遇水膨胀止水胶在房屋建筑工程中的应用分析_孙凯.pdf

20231Building Construction144遇水膨胀止水胶在房屋建筑工程中的应用分析孙 凯苏州二建建筑集团有限公司 江苏 苏州 215122摘要：在目前的房屋建筑工程施工中，施工缝部位大多采用传统止水钢板的工艺进行止水，但从实践效果来看，仍存在施工难度大、工效低、工作量大以及止水效果不稳定等弊端。基于此，将地铁与隧道中常用的止水胶技术针对性地应用于房屋建筑项目，并在阐述其基本性能与工艺原理的基础上，结合苏州市某高中学校项目实施案例，通过在实践中改进优化工艺，从而有效保证了最终的止水效果，且具有施工便捷、效率高等特点，社会与经济效益显著，为类似房建项目的止水工艺提供了有效的成功经验与借鉴价值。关键词：P201止水胶；房屋建筑工程；施工缝；止水工艺中图分类号：TU755 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0144-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.037Analysis on the Application of Water Swelling Sealant in Building ConstructionSUN KaiSuzhou Erjian Construction Group Co.,Ltd.,Suzhou 215122,Jiangsu,ChinaAbstract:In the current construction of housing construction projects,the construction joints are mostly sealed with the traditional process of waterproof steel plate,but from the practical effect,there are still some drawbacks such as great construction difficulty,low work efficiency,large workload and unstable waterproof effect.Based on this,the waterproof sealant technology commonly used in subways and tunnels is applied to housing construction projects.On the basis of describing its basic performance and process principle,combined with the implementation case of a high school project in Suzhou,through improving and optimizing the process in practice,the final waterproof effect is effectively guaranteed,and it has the characteristics of convenient construction,high efficiency,and significant social and economic benefits.It provides effective successful experience and reference value for waterproof process of similar housing construction projects.Keywords:P201 waterproof sealant;housing construction works;construction joint;waterproof process案例则较少报道7-8。基于此，本文就P201止水胶在房屋建筑工程