高延性混凝土填充沉降变形缝的应用研究

王博 来卫星 吴军雷

（陕西建工第十一建设集团有限公司）

0 引言

城镇化建设由迅猛发展转变为稳步前行，建筑业也从追求数量转变注重质量，与此同时，施工技术的革新也取得了质的飞跃，但仍有部分施工技术无法满足现有需求，如：建筑沉降变形缝的施工问题。以往施工技术是采用聚乙烯泡沫板加入橡胶止水带在沉降变形缝内部进行填充，并在外部开口处使用木楔加聚氨酯密封膏密封。这种施工工艺存在渗漏问题，主要表现在两方面：①外部开口的聚氨酯密封膏随着建筑的沉降变形会出现裂缝；②受温度与形变的影响，聚乙烯泡沫板会与沉降缝脱离。本研究针对上述问题，利用高延性混凝土的特性，提出了一种新的沉降变形缝施工工艺。

1 高延性混凝土研究

西安建筑科技大学邓明科教授带领其团队成功研制出具有弯曲性能的高延性混凝土，其形变能力可达普通混凝土的200 倍，也被称为“可弯曲的混凝土”[1]。高延性混凝土是一种新型结构材料，主要组成材料包含凝胶材料、外加剂和合成纤维等原材料，其作用特性也十分突出，如：韧性、抗裂性能、耐久性和阻水性等[2-4]。陕西省针对砖砌体和砌块砌体结构的加固问题出台了《高延性混凝土应用技术规程》（DBJ 61/T112-2016）[5]。安徽省针对高延性混凝土在民族特色建筑、混凝土结构安全加固问题出台了《高延性混凝土应用技术规程》[6]。经研究与实践，高延性混凝土的用途和适用领域从单一走向了多元，其用途由最初主要用于砖、砌块砌体的加固[7,8]，逐渐延伸至混凝土结构的修补[9]，其作用领域也在不断拓宽到危房改造[10]、文物保护[11]、机场跑道[12]修缮等。高延性混凝土存在着多方面的优点，如：施工简便，对原有结构影响小，提高抗震性能，延长结构寿命，节约成本，具有良好经济效益和社会效益。

2 施工工艺

本工艺是利用高延性混凝土与结构表面优良的粘结性能使高延性混凝土面层、弹性橡胶薄板和沉降变形缝成为一个整体，并利用其高韧性、高强度（抗拉）、高抗裂性能和高耐损伤能力来有效提升整体结构在沉降变形时的防水性能（图1）。在注浆前加入弹性薄板，利用其材料特性，即使建筑物出现不均匀沉降或变形错动，也能够保证弹性橡胶薄板、高延性混凝土和沉降变形缝的内墙紧密贴合从而达到防水的效果。

图1 高延性混凝土施工位置

2.1 施工准备

2.1.1 弹性薄板的制备

弹性薄板是由成型的橡胶板外涂聚合物水泥防水涂料制得，该防水涂料是一种柔性防水涂料，由合成高分子聚合物乳液（聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、丁苯橡胶乳液等）及各种添加剂优化组合而成的液料和配套的粉料（由特种水泥、石英粉及各种添加剂组成）复合而成的双组分防水涂料。

2.1.2 高延性混凝土的制备

将水泥、粉煤灰、硅灰、石英中砂、减水剂、黄原胶、分别计量；将计量后的各配料倒入搅拌机中，并且以50～70r/min 的搅拌速度，混合2min，得到建筑物料；向搅拌机中加入90%计量的水，以50～70r/min 的搅拌速度，混合2min，随后加入剩余10%计量的水，以同样的速度搅拌2～3min，得到搅拌均匀的浆体；加入计量的合成纤维，以50～70r/min 的搅拌速度，混合5～7min，至合成纤维分散均匀无结块后停止搅拌，制备完成（表1）。

表1 高延性混凝土配料

2.2 施工流程

高延性混凝土注浆施工分为三个阶段：第一阶段清理变形缝内的杂质及垃圾通过高压水枪喷射清洗的方式进行清理，为注浆做好场地准备；第二阶段在内部变形缝的两侧墙壁贴上具有弹性的薄板材料；第三阶段向薄板材料之间注入添加了速凝剂的细石高延性混凝土材料，在注浆至相应标高后形成防水反坡（图2）。

图2 高延性混凝土施工工艺流程

2.3 操作要点

2.3.1 场地平整

根据场地仪器设计摆放的位置对注浆施工范围内的地面进行场地平整、清理，对沉降变形缝进行清洗处理，确保满足注浆施工要求。

2.3.2 注浆准备

在建筑物内侧墙壁紧贴弹性薄板，弹性薄板的厚度需要符合设计要求。压力注浆时两侧薄板基于高延性混凝土挤压而发生变形，并在建筑物发生错动后，薄板因自身的材料特性回弹后仍可与高延性混凝土紧密贴合。

2.3.3 注浆

在保证专用模具气密性的同时，紧贴建筑物盖板位置，进行压力注浆，当注浆达到防水反坡的坡底标高后开始缓慢平移，保证施工面的一次成型。模具的最低处高度不应小于变形缝要求预留的高度。见图3。

图3 防水反坡注浆成型模具

2.2.4 模板验收

保证沉降变形缝注浆的模板支撑具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受新浇筑高延性混凝土的质量和侧压力。

2.3 效益分析

2.3.1 经济效益

与以往的工艺相比，本工艺的材料用量显著降低，具有较好的经济效益。传统伸缩缝砌块木楔+聚乙烯泡沫+聚氨酯密封膏每平米230.25 元，高延性混凝土+薄板每平米210.25 元，每平方节约20 元；工艺节约费用：3880m×0.1m×20 元/m2=7760 元。以往的施工工艺，在建筑物后期的使用过程中，因渗漏而导致的维修费用、人力物力的投入也是巨大的。就目前而言，高延性混凝土填充沉降变形缝的施工工艺成本较低，经济效益良好。

2.3.2 社会效益

变形缝渗漏问题是建筑行业现阶段的质量通病之一，一直困扰着建筑从业人员和业主。本研究从材料革新的角度，延长了沉降变形缝的使用周期，降低了维修频率及消耗。同时也为沉降缝施工提供了新的操作方法，该操作工艺简单实用，易操作，大大提高了施工效率，并且有效地防治了建筑沉降缝渗漏的问题，为业主营造了舒适、放心的环境。

3 结语

高延性混凝土问世时间尚短，其特性、用途及应用领域都有待拓展。本研究是将高延性混凝土材料应用于沉降变形缝施工中，并根据此材料创新出相应的施工工法。本研究根据材料特性从其应用范围方面作了一定的拓展，对今后的变形缝施工工艺具有一定指导意义，对行业同仁具有一定的启发作用。目前，研究仅作了初步探索，但对后期的应用情况及评价还未涉及，仍需跟踪进行，得出较为完善的数据后，方可对行业同仁有借鉴作用。