顶结构进行28D的抗渗水性能验收，结果表明，本发明实施例1制备的抗渗混凝土屋顶结构达到了P12等级，进行14天的连续测试不渗水不漏水，具有优良的抗渗水性能；该抗渗混凝土屋顶结构还具有良好的抗冷热交替，防止开裂的特点。

为了验证本发明的抗渗混凝土的优势，本发明针对性的改变了抗渗混凝土的外加剂的种类，采用普通混凝土中的外加剂进行添加，具体实施方法如下：

对比例1

一种普通混凝土，其原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份(引气剂6份，防渗纤维6份，膨胀剂6份，减水剂6份，防水剂6份)、水55份；本对比例的具体原料见表1，此对比例的具体原料见表1，普通混凝土的施工方法与实施例1的施工方法一致。

对比例2

一种普通混凝土，其原料包含如下重量份的成分：水泥90份、粗骨料360份、细骨料240份、粉煤灰70份、外加剂30份(引气剂6份，防渗纤维6份，膨胀剂6份，减水剂6份，防水剂6份)、水55份；本对比例的具体原料见表1，此对比例的具体原料见表1，普通混凝土的施工方法与实施例1的施工方法一致。

对比例3

一种普通混凝土，其原料包含如下重量份的成分：水泥110份、粗骨料320份、细骨料250份、粉煤灰60份、外加剂30份(引气剂6份，防渗纤维6份，膨胀剂6份，减水剂6份，防水剂6份)、水60份；此对比例的具体原料见表1，普通混凝土的施工方法与实施例1的施工方法一致。

本发明实施例1制备的抗渗混凝土和对比例1～3制备的普通混凝土的原料构成如表1所示：

表1.混凝土原料构成

按照GB-50164的相关标准对本发明对比例1～3制备的普通混凝土的屋顶结构进行28D的抗渗水性能验收，结果表明，本发明制备的作为对比的普通混凝土屋顶结构的抗渗性能分别达到了P6、P4、P4等级，虽然具有一定的防水性能，但是本发明对比例1～3制备的普通混凝土的屋顶结构更容易受到冬夏冷热交替以及长期日照风雨的侵蚀，从而导致的开裂，致使抗渗性能急剧下降。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种抗渗混凝土，其特征在于，所述抗渗混凝土的施工原料包含如下重量份的成分：水泥100份、粗骨料330份、细骨料250份、粉煤灰65份、外加剂30份、水55份；

所述外加剂中包括引气剂6份、防渗纤维6份、膨胀剂6份、减水剂6份、防水剂6份；

所述抗渗混凝土的总碱量<2.25kg/m³；

所述引气剂为松香或松香缩聚物；所述防渗纤维为聚丙烯纤维；

所述膨胀剂为UEA复合混凝土膨胀剂；所述减水剂为聚羧酸盐减水剂；所述防水剂为硫酸铝；

所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述普通硅酸盐水泥为非早强型，七天水化热指标<275kJ/kg，28d的抗压强度＞32.5MPa；

所述粗骨料采用粒径为5～31.5mm的机碎石级配得到，所述机碎石的含泥量<1％；

所述细骨料采用细度模数为2.5～3.0的中粗砂，所述中粗砂的含泥量<3％。

2.权利要求1所述抗渗混凝土的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰搅拌均匀，得到初混料；

(2)向所述初混料中加入引气剂、防渗纤维、膨胀剂、减水剂、防水剂搅拌均匀得到抗渗混凝土；

(3)将抗渗混凝土浇筑到带有钢筋结构的屋顶，大面积底板和顶板分组浇筑，池壁分层连续浇筑；

(4)浇筑完成后进行机械振捣，在机械振捣不方便的预留孔、预埋管、预埋件及止水带的结合处增加人工插捣；

(5)对振捣和人工插捣后的抗渗混凝土进行养护。