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【摘 要】 人类文明和科学的进步，对屋面结构防渗要求也越来越高，本文通过对UEA混凝土自防水原理、主要性能指标、掺入量及配合比的研究，介绍UEA在屋面的构造形式，并提出了施工技术要气，对完善UEA混凝土在屋面结构自防水的应用有一定的推广价值。
【关键词】 UEA混凝土;屋面结构;原理;施工
引言：
随着人类文明和科学的进步，人们对生存及工作场所的建筑基本功能也提出了越来越高的要求，其中抗渗防水功能是人们一直在努力苛求的功能之一。其中混凝土结构防水从最初的简单的结构自防水逐步过渡到以混凝土结构外防水材料设防的变化，九十年代以前的传统的混凝土结构外防水作法是以我国传统的石油沥青油毡为主的屋面防水设防，九十年代后出现高聚物改性沥青防水材料和合成高分子防水材料，近年来，人们已广泛采用APP改性沥青防水卷材，SBS改性沥青防水卷材等新材料、新工艺、新方法解决屋面渗漏问题[1-2]，但其造价和投资相对偏高。如何解决这些问题，成为房屋建设任务的管理者与工程技术人员必须认真研究解决的课题。本文通过研究UEA混凝土的原理及性能指标，从而有效增强混凝土的抗裂渗能力，达到结构自防水的目的。
1 UEA混凝土结构自防水原理
U型混凝土膨胀剂（简称UEA是硫铝酸钙熟料或硫酸铝熟料，天然明矾石和硬石膏共同磨细而成，UEA掺入后在水泥水化过程中形成膨胀源钙矾石（C3A·CaSO4·3H2O），这种膨胀结晶是稳定的化合物，填充于毛细孔缝中，使大孔变小，总孔隙率减小（同时残余硬石膏在后期继续水化成CaSO4·2H2O，体积增大1.3倍，所析出的糖粒柔性矿物充填混凝土收缩裂缝，从而增加密实性。UEA以一定量掺入水泥中制成补偿收缩混凝土，它产生的体积膨胀在钢筋约束下，可在混凝土结构中建立（0.2～0.7）MPa的预压应力，籍此抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力，以减轻、延迟或避免混凝土开裂，在潮湿环境中养护14d，其膨胀值达到最大。
UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则：
Ac×σc=As×Es×ε2（1）
设：μ=As/Ac，则σc=μ×Es×ε2……
式中σc-混凝土预压应力（Mpa）;As-钢筋截面积;μ-配筋率（%）Ac-混凝土截面积;Es-钢筋弹性模量（Mpa）;ε2-混凝土的限制膨胀率（%）。
由（1）式可见，σc与ε2成正比例关系，而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加，所以，通过调整UEA的掺量，可使混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力，根据水平法向力σx分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。
2 UEA主要性能指标
在规定的掺量下，混凝土3、7天的抗压强度比不掺UEA的空白混凝土提高10～30%，28天强度大致相同，后期强度持续增长;掺UEA的砂浆和混凝土的抗渗标号≥S20，抗冻标号≥D150，大大优于普通混凝土。掺UEA的混凝土与钢筋的粘结力比普通混凝土提高20～30%，对钢筋无锈蚀作用。其主要性能指标符合膨胀剂检验标准（JC476-2001），UEA主要性能指标有如下：细度0.08mm≤10%;含水率≤3;限制膨胀率：水中14天≥0.02%、空气中28天≤0.02%;抗压强度：7天≥30Mpa、28天≥47Mpa;抗折强度7天≥5Mpa、28天≥6.8Mpa。
3 UEA最佳掺入量及配合比
在普通混凝土中掺入适量的UEA，一般为取代水泥量的10～14%，EUA掺入量E按内掺（替换水泥率）计算。其计算公式为：掺量（%）=膨胀剂/（水泥+UEA膨胀剂）×100%=E/（C+E）×100%原则上，UEA可加入5大水泥中，但是为确保混凝土的质量，宜用52.5#普通硅酸盐水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥要经试验确定。UEA的最佳掺入量应根据工程和选用水泥的要求而定，一般，高配筋混凝土：选用25.5#水泥，UEA掺入量12～14%，选用42.5#，UEA掺入量11～13%;低配筋混凝土选用52.5#水泥，UEA掺入量12～13%，选用42.5#，UEA掺入量11～12%;填充性混凝土：选用52.5#水泥，UEA掺入量13～15%，选用42.5#，UEA掺入量12～14%;其掺UEA混凝土配合比见表1。
4 UEA在屋面构造形式
4.1细石混凝土防水屋面
