提高建筑物結(jié)構(gòu)混凝土抗裂和抗?jié)B性能，是根治建筑物滲漏的關(guān)鍵

　　摘  要  建筑物的滲漏是一個普遍現(xiàn)象，它直接影響到建筑物工程質(zhì)量和使用壽命。為了解決滲漏問題，建筑設(shè)計師對建筑物防水一般采用 “結(jié)構(gòu)防水”和“外防水”相結(jié)合，即“剛”、“柔”結(jié)合的防水模式。然而，“結(jié)構(gòu)防水”的三大誤區(qū)，使其起不到應(yīng)有的作用，嚴(yán)重影響工程使用壽命。武漢工程大學(xué)研制的WHDF混凝土增強(qiáng)密實(shí)(抗裂)劑，能有效改善結(jié)構(gòu)混凝土抗裂和抗?jié)B性能，從根本上解決混凝土的滲漏問題，從而提高建筑物的使用壽命。

　　關(guān)鍵詞  建筑物  滲漏  混凝土  抗裂  抗?jié)B

　　建筑物的滲漏是一個普遍現(xiàn)象，早在2005年建筑管理部門曾對商品住宅的滲漏進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計：有20%左右的樓盤新房開始滲漏，有60%左右的樓盤滲漏從3～5年開始。任何一種建筑物，不管是商品住宅，還是市政工程，不管是地上建筑，還是地下建筑，其結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂和防水直接影響到建筑物的滲漏，直至工程的使用壽命。為了解決滲漏問題，建筑設(shè)計師對建筑物防水的設(shè)計方法一般是采用結(jié)構(gòu)混凝土防水（俗稱“結(jié)構(gòu)防水”）和“外防水”相結(jié)合，即“剛”、“柔”結(jié)合的防水模式?！敖Y(jié)構(gòu)防水”就是在結(jié)構(gòu)混凝土中摻用若干抗裂和防水的外加劑，旨在提高結(jié)構(gòu)混凝土自身的抗裂性能、密實(shí)性能以及安定性能，從而阻止混凝土的腐蝕和鋼筋的銹蝕，提高其耐久性，這種通過混凝土自身的防水，也稱為剛性防水；“外防水”就是緊靠結(jié)構(gòu)混凝土層，用油氈瀝青或橡膠卷材做一防水層，以克服結(jié)構(gòu)混凝土不密實(shí)或因剛性變形產(chǎn)生裂縫時的滲漏，這種有機(jī)物防水層亦稱之為柔性防水。

　　“結(jié)構(gòu)防水”的三大誤區(qū)，使建筑物的滲漏直接影響其使用壽命

　　建設(shè)部副部長仇保興前不久透露，中國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年中國消耗全球一半的鋼鐵和水泥用于建筑業(yè)，但這些建筑物只能持續(xù)25-30年。據(jù)資料顯示，英國建筑的平均壽命達(dá)到132年，美國的建筑平均壽命達(dá)74年。

　　影響建筑物使用壽命的因素諸多，據(jù)專家們統(tǒng)計分析，僅結(jié)構(gòu)混凝土的侵蝕一項(xiàng)破壞度達(dá)60%以上。耐久性研究專家認(rèn)為：所有環(huán)境對混凝土的侵蝕都是從混凝土產(chǎn)生裂縫或其不密實(shí)引起的。如果混凝土無裂縫，且非常密實(shí)，水、空氣（氧氣）、氯離子等不能滲入混凝土內(nèi)，鋼筋就不會發(fā)生銹蝕反應(yīng)；如果酸、堿等離子和二氧化碳不能滲入混凝土內(nèi)，混凝土中活性離子的置換反應(yīng)和碳化反應(yīng)就不會發(fā)生，混凝土的腐蝕也無從產(chǎn)生。換言之，結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生裂縫或不密實(shí)，就會出現(xiàn)液體和氣體的滲漏，引起結(jié)構(gòu)混凝土的侵蝕，從而降低建筑物的使用壽命。

