强力交叉膜卷材贴合XC-S自防水结构在地下车库中的双重防护研究及应用

强力交叉膜卷材贴合 XC-S自防水结构在地下车库中的双重防护研究及 应用

徐策

中交隧道局华中工程有限公司 ，武汉 430013

摘要：防水工程在建设当中占据关键地位，以南部县升钟湖游客中心项目为例，在大面积地下车库的防水工程建设施工中采用强力交叉膜自粘式防水卷材与XC-S外加剂下的混凝土组成的双重防水系统。解决了单一防水模式下性能不可靠等问题，卷材的延性有效的防止结构突发开裂渗水的可能性，结构自防水也降低了卷材意外破损继发的渗漏可能。在实际应用复合防水系统过程中，防水效果较佳，可供其他工程借鉴参考。

关键词：XC-S 双重防水 强力交叉膜 地下室

1 引言

地下车库其防水面积大、等级要求高，建设中会采用双重防水设计以提高防水效能及容错率。以往研究中，徐可^[1][2]等人分析了自防水混凝土实用价值、功能，肯定了该类结构的先进性。曾新龙^[3]等人探索了自粘防水卷材的性能，阐明了其纵横拉力均匀、延伸率高及抗钉杆撕裂能力。柳颖^[4]、唐海^[5]、刘海忠^[6]等人研究了地下防水渗漏原因，引深出构造性渗漏的看法及补偿方式的思考。因此，基于既往的研究，以南部县升钟湖游客中心地下室停车场的防水工程为依托，实行KS反应型强力交叉膜防水卷材结合XC-S类结构自防水混凝土的双重防护（后文简称为KS型自粘卷材/XC-S自防水砼），并验证此类防水工程的应用价值。

2 工程概况

游客服务中心及生态停车场项目位于四川省南充市南部县的升钟湖景区，建筑总占地约1万㎡。其中地上含停车场3.78万㎡，地下室为三层，含停车场6.72万㎡。项目建筑平面图如图1：

图1 游客服务中心建筑平面图

3 工程双重防水材料简介

本地下停车场的防水工程均采用了多层防水结构^[7][8]，本文持续围绕地下室结构底板及地下室结构侧壁为分析对象，防水功能层均为XC-S自防水砼及KS型自粘卷材。

3.1 XC-S类结构自防水混凝土

基于XC-S外加剂形成的自防水结构^[9]具有体积稳定性，属膨胀纤维抗裂防水剂的分支，由超活性混合料加以研磨，融入塑性膨胀、减缩防渗组分，具有防水、抗裂的双重功效。具备干缩小、无外加剂排他性、高密实度、抗碳化等优点，常规技术指标见表1。

表1 XC-S砼结构自防水材料（外加剂）技术指标

3.2 KS反应型强力交叉膜防水卷材

KS型自粘卷材由HDPE强力薄膜与高聚物自粘橡胶沥青复合而成。属一种高性能、冷施工优势的新型自粘复合膜防水卷材^[10]。具有高延展性、抗穿刺性、可湿铺性等优点。常规技术指标见表2。

表2 强力交叉膜防水卷材技术指标

4 本工程双重防水应用

4.1 结构设计

本防水工程底板采用5层设计（含垫层），从下至上依次为垫层、找平层、KS型自粘卷材、保护层、结构板。侧壁防水采用了4层设计（含垫层），从外至内依次为砖护墙，保护层、KS型自粘卷材、结构墙。其设计图见图2。

图2 防水结构设计图

4.2 作用机理

本防水工程的设计中，以卷材为主，自防水砼为辅，其它层为保护。本质上为防水卷材的疏水性与掺有XC-S外加剂的混凝土结构的抗渗性的性能在垫层、找平层、保护层“外衣”包裹下使之充分发挥的一种结合。

疏水性在本工程上为KS反应型材料（疏水物）与水互相排斥的性质。由于材料与水均要保持自然界低能状态，可由极性物质形成氢键以降低化学能，KS反应型材料缺乏极性，氢键更有助于水分子的自我汇集，最终形成憎水角度，并作为宏观辨别依据。

抗渗性在本工程上为掺有XC-S膨胀纤维抗裂防水剂的混凝土在压力作用下抵抗渗透的性质。由于材料含有膨胀熟料及超活性矿物组分，通过微观化学反应形成微膨胀晶粒，填充混凝土空隙，实现微膨胀抵抗混凝土的收缩徐变的性质，降低混凝土材料孔隙率。控制混凝土龄期内的形态改变，无微观裂隙形成的渗水通路 。

4.3 基于实际操作的施工过程

以底板施工为例，在完成垫层及找平层施工后，对拟实施的防水工程基面进行详细的清理，该项施工操作有助于强力交叉膜防水卷材与找平层充分的结合，且有助于防止卷材下部金属、废细小材料等对卷材产生的穿刺。随后对面层进行浸润，保证找平层能够与刷涂的水泥浆体充分结合。整齐的进行卷材的铺贴，再对卷材进行辊压、排气，除此外，其重点操作在于搭接边的精心处理，达到精准有效的搭接宽度，最后将卷材进行收头密封，经检验合格后达到相应防水效果方能进行覆盖保护层工作。保护层施工结束后，依次进行XC-S混凝土浇筑及养护工作。

