在土木建筑工程中，防水設(shè)計(jì)與施工占有重要位置，盡管防水費(fèi)用占建筑總投資不多，但它涉及建設(shè)單位和住宅居民的切身利益。
我們?cè)趶氖驴沽逊罎B新型無(wú)機(jī)材料和應(yīng)用技術(shù)科研開(kāi)發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題:防水材料的選擇與設(shè)計(jì)由建筑師負(fù)責(zé)，承建單位按設(shè)計(jì)圖紙施工，澆筑混凝土?xí)r，只重視是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，忽視結(jié)構(gòu)自防水，而防水質(zhì)量多寄托于結(jié)構(gòu)外表那層防水“外衣”，當(dāng)驗(yàn)收合格，保修期滿(mǎn)就完事大吉。至于防水耐久性問(wèn)題，就留給建設(shè)方自行解決。
由于建筑師不大懂結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計(jì)，很少考慮結(jié)構(gòu)防水問(wèn)題;而結(jié)構(gòu)工程師只考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使考慮了結(jié)構(gòu)自防水，又怕施工質(zhì)量不能滿(mǎn)足要求，認(rèn)為搞外防水保險(xiǎn)，造成建筑防水與結(jié)構(gòu)防水的矛盾現(xiàn)象。事實(shí)上許多建筑即使搞了外防水卷材或涂料，但短則1-2年，長(zhǎng)則3-6年，往往出現(xiàn)不同程度的滲漏。原因主要是專(zhuān)業(yè)防水施工隊(duì)伍素質(zhì)差，缺乏技術(shù)培訓(xùn)，責(zé)任心不強(qiáng)，防水施工多以不懂防水技術(shù)的非專(zhuān)業(yè)工種或農(nóng)民工承擔(dān)，這是人為與技術(shù)因素；另一方面，即使我國(guó)有機(jī)防水材料有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是這種材料存在老化失效問(wèn)題，這就涉及防水耐久性的根本問(wèn)題。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，我們提出了以結(jié)構(gòu)防水為主，建筑防水為輔的設(shè)計(jì)新思想。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)既能承重又能防水，稱(chēng)結(jié)構(gòu)自防水。我國(guó)先后開(kāi)發(fā)了級(jí)配集料防水混凝土，富砂漿普通防水混凝土和外加劑防水混凝土，試圖通過(guò)增加混凝土的密實(shí)性來(lái)解決自防水問(wèn)題。但由于普通混凝土存在收縮開(kāi)裂的致命弱點(diǎn)，往往達(dá)不到整體防水的效果，因而對(duì)它失去信心。
許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為結(jié)構(gòu)防水技術(shù)關(guān)系到混凝土的抗?jié)B性能。研究表明，一般防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)可達(dá)S6-S12，加入防水劑后，其抗?jié)B標(biāo)號(hào)會(huì)更高。我們認(rèn)為達(dá)不到整體防水效果，癥結(jié)不在于混凝土本身的抗?jié)B等級(jí)，而在于能否抗裂，混凝土不裂或把裂縫控制在無(wú)害程度(寬度小于0.lmm)范圍內(nèi)，整體防水才能得到保證。結(jié)構(gòu)裂縫的原因是多方面的，據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)，荷載裂縫占20%，而脹縮、徐變和不均勻沉降等變形裂縫占60%。施工問(wèn)題占20%荷載和不均勻沉降引起的裂縫應(yīng)由設(shè)計(jì)者解決，施工不周出現(xiàn)的裂縫應(yīng)由施工管理人員解決，余下是材料問(wèn)題。眾所周知，普通混凝土和摻入各種防水劑的混凝土，只能解決抗?jié)B問(wèn)題。由于水泥混凝土硬化后的干縮和水泥水化熱引起的溫差收縮，是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開(kāi)裂的主要原因。為解決水泥收縮開(kāi)裂的難題，我國(guó)研制成功了補(bǔ)償混凝土收縮的一系列膨脹水泥和膨脹劑。以U型膨脹劑(UEA)為例，在水泥中內(nèi)摻(等量取代水泥)10%-12%UEA，可拌制成補(bǔ)償收縮混凝土，在鋼筋和鄰位約束下，可在結(jié)構(gòu)中建立0. 2-0. 7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，從而抵消混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生收縮裂縫。無(wú)裂縫就不滲漏，補(bǔ)償收縮混凝土的抗?jié)B等級(jí)大于S20，比普通防水混凝土高1~2級(jí)。其他物理力學(xué)性能與普通混凝土基本相同，施工無(wú)特殊要求。這種把抗裂與防滲功能結(jié)合起來(lái)的新材料，是我國(guó)結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的重大突破。