　　建筑物滲漏的原因是“結(jié)構(gòu)防水”和“外防水”出現(xiàn)了問題，而問題的核心是“結(jié)構(gòu)防水”。目前，在“結(jié)構(gòu)防水”方面存在三大誤區(qū)：一是“結(jié)構(gòu)防水”技術(shù)要求的定位誤區(qū)，部分人認(rèn)為“結(jié)構(gòu)防水”主要取決于混凝土的密實(shí)性，因此，設(shè)計師在防水方面提出的技術(shù)指標(biāo)只是抗?jié)B等級，即抗?jié)B等級達(dá)到P8就行了。事實(shí)上混凝土無論怎么密實(shí)，只要產(chǎn)生了裂縫，它就無密實(shí)可言了，滲漏是必然的。因此“結(jié)構(gòu)防水”必須以抗裂為前提防止，設(shè)計師在“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)”方面應(yīng)提出相應(yīng)的抗裂技術(shù)指標(biāo)； 二是“結(jié)構(gòu)防水”的投入成本誤區(qū)，一般應(yīng)用在“結(jié)構(gòu)防水”方面的外加劑費(fèi)用，對于民建工程而言，占總工程費(fèi)用的(1～2)%，對于水工、交通及市政工程，僅占總工程費(fèi)用的1%左右，大部分工程管理者認(rèn)為采用了“結(jié)構(gòu)防水”，增大了工程成本。其實(shí)不然，工程直接成本提高了(1～2)%，可降低工程綜合成本50%左右，何樂而不為。因?yàn)樽龊昧恕敖Y(jié)構(gòu)防水”，可降低工程建筑物60%的破壞度，確保工程使用壽命達(dá)到設(shè)計要求的70年，提高工程使用壽命200%； 三是“結(jié)構(gòu)防水”應(yīng)用的防水材料誤區(qū)，傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)防水”使用的防水材料是膨脹劑?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，膨脹劑的補(bǔ)償收縮理論難以成立。科技日報2009年11月10日對膨脹劑進(jìn)行了相關(guān)報導(dǎo)：“據(jù)專家介紹，在技術(shù)方面，混凝土膨脹劑主要作用機(jī)理是通過自身體積的膨脹來補(bǔ)償混凝土的收縮，從而達(dá)到混凝土抗裂的目的。但實(shí)驗(yàn)表明，膨脹劑膨脹的時間與混凝土收縮的時間不同步，不能有效起到抗裂的作用。另一方面，部分利欲熏心的生產(chǎn)企業(yè)采用粉煤灰、礦渣粉、石灰石粉、明礬石粉等廉價材料，甚至用普通石粉冒充膨脹劑，以低于正規(guī)膨脹劑生產(chǎn)成本的價格，用不正當(dāng)競爭手段擾亂市場。因此，現(xiàn)在普遍使用的膨脹劑（假膨脹劑更是不值一提），不能真正有效解決建筑工程結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂和防水問題，還要依靠結(jié)構(gòu)混凝土的外防水（如采用的油氈瀝青、橡膠卷材）來維持。而這些材料在潮濕的環(huán)境中使用3～5年就被腐蝕而失去作用，結(jié)果使混凝土工程滲水，導(dǎo)致工程出問題，嚴(yán)重影響工程的使用壽命。”

　　正是上述“三大誤區(qū)”使60%左右的樓盤3～5年后就開始滲漏，3年以后，工程已過了保質(zhì)期，滲漏問題誰也不管，受害的是國家和廣大業(yè)主，這也是膨脹劑既無作用，又能維持到今天的原因之一。值得告誡大家的是：20%左右的新樓盤開始滲漏，它表明這些樓盤不僅“結(jié)構(gòu)防水”不起作用，就連“外防水”也根本沒起作用。