细石混凝土防水屋面做在保温层及找平层之上，厚度40mm，配以φ4mm、150mm×150mm双向钢筋网片，每块面积不超过6m×6m，每块之间的分格缝嵌入防水油膏。这种屋面是以刚性为主，刚柔结合。在混凝土中掺入15%UEA，强度大于C25，抗渗标号大于S8。混凝土配合比如下：42.5#水泥323kg/m3，UEA57Kg/m3，中砂692Kg/m3，0.5～2mm细石1130kg/m3，水175kg/m3，混凝土塌落度2～4cm。混凝土屋面浇注完后，浇水养护（或喷养护剂）不少于14d。
4.2现浇钢筋混凝土
屋面厚度φ8～10cm双向钢筋，这种屋面把结构与防水合一。在混凝土中掺入（等量取代水泥率）12%UEA，强度大于C25，抗渗标号大于S10。混凝土配合比如下：42.5#水泥352kg/m3，UEA48kg/m3，中砂692kg/m3，0.5～3.3cm石子1130kg/m3，水190kg/m3，混凝土塌落度4～6cm。该混凝土屋面40m留一伸缩缝，缝中嵌入防水油膏。混凝土屋面浇注完后浇水养护（或喷养护剂）不少于14d。
4.3预制防水屋面板
在混凝土中掺入12%UEA拌制成补偿收缩混凝土预制成屋面板，可提高板的抗裂防渗性能。预制板之间嵌入防水油膏。
5 UEA混凝土施工技术要求
（1）现拌工地或搅拌站必须按确定的补偿收缩混凝土配合比投料，尤其膨胀剂不得少掺或误掺，要派技术人员加强监督。计量装置必须准确，开盘前要检验校正，使用中要进行校核。
（2）混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s，出盘混凝土温度宜低于30℃。
（3）混凝土坍落度要满足施工要求，浇注时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂;低温下施工可掺人早强减水剂或防冻剂。
（4）补偿收缩混凝土浇筑后的养护非常重要，应根据气温情况，及时浇水养护，使混凝土外露表面始终保持湿润状态，养护期不少于14d。
6 结语
随着社会的发展，人们对屋面的防渗要求也越来越高，本文通过对UEA混凝土结构自防水原理、主要性能指标、最佳掺入量的研究。并详细介绍了UEA混凝土自防水在各种屋面构造形式的应用，并提出了UEA混凝土施工的技术要求。表明UEA混凝土在屋面结构自防水中实现的技术难度不高，按技术要求把好每一个环节的技术关，只有这样，才能保证所采用的UEA混凝土防水技术目标的全面实现。
参考文献：
[1]何键安.我国房屋建筑工程渗漏现状及治理对策[J].施工技术，1992（1）：25-27.
[2]陈富银，游完坤.UEA补偿收缩混凝土刚性防水屋面[J].施工技术，1995（7）：33-34.
【关键词】 UEA混凝土;屋面结构;原理;施工
引言：
随着人类文明和科学的进步，人们对生存及工作场所的建筑基本功能也提出了越来越高的要求，其中抗渗防水功能是人们一直在努力苛求的功能之一。其中混凝土结构防水从最初的简单的结构自防水逐步过渡到以混凝土结构外防水材料设防的变化，九十年代以前的传统的混凝土结构外防水作法是以我国传统的石油沥青油毡为主的屋面防水设防，九十年代后出现高聚物改性沥青防水材料和合成高分子防水材料，近年来，人们已广泛采用APP改性沥青防水卷材，SBS改性沥青防水卷材等新材料、新工艺、新方法解决屋面渗漏问题[1-2]，但其造价和投资相对偏高。如何解决这些问题，成为房屋建设任务的管理者与工程技术人员必须认真研究解决的课题。本文通过研究UEA混凝土的原理及性能指标，从而有效增强混凝土的抗裂渗能力，达到结构自防水的目的。
1 UEA混凝土结构自防水原理
U型混凝土膨胀剂（简称UEA是硫铝酸钙熟料或硫酸铝熟料，天然明矾石和硬石膏共同磨细而成，UEA掺入后在水泥水化过程中形成膨胀源钙矾石（C3A·CaSO4·3H2O），这种膨胀结晶是稳定的化合物，填充于毛细孔缝中，使大孔变小，总孔隙率减小（同时残余硬石膏在后期继续水化成CaSO4·2H2O，体积增大1.3倍，所析出的糖粒柔性矿物充填混凝土收缩裂缝，从而增加密实性。UEA以一定量掺入水泥中制成补偿收缩混凝土，它产生的体积膨胀在钢筋约束下，可在混凝土结构中建立（0.2～0.7）MPa的预压应力，籍此抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力，以减轻、延迟或避免混凝土开裂，在潮湿环境中养护14d，其膨胀值达到最大。
UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则：
Ac×σc=As×Es×ε2（1）
设：μ=As/Ac，则σc=μ×Es×ε2……
式中σc-混凝土预压应力（Mpa）;As-钢筋截面积;μ-配筋率（%）Ac-混凝土截面积;Es-钢筋弹性模量（Mpa）;ε2-混凝土的限制膨胀率（%）。