1992年建設(shè)部把《UEA補(bǔ)償收縮混凝土防水工法》批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)工法(編號(hào)YJGF22-92)，這是我國(guó)結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的重大發(fā)展。
大多設(shè)計(jì)者已認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)自防水的重要性，愿意在防水設(shè)計(jì)上采用，但少數(shù)設(shè)計(jì)者擔(dān)心施工質(zhì)量難以保證，然而搞外防水施工也存在這一問(wèn)題，而且隱蔽性很大。結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量主要決定于原材料的選擇和混凝土的澆筑質(zhì)量，從外觀檢查是否有蜂窩孔洞或裂縫，可立即修補(bǔ)完好。一般施工后一年不滲漏即可認(rèn)為不滲水，耐久性在百年以上。
我們提出以下防水技術(shù)新概念:以結(jié)構(gòu)防水為主，補(bǔ)償混凝土收縮，抗裂比抗?jié)B更重要，這是治本的防水技術(shù)路線。以建筑防水為輔，即按我國(guó)防水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于特別重要或特殊建筑物的防水工程，則采取二道或三道防水設(shè)計(jì)。但建筑防水不能代替結(jié)構(gòu)防水，而結(jié)構(gòu)防水以補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料，配以精密的設(shè)計(jì)和認(rèn)真的施工。結(jié)構(gòu)防水與建筑防水并用，互為補(bǔ)充，根據(jù)不同防水等級(jí)和建筑物的不同部位，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。例如地下室、浴廁所、隧道和水工結(jié)構(gòu)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)自防水為主，建筑防水為輔;對(duì)于溫差影響較大的屋面，以建筑防水為主，結(jié)構(gòu)防水為輔，或二者相結(jié)合。
我們?cè)趶氖驴沽逊罎B新型無(wú)機(jī)材料和應(yīng)用技術(shù)科研開(kāi)發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題:防水材料的選擇與設(shè)計(jì)由建筑師負(fù)責(zé)，承建單位按設(shè)計(jì)圖紙施工，澆筑混凝土?xí)r，只重視是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，忽視結(jié)構(gòu)自防水，而防水質(zhì)量多寄托于結(jié)構(gòu)外表那層防水“外衣”，當(dāng)驗(yàn)收合格，保修期滿(mǎn)就完事大吉。至于防水耐久性問(wèn)題，就留給建設(shè)方自行解決。
由于建筑師不大懂結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計(jì)，很少考慮結(jié)構(gòu)防水問(wèn)題;而結(jié)構(gòu)工程師只考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使考慮了結(jié)構(gòu)自防水，又怕施工質(zhì)量不能滿(mǎn)足要求，認(rèn)為搞外防水保險(xiǎn)，造成建筑防水與結(jié)構(gòu)防水的矛盾現(xiàn)象。事實(shí)上許多建筑即使搞了外防水卷材或涂料，但短則1-2年，長(zhǎng)則3-6年，往往出現(xiàn)不同程度的滲漏。原因主要是專(zhuān)業(yè)防水施工隊(duì)伍素質(zhì)差，缺乏技術(shù)培訓(xùn)，責(zé)任心不強(qiáng)，防水施工多以不懂防水技術(shù)的非專(zhuān)業(yè)工種或農(nóng)民工承擔(dān)，這是人為與技術(shù)因素；另一方面，即使我國(guó)有機(jī)防水材料有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是這種材料存在老化失效問(wèn)題，這就涉及防水耐久性的根本問(wèn)題。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，我們提出了以結(jié)構(gòu)防水為主，建筑防水為輔的設(shè)計(jì)新思想。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)既能承重又能防水，稱(chēng)結(jié)構(gòu)自防水。我國(guó)先后開(kāi)發(fā)了級(jí)配集料防水混凝土，富砂漿普通防水混凝土和外加劑防水混凝土，試圖通過(guò)增加混凝土的密實(shí)性來(lái)解決自防水問(wèn)題。但由于普通混凝土存在收縮開(kāi)裂的致命弱點(diǎn)，往往達(dá)不到整體防水的效果，因而對(duì)它失去信心。