4.4 基于试验数据的防水效果

（1）砼抗渗

根据设计图纸进行相应的施工后，经过试验测定的数据为基础，随机抽取240个XC-S混凝土采集抗渗数据见表3

表3 基本抗渗试验数据

据表3，其174份样品验证抗渗大于0.9Mpa，40份趋近0.9Mpa，19份满足0.8Mpa，仅7份的测试结果为0.7Mpa。根据数据进行回归分析，得出抗渗等级—频数拟合曲线方程：

y = 15667x³ - 36650x² + 28518x - 7361 (1)

回归分析能普遍预测出抗渗等级低于0.65Mpa的频率几乎为0（见图3）

图3 抗渗等级-频数曲线

则试块基于本数据的抗渗概率P满足：

(2)

根据(1)式求得x₀=0.659为上述拟合曲线在区间(0.65,0.7)的唯一解。结合(2)式经分析计算该类型砼满足P8抗渗等级的平均概率高达P=98.425%

（2）防水卷材

在强力交叉膜质量保证率的数据采集上，分别对Ⅰ-Ⅸ区工作面在督导检查时出现的大面积铺贴部位破孔现象进行及搭接部位牢固性进行回顾分析。

①铺贴部位的破孔数据的选取：通过过往观察数据，在正进行的10000㎡的建筑面积中，发现穿刺破孔划伤不足40处，包含穿刺6处，破孔3处，划伤31处，示意图如下：

图4 图5 图6

其中穿刺表现为平均直径为4mm左右的钉刺圆孔（图4），破孔表现为底边约1cm，高约1cm的三角形破孔（图5），划伤表现为存在不同长度的划破现象（图6）。

对于卷材划伤的31处中，划伤宽度约4mm~8mm不等，划伤纵长约6cm占10处，约4cm占12处，剩余均不足2cm，划伤总面积约8400mm²。

结合三种不同破孔数据，问题面积约86.25cm²，发生概率 不足0.0001‰（为分散面积总额的占比）。

②搭接部位数据选取：同一队伍在不同工作面上整改前的搭接不牢固率（搭接不牢固米数/抽选长度）见表4。

表4 搭接处不牢固率

根据表格4的数据，对各分区的不牢固率进行平方加权。搭接不牢固率如下：

(3)

(4)

(5)

(6)

基于该防水工程的结构模式、作用机理、及两组试验数据，结合(3)、(4)、(5)、(6)式了解到该XC-S防水剂在0.8MPa以上下发生渗漏概率 约为1.575%、发生在卷材正常铺贴面的穿刺破孔划伤概率 约为0.0001‰、发生在搭接面的不牢固概率 约为3.46%。当卷材与结构的防水均失效时则判定该点为不合格概率点。

对此发生在搭接面区域内的防水功能的总疵点率 为0.545‰；发生在正常铺贴区域内的总疵点率 为1.575^-6 ‰；

可见 << << < 。

因此，在本防水工程中，该种复合防水的方式较单一的试验测定中，发生防水疵点的概率要低得多。

5 结论

（1）KS反应型强力交叉膜防水卷材与XC-S混凝土结构均具有优良的防水功能，在本工程应用中也体现了两种材料的单一防水高性能。

（2）在应用了两种较为新型的防水方案进行复合后的防水功能，向更高的防水效能发生质的提升。结合基础概率理论的综合性分析，总防水功能应用失效率已降低至万分之一层级上，甚至更高。

（3）在当今大面积的防水施工中，因施工方法不一，施工工艺不同，作业技术成熟度不一，导致效果不同。为了提高其防水功能的施工保证率，本文中采取施工的两种材料均值得提倡，复合使用则更具有弥补施工技术不成熟等重要意义。值得推广提倡及共同分析研究。现象更加显著。

参考文献

[1]徐可,刘拼,闵强,杨静.地下工程混凝土结构自防水系统及其工程应用[J].中国建筑防水,2020(11):37-41.

[2]纪宪坤,徐可.防水混凝土、结构自防水、刚性防水及工程应用[J].中国建筑防水,2020(10):49-57.

[3]曾新龙,马志远.强力交叉膜改性沥青自粘防水卷材性能研究[J].中国建筑防水,2012(01):14-16+32.

[4]柳颖.建筑防水工程渗漏质量通病与防治[D].湖北工业大学,2017.

[5]唐海.探究高层建筑地下室防水工程施工质量控制[J].建材与装饰,2020(18):36+38.

[6]刘海忠.基于TQC理论的建筑物渗漏原因分析与防治[D].大连理工大学,2014.

[7]刘胜光,徐江涛,黎鹏.补偿收缩混凝土和强力交叉膜双重防水的运用[J].河南建材,2016(02):20-21+23.

[8]张皎.刚性与柔性相结合的地下车库防水技术应用[J].施工技术,2017,46(S1):1172-1175.

[9]张高强,周建萌,尚武周,杨矛.地下室结构自防水关键施工技术研究[J].陕西建筑,2019(11):25-27.

[10]沈春林,褚建军.预铺式高分子自粘胶膜防水卷材及其应用[J].新型建筑材料,2017,44(01):131-133.

作者简介：徐策 1997年10月，助理工程师，本科学历，主要从事市政、建筑施工技术工作，E-mail：1344426765@qq.com;