FS102 混凝土防水密实剂刚性防水施工关键技术

张宁

0 引言

FS102 防水密实剂是常见的建筑防水材料，其具有良好的水溶性，并且材料易于分散，添加到混凝土混合料中后，能够通过化学反应提高混凝土自身密实性，从而进一步强化建筑工程结构强度。与此同时，FS102 防水材料能够减缓混凝土材料收缩时间，因此可减少结构裂缝，应用效果显著。为进一步提高建筑项目地下工程防水施工效果，在经过防水试验后决定是否在混凝土材料中添加FS102 材料，具有现实意义。

1 FS102 防水密实剂特征

FS102 防水密实剂属于改良混凝土材料的额外添加剂，此材料能够与水泥析出物产生化学反应，从而生成结晶体和凝胶体，填充混凝土结构域中微小缝隙，对压力水渗透产生有效抑制，提高混凝土抗渗性、密实性和稳定性，并且控制干缩裂缝。通过总结认为，FS102 防水密实剂具有如下特征：

（1）FS102 防水密实剂是一种绿色环保材料，经过IS014001 体系认证，无害无毒，能够有效降低污染。

（2）FS102 防水密实剂作为刚性防水材料，掺量少，具有良好分散性，将其余混凝土材料混合后，增强混凝土拌合物稠度，从而改善混凝土性能和保水性。

（3）添加FS102 防水密实剂后，水化反应将更加充分，可有效避免大坍落度混凝土拌合物出现离析。

（4）能够适应FS102 防水密实剂与泵送剂、减水剂、防冻剂等材料，对钢筋不会产生腐蚀，并且添加后能够发挥良好防水性能，与混凝土承重结构构件融为一体，结构性能与防水性能保持高度一致，不影响混凝土强度的同时，具有抗渗性能。

（5）采用FS102 防水密实剂后，防水时间与结构寿命相同，不会出现提前老化，即使混凝土结构发生渗漏，也会及时显现出来，便于处理。

2 工程案例

2.1 工程概况

以廊坊市临空经济区起步区11 个村街回迁安置区项目为例，其中我单位负责的科技创新区起步区A、B、C、D9、E、F 六个地块，总占地面积约229 430m，总建筑面积677 818.17m，其中，地上建筑面积455 320.32m，地下建筑面积222 497.85m。本工程共计66 栋单体建筑，主要建筑物为11～14 层住宅楼与配套公建，车库为地下1 层，主楼为2层地下室。采用剪力墙结构，设计使用年限为50 年，建筑结构安全等级为二级，建筑物抗震设防烈度8 度。为保证本项目地下工程结构防水功能，在地下工程开展混凝土施工时添加FS102 防水密实剂，配合刚性防水施工技术，防水混凝土方量超过10 000m。

2.2 试验方法

施工前进行试验，主要分析FS102 防水密实剂对混凝土抗压强度、弹性模量、抗渗性能的影响，试验方法如下：取地下工程混凝土施工所用硅酸盐水泥（大于32.5MPa）进行试验，FS102 防水密实剂掺和量分别为0%、0.21%和0.25%，测定规定龄期抗渗性能。试验要求主要包括三个方面：

（1）材料要求：在试验过程中，保证所用水泥为同一个品牌、同一批次、同一强度。与此同时，混合料中石料的最大粒径不能超过40mm，并且保证泵送时泥块含量、含泥量、吸水率分别低于0.5%、1.0%和1.5%，其他材料则符合相关检验标准的要求。

（2）配合比要求：砂率控制在35%～40%，灰砂比控制在1:1.5，并且通过试验明确水灰比。

（3）根据是否泵送确定混凝土坍落度，非泵送混凝土坍落度控制在8～14cm，泵送混凝土则控制在14～ 20cm。材料配合比允许偏差见表1。

表1 试验材料配合比允许偏差

通过总结工程实践发现，FS102 防水密实剂添加到混凝土混合料中，如果采用人工拌和，时间一般不能低于5min。而如果强拌，则时间要在30s 以上。在此基础上，如果运输过程中发生离析现象，要进行二次拌和，观察如果离析后坍落度已经不符合施工规范以及要求，需要根据加入水泥砂浆（按原水灰比），或者通过掺入减水剂的方法进行改进，切记不可直接添加水。为确保地下工程混凝土施工质量，本次试验按照混凝土养护要求开展标准养护，分别与第3d、第7d、第14d、第28d 对FS102 防水密实剂三种掺和量试块进行检测，计算抗压强度、弹性模量，并于28d 后统一对三组试块抗渗结果进行检验。