許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為結(jié)構(gòu)防水技術(shù)關(guān)系到混凝土的抗?jié)B性能。研究表明，一般防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)可達(dá)S6-S12，加入防水劑后，其抗?jié)B標(biāo)號(hào)會(huì)更高。我們認(rèn)為達(dá)不到整體防水效果，癥結(jié)不在于混凝土本身的抗?jié)B等級(jí)，而在于能否抗裂，混凝土不裂或把裂縫控制在無(wú)害程度(寬度小于0.lmm)范圍內(nèi)，整體防水才能得到保證。結(jié)構(gòu)裂縫的原因是多方面的，據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)，荷載裂縫占20%，而脹縮、徐變和不均勻沉降等變形裂縫占60%。施工問(wèn)題占20%荷載和不均勻沉降引起的裂縫應(yīng)由設(shè)計(jì)者解決，施工不周出現(xiàn)的裂縫應(yīng)由施工管理人員解決，余下是材料問(wèn)題。眾所周知，普通混凝土和摻入各種防水劑的混凝土，只能解決抗?jié)B問(wèn)題。由于水泥混凝土硬化后的干縮和水泥水化熱引起的溫差收縮，是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開(kāi)裂的主要原因。為解決水泥收縮開(kāi)裂的難題，我國(guó)研制成功了補(bǔ)償混凝土收縮的一系列膨脹水泥和膨脹劑。以U型膨脹劑(UEA)為例，在水泥中內(nèi)摻(等量取代水泥)10%-12%UEA，可拌制成補(bǔ)償收縮混凝土，在鋼筋和鄰位約束下，可在結(jié)構(gòu)中建立0. 2-0. 7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，從而抵消混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生收縮裂縫。無(wú)裂縫就不滲漏，補(bǔ)償收縮混凝土的抗?jié)B等級(jí)大于S20，比普通防水混凝土高1~2級(jí)。其他物理力學(xué)性能與普通混凝土基本相同，施工無(wú)特殊要求。這種把抗裂與防滲功能結(jié)合起來(lái)的新材料，是我國(guó)結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的重大突破。
1992年建設(shè)部把《UEA補(bǔ)償收縮混凝土防水工法》批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)工法(編號(hào)YJGF22-92)，這是我國(guó)結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的重大發(fā)展。
大多設(shè)計(jì)者已認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)自防水的重要性，愿意在防水設(shè)計(jì)上采用，但少數(shù)設(shè)計(jì)者擔(dān)心施工質(zhì)量難以保證，然而搞外防水施工也存在這一問(wèn)題，而且隱蔽性很大。結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量主要決定于原材料的選擇和混凝土的澆筑質(zhì)量，從外觀檢查是否有蜂窩孔洞或裂縫，可立即修補(bǔ)完好。一般施工后一年不滲漏即可認(rèn)為不滲水，耐久性在百年以上。
我們提出以下防水技術(shù)新概念:以結(jié)構(gòu)防水為主，補(bǔ)償混凝土收縮，抗裂比抗?jié)B更重要，這是治本的防水技術(shù)路線。以建筑防水為輔，即按我國(guó)防水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于特別重要或特殊建筑物的防水工程，則采取二道或三道防水設(shè)計(jì)。但建筑防水不能代替結(jié)構(gòu)防水，而結(jié)構(gòu)防水以補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料，配以精密的設(shè)計(jì)和認(rèn)真的施工。結(jié)構(gòu)防水與建筑防水并用，互為補(bǔ)充，根據(jù)不同防水等級(jí)和建筑物的不同部位，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。例如地下室、浴廁所、隧道和水工結(jié)構(gòu)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)自防水為主，建筑防水為輔;對(duì)于溫差影響較大的屋面，以建筑防水為主，結(jié)構(gòu)防水為輔，或二者相結(jié)合。
