新型纳米防水水泥材料在天津某五星级酒店地下防水工程的应用

刘 炯

（华东建筑设计研究院有限公司，上海200002）

0 引言

防水工程是建筑工程中的一个重要组成部分，是保证建筑物和构筑物不受地下水侵蚀，对建筑物的使用功能和耐久性具有重大影响。通常情况，地下工程防水是根据防水等级分别采用刚性、柔性防水材料或刚、柔性防水材料结合的方式进行防水设计和施工。本文结合实际工程，介绍采用可灌入的、水泥基的、渗透结晶型的、无机防水材料——“纳米防水水泥”作为防水及增加混凝土自身缺陷修复的复合材料运用，从而达到良好的防水效果。

1 传统地下混凝土结构防水的理念及存在的缺陷

传统的地下混凝土结构的防水，就是采用柔性防水卷材、刚性防水涂料或两者结合，通过“包裹”的方法对结构整体的封闭，使地下水无法通过“包裹”层，侵入混凝土中。

实际施工案例表明，这种方法存在很大弊端，首先是柔性防水材料受使用年限的限制，必先早于结构主体的使用年限而失效；其次当受到气候因素（季节）、施工因素、工期因素等影响，会产生施工偏差，这种施工产生偏差只要出现在防水层的任何一处，甚至是某“点”的破坏，都可能造成整个防水层的失效。地下水会从破坏了的部位，在水压作用下，源源不断地沿防水层与结构之间的缝隙蔓延，并从混凝土结构的缺陷处，流渗到地下防水结构层中。随着地下空间技术的开发与应用，地下工程规模越来越大，越来越深，且结构上也越加复杂。单靠运用传统的外“包裹”防水工艺，既适应不了施工进度的需要，也很难保证对复杂结构在使用年限和质量上能达到更高的要求。

2 地下混凝土结构防水的新理念

虽然传统方法无法满足人们日新月异的技术要求，但随着科学的发展，新材料的研发，新技术的运用，把混凝土的缺陷从结构的内部加以修复，从而解决抗渗防水关键问题，成为可能，于是就产生了——纳米防水水泥和涂层，这一新型地下混凝土结构防水的新理念。

2.1 纳米防水水泥简介

纳米防水水泥是一种可灌入的、水泥基的、渗透结晶型的无机防水材料。在某工程地下三层的防水、抗渗的实践施工中可知：

首先，其可灌性好，能保障材料被灌入到＞0.2 mm的混凝土的孔隙中，从而解决水的大量渗漏的问题。

其次，其渗透结晶的性能能使小于0.2 mm的孔隙自愈性地封闭，从而解决水的微渗漏问题。

第三，由于其是一种水泥基的材料，可利用水泥的水硬性反应，使灌入的材料能够在水中形成一定的强度，并与混凝土体形成“联结式”的一体形态，从而达到防水材料与结构主体材料共同的使用年限。

2.2 纳米防水水泥性能指标（见表1）

表1 纳米防水水泥性能指标一览表

2.3 纳米防水水泥作为防水材料的理念及实际应用

2.3.1纳米防水水泥作为防水涂料的理念

“纳米防水水泥”通过用纳米材料和纳米技术对普通硅酸盐水泥进行改性，使其C－S－H胶（硅酸氢钙胶）的含量比普通硅酸盐水泥高出很多，这种改变，使“纳米防水水泥”的性质与普通硅酸盐水泥有了很大的不同，主要表现在可灌性好、渗透结晶的防水指标高、高强度和无机惰性抗老化等几个方面，使其成为性能良好的防水涂料。

2.3.2纳米防水水泥作为防水材料在天津某地下防水抗渗工程中的应用

2.3.2.1工程概况

该工程为五星级金融会议酒店，建筑功能有服务式公寓、宴会厅、会议厅、金融交易厅、停车场等设施内容。地下3层，地上12层，建筑高度60 m，地下室基底标高－16.450 m。总建筑面积19万m2。其中地下部分约6.5万m2，地上部分约12.5万m2。图1为地下室内割面图。

图1 地下室剖面图

由于该工程临近有超高层建筑及地下商业街，且地下工程面积达约4万㎡，深度达17 m，而地下水文情况较为复杂，因此业主方领导对地下防水抗渗设计方案要求置于工程安全第一位考虑，并为此组织了多轮防水设计方案专家论证会，最后根据专家组意见，决定采用纳米防水水泥作为地下防水材料。

2.3.2.2 防水抗渗设计技术要求（见表2）

2.3.2.3地下防水工程施工及结构节点防水的技术要求

（1）施工前，混凝土墙面必须保持湿润，施工温度应在4℃以上。

（2）防水层分两层施涂，第二层纳米防水水泥涂料应在首度涂层充分渗透并仍呈潮湿状态时（两次涂层间隔不大于48 h）施涂。每次涂料用量均为1.5 kg/m2。

表2 防水搞渗技术要求一览表

（3）桩头处理：桩头彻底清洗、凿毛，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，用量1.8 kg/m2。

（4）地下防水抗渗结构节点（见图 2～图 9）。

图3 基础底板施工缝防水节点图

图2 基础底板防水节点图

图4 基础底板变形缝防节点图

图5 基础外墙水平施工缝防水点图

图6 顶板施工缝外防水点图

图7 顶板变形缝外防水节点图

图8 基础底板工程桩防水节点图

图9 临时支撑工程桩防水节点图

3 结语

该地下防水工程回填前，经天津滨海新区相关监测监管部门验收，至今无渗漏情况。

（1）通过纳米防水水泥在设计及实际施工中的运用，虽然其还存在着如施工时设备比较笨重、只能用于大型混凝土深基坑工程、材料费用较高这些局限，但由于其在底板和顶板防水施工时，可与混凝土浇筑同时进行；而侧墙的防水施工，可与拆模时间稍后进行，随拆随喷，可大幅度缩短工期。

（2）由于纳米防水水泥是无机材料，与混凝土的性质大体相同，所以其耐久性也大体相同，使其作为防水材料和主体结构的混凝土有着共同的使用周期。

（3）纳米防水水泥对混凝土力学指标有补偿作用，其用喷涂和灌浆的方法，使混凝土的缺陷得以修复，既起到了防水的作用，也在很大的程度上弥补了混凝土缺陷的力学损失。

（4）通过该地下工程对纳米防水水泥的综合运用，将打开未来防水工程的设计（方案）和为施工提供一种新方法。

（5）纳米防水水泥为地下结构工程的防水抗渗堵漏材料新材料提供一种新方法：

a.可作为地下结构工程防水堵漏材料，由于纳米防水水泥的颗粒存在悬浮性和胶体塑性，在水中的分散性较好，在灌浆过程中不易形成“团聚体”，所以比普通水泥更容易灌入混凝土的微缝。其渗透结晶的指标高，它的结晶是胶体和可溶化的硅酸盐，在水中会自行化合，形成不溶于水的晶体硅酸盐。由于这个过程是不可逆的，特别是其渗透结晶的一次和二次指标的标准值均为1.3 MPa，最高检测值为2.4 MPa和2.0 MPa，所以其堵漏效果显著。

b.可作为混凝土结构的增强材料和防腐材料（限于篇幅，此处不作叙述）。

[1]GB 50108-2008,地下工程防水技术规范[S]．

[2]GB 50208-2002,地下防水工程质量验收规范 [S]

[3]05系列建筑标准设计图集[M].北京：中国建筑工业出版社．2005.