由（1）式可见，σc与ε2成正比例关系，而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加，所以，通过调整UEA的掺量，可使混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力，根据水平法向力σx分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。
2 UEA主要性能指标
在规定的掺量下，混凝土3、7天的抗压强度比不掺UEA的空白混凝土提高10～30%，28天强度大致相同，后期强度持续增长;掺UEA的砂浆和混凝土的抗渗标号≥S20，抗冻标号≥D150，大大优于普通混凝土。掺UEA的混凝土与钢筋的粘结力比普通混凝土提高20～30%，对钢筋无锈蚀作用。其主要性能指标符合膨胀剂检验标准（JC476-2001），UEA主要性能指标有如下：细度0.08mm≤10%;含水率≤3;限制膨胀率：水中14天≥0.02%、空气中28天≤0.02%;抗压强度：7天≥30Mpa、28天≥47Mpa;抗折强度7天≥5Mpa、28天≥6.8Mpa。
3 UEA最佳掺入量及配合比
在普通混凝土中掺入适量的UEA，一般为取代水泥量的10～14%，EUA掺入量E按内掺（替换水泥率）计算。其计算公式为：掺量（%）=膨胀剂/（水泥+UEA膨胀剂）×100%=E/（C+E）×100%原则上，UEA可加入5大水泥中，但是为确保混凝土的质量，宜用52.5#普通硅酸盐水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥要经试验确定。UEA的最佳掺入量应根据工程和选用水泥的要求而定，一般，高配筋混凝土：选用25.5#水泥，UEA掺入量12～14%，选用42.5#，UEA掺入量11～13%;低配筋混凝土选用52.5#水泥，UEA掺入量12～13%，选用42.5#，UEA掺入量11～12%;填充性混凝土：选用52.5#水泥，UEA掺入量13～15%，选用42.5#，UEA掺入量12～14%;其掺UEA混凝土配合比见表1。
4 UEA在屋面构造形式
4.1细石混凝土防水屋面
细石混凝土防水屋面做在保温层及找平层之上，厚度40mm，配以φ4mm、150mm×150mm双向钢筋网片，每块面积不超过6m×6m，每块之间的分格缝嵌入防水油膏。这种屋面是以刚性为主，刚柔结合。在混凝土中掺入15%UEA，强度大于C25，抗渗标号大于S8。混凝土配合比如下：42.5#水泥323kg/m3，UEA57Kg/m3，中砂692Kg/m3，0.5～2mm细石1130kg/m3，水175kg/m3，混凝土塌落度2～4cm。混凝土屋面浇注完后，浇水养护（或喷养护剂）不少于14d。
4.2现浇钢筋混凝土
屋面厚度φ8～10cm双向钢筋，这种屋面把结构与防水合一。在混凝土中掺入（等量取代水泥率）12%UEA，强度大于C25，抗渗标号大于S10。混凝土配合比如下：42.5#水泥352kg/m3，UEA48kg/m3，中砂692kg/m3，0.5～3.3cm石子1130kg/m3，水190kg/m3，混凝土塌落度4～6cm。该混凝土屋面40m留一伸缩缝，缝中嵌入防水油膏。混凝土屋面浇注完后浇水养护（或喷养护剂）不少于14d。
4.3预制防水屋面板
在混凝土中掺入12%UEA拌制成补偿收缩混凝土预制成屋面板，可提高板的抗裂防渗性能。预制板之间嵌入防水油膏。
5 UEA混凝土施工技术要求
（1）现拌工地或搅拌站必须按确定的补偿收缩混凝土配合比投料，尤其膨胀剂不得少掺或误掺，要派技术人员加强监督。计量装置必须准确，开盘前要检验校正，使用中要进行校核。
（2）混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s，出盘混凝土温度宜低于30℃。
（3）混凝土坍落度要满足施工要求，浇注时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂;低温下施工可掺人早强减水剂或防冻剂。
（4）补偿收缩混凝土浇筑后的养护非常重要，应根据气温情况，及时浇水养护，使混凝土外露表面始终保持湿润状态，养护期不少于14d。
6 结语
随着社会的发展，人们对屋面的防渗要求也越来越高，本文通过对UEA混凝土结构自防水原理、主要性能指标、最佳掺入量的研究。并详细介绍了UEA混凝土自防水在各种屋面构造形式的应用，并提出了UEA混凝土施工的技术要求。表明UEA混凝土在屋面结构自防水中实现的技术难度不高，按技术要求把好每一个环节的技术关，只有这样，才能保证所采用的UEA混凝土防水技术目标的全面实现。
参考文献：
[1]何键安.我国房屋建筑工程渗漏现状及治理对策[J].施工技术，1992（1）：25-27.
[2]陈富银，游完坤.UEA补偿收缩混凝土刚性防水屋面[J].施工技术，1995（7）：33-34.