2.3 试验结果

2.3.1 抗压强度检测结果

随着时间的变化，三组试块混凝土抗压强度变化曲线如图1 所示。

图1 不同掺和量混凝土试块抗压强度变化情况

从上图曲线变化中可以看到，不同FS102 防水材料掺和量混凝土抗压强度随着时间变化而增长，三种掺和量增长规律比较相对一致。在14d 前，三种情况混凝试块抗压强度均有明显提升，在14～28d 内强度虽然也在提升，但较之前相比速率明显变缓。与此同时，14d 后用量越高的强度反而越低，如果假定0%掺和量的试块抗压强度为基准值，0.21 掺和量基准值为95%，0.25%掺和量基准值为92%，则0.21%掺和量14d 抗压强度为102.4%，0.25%掺和量14d 抗压强度为92.4%。

2.3.2 弹性模量检测结果

通过本次检测结果可以发现，混凝土弹性模量会随着时间延长而变大，且三种掺和量增长规律一致（如图2 所示）。图2 中曲线变化可以说明，FS102 材料掺和量增多后，弹性模量也随之增大，如果将0%掺和量作为基准值，则0.21%和0.25%掺和量混凝土试块弹性模量分别为基准值的101.4%、100.2%。

图2 不同掺和量混凝土试块弹性模量变化情况

2.3.3 抗渗性能

本次试验28d 后三组试块抗渗试验结果见表2。

表2 三种掺和量混凝土试块抗渗试验结果

综合上述结果，0.21%掺和量和0.25%掺和量抗渗试验等级均达到P12，从施工经济成本角度看，为进一步节省材料费用，选择0.21%掺和量即可满足地下工程防水施工要求，且最为经济合理。

3 FS102 材料刚性防水施工关键技术

3.1 施工准备

本项目地下工程防水施工工艺主要包括FS102 材料掺和量试验→施工准备→混合料搅拌→混合料运输→混凝土浇筑→混凝土振捣→结构养护。为保证防水性能的充分发挥，添加FS102 必须进行充分振捣，保证振捣时间合理，泛浆不起泡为最佳状态，避免出现欠捣或过捣现象。在混凝土浇筑前，要对施工缝（垂直缝和水平缝）中杂物以及表面浮浆进行彻底清理，先涂抹FS101 型防水砂浆，然后铺设FS102 防水砂浆（厚度10～30mm），然后再进行防水混凝土浇筑（按0.21%掺和量）。在此基础上，采用膨胀止水带（具备缓胀性能），保证1 周内膨胀率低于最终膨胀率的60%，然后在预留槽内安装防水密封条，保证安装到位、牢靠。为进一步提升防水效果，施工前提前安装止水钢板，安装牢固，且做好安全措施，避免脱落。

3.2 混凝土浇筑

3.2.1 基础及底板浇筑

此部分采用分层浇筑方法，逐层水平推进，注意合理控制每层浇筑厚度，本工程每层厚度低于40cm，且每层浇筑时间间隔低于上层初凝时间（60～90min）。上下层浇筑时注意观察接茬处部位情况，保证振捣到位。为强化混凝土流动性，根据需要进行二次振捣。

3.2.2 墙体浇筑

本建筑地下墙体厚度为25cm，净高5m，落差相对较大，混凝土浇筑施工具有一定难度，在浇筑前对施工缝进行检查，彻底清理，防止发生烂根现象。为降低浇筑难度，本工程在施工时在墙体底层先浇筑同等强度的水泥砂浆（添加FS102 防水材料），浇筑厚度为5cm，并且采用长条流水作业方式，实行分段浇筑方法，匀速提升，且控制每层浇筑厚度，在上层混凝土初凝前完成浇筑。在此过程中，重视洞口、预埋套管位置浇筑，保证两侧同步振捣、均匀浇筑。墙体混凝土浇筑结束后对上口位置进行仔细观察，如发现多余钢筋，则及时予以处理。结合设计标高，对墙体表面进行找平。