　　提高建筑物結(jié)構(gòu)混凝土抗裂和抗?jié)B性能，是根治建筑物滲漏的關(guān)鍵

　　從建筑設(shè)計師“剛?cè)帷苯Y(jié)合的防水模式的設(shè)計理念可以看出：柔性防水層是有機(jī)物，必然存在著老化問題，因此欲通過“外防水”來使建筑物達(dá)到50年以上的使用壽命是絕對不可能的。同時“外防水”的作用是克服結(jié)構(gòu)混凝土不密實(shí)或因剛性變形產(chǎn)生裂縫時的滲漏，那么，讓結(jié)構(gòu)混凝土密實(shí)且少產(chǎn)生裂縫或不產(chǎn)生裂縫，不正是減輕“外防水”壓力或去掉“外防水”層的有效途徑嗎？因此提高建筑物結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂和抗?jié)B性能，是根治建筑物滲漏的關(guān)鍵。

　　要提高結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂和抗?jié)B性能，必須協(xié)調(diào)工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)。首先工程設(shè)計單位應(yīng)對結(jié)構(gòu)混凝土規(guī)定抗裂方面的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，以杜絕不起作用的或偽劣的產(chǎn)品，濫竽充數(shù)，混入抗裂防水材料市場；工程建設(shè)單位應(yīng)對現(xiàn)有的抗裂防水材料進(jìn)行考察和篩選，將性價比符合設(shè)計要求的材料費(fèi)用進(jìn)入工程概算，確保其可實(shí)施性；工程施工單位，根據(jù)設(shè)計要求和投標(biāo)的價位采購抗裂防水材料，保質(zhì)保量地進(jìn)行施工；監(jiān)理單位及各級建管部門實(shí)施相應(yīng)的監(jiān)督功能，定期或不定期地對材料進(jìn)行抽樣檢測，確保工程質(zhì)量。

　　混凝土抗裂是一個世界級的難題?；炷廉a(chǎn)生裂縫的影響因素諸多，但其主要原因有三個：溫度變化、干縮和不均勻沉降。溫度變化和干縮將會引起混凝土的收縮，在混凝土表面引起拉應(yīng)力，而在內(nèi)部或下表面引起壓應(yīng)力，因此會引起表面裂縫。而不均勻沉降將會使混凝土全斷面受拉，從而可能引起貫穿性裂縫。無論是表面裂縫，還是貫穿性裂縫都將對混凝土工程的安全和耐久性帶來不利的影響。通常，前者稱之為非結(jié)構(gòu)性裂縫（或收縮裂縫），后者稱之為結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫的防止要通過設(shè)計和施工等環(huán)節(jié)完成。非結(jié)構(gòu)性裂縫一般在完善混凝土配合比的前提下，通過摻用抗裂材料，提高混凝土自身的抗裂性能來克服。

　　混凝土產(chǎn)生收縮性裂縫的原因很多，但最主要的原因是由于混凝土在自身和各種外界因素作用下產(chǎn)生收縮變形所致。這種收縮變形在約束的限制下，使混凝土內(nèi)產(chǎn)生與收縮方向相反的分布拉應(yīng)力，當(dāng)這種分布應(yīng)力在某個斷面積蓄到一定

　　武漢工程大學(xué)研制的WHDF混凝土增強(qiáng)密實(shí)(抗裂)劑 (簡稱WHDF)，從水泥水化研究入手，通過促進(jìn)水泥水化程度，優(yōu)化水化產(chǎn)物，協(xié)同激發(fā)活性混合材料與Ca(OH)₂進(jìn)行二次水化，使混凝土在抗壓強(qiáng)度弱有增長的前提下，抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值增長(15～20)%，彈性模量下降（5～10）%，早期水化熱明顯下降，且最大峰值后延24小時，早期干縮值下降30%以上，抗?jié)B等級≥P12，能有效提高了混凝土的抗裂和抗?jié)B性能。

　　WHDF被鑒定為國際先進(jìn)水平，先后獲省科技進(jìn)步一等獎，國家重點(diǎn)新產(chǎn)品，建設(shè)部推廣的新技術(shù)，科技部國家火炬攻關(guān)計劃等殊榮，廣泛應(yīng)用于水利、水電、鐵道、公路、市政及民建等領(lǐng)域，所用之處，均無收縮性裂縫產(chǎn)生，且抗?jié)B等級均＞P12。十余年的工程應(yīng)用證明，摻WHDF的結(jié)構(gòu)混凝土抗裂和抗?jié)B性能好，能有效改善建筑物的滲漏問題。