3.2.3 柱体浇筑

大量地下工程混凝土浇筑实践证实，柱体混凝土浇筑易产生“蜂窝”，为防止此类问题，本工程参照墙体浇筑方法，柱根底部先浇筑同等级强度防水水泥砂浆，厚度同样为5cm，然后再进行后续浇筑。为防止地下工程柱体混凝土浇筑出现混合料离析情况，严格按照施工要求控制自由倾落高度，本工程将此项指标水平控制在2m 之内。有研究认为，如果超出上述范围，则设置流槽。除此之外，在进行柱体浇筑时，本工程结合刚性防水施工规范，对结构收缩沉降情况进行分析，根据混凝土自身特性的收缩沉降作用，于初凝前对柱体上部位置开展二次振捣，从而进一步加强柱体结构的稳定性与安全性，确保柱体结构完整。

3.2.4 顶板浇筑

此处混凝土浇筑浮铺厚度应该稍微高于板厚，于振捣后对其进行抹平处理，由于顶板位置的特殊性，浇筑时禁止使用振捣棒进行摊铺。采用“赶浆法”进行梁和板的浇筑，沿着次梁方向，先浇筑梁，根据梁高进行阶梯形分层浇筑，浇筑到板底时梁和板合筑。

3.3 结构养护

通过总结本工程施工情况认为，为确保防水混合料浇筑质量，需要保证混凝土内部钢筋不与模板接触，因此要做好固定，并且在螺栓（固定模板用）上方焊接止水圈，形状最好是长方形。待模板拆除后，对密封沟槽进行检查，确保其密封性。与此同时，连续浇筑，尽量防止形成施工缝。FS102 混凝土刚性防水施工完成混凝土浇筑后，在适宜时间开展养护工作，养护时间不低于FS102 型密实防水混凝土浇筑结束并凝固后，立即进行养护，按要求养护时间超过2 周。本次地下工程混凝土养护结合不同位置情况，采用不同养护方法，其中地下框架和墙体喷洒养护液，底板位置采取浇水方法进行养护，顶板浇水后采用塑料薄膜对其进行覆盖。

4 施工效益分析

在地下工程混凝土施工中，如果采用FS102 防水密实剂作为刚性防水材料，需要重视材料的混合比，并且保证混凝土振捣质量，两者是刚性防水的关键，也是影响结构抗渗效果的主要因素。本工程采用FS102 混凝土防水材料的同时，对刚性防水施工工艺以及关键技术进行不断优化，不仅节省大量人力成本，同时在规定工期内高质量完成地下结构防水施工。经过试验证实，采用0.21%掺和量FS102 防水材料，施工环境因素对防水施工几乎不产生影响，且地下结构防水效果能够满足施工设计规范和施工要求，达到预期防水效果。从施工成本情况看，与传统防水技术相比，采用FS102 防水密实剂，不仅能够提高防水效果，同时节省接近25%的材料造价成本，受到监理单位和业主的一致认可和好评，符合施工效益、经济效益和社会效益的需要。

5 结语

综上所述，将FS102 型防水密实剂应用到建筑项目地下工程混凝土施工中，可提高混凝土结构密实性，并且提高抗渗性能，有效避免混凝土早期收缩作用，从而控制裂缝。通过对上述工程的总结认为，为确保FS102 材料掺和量科学合理，要在施工前开展抗压强度、弹性模量以及抗渗性能试验，根据试验结果确定防水材料掺和量。与此同时，结合施工要求，对刚性防水施工关键技术进行不断改进，做好施工准备，完善施工工艺，同时对混凝土浇筑进行严格控制，并做好养护工作，从而最大程度发挥FS102 混凝土防水密实剂的防水作用，为建筑地下工程混凝土结构施工质量提供更多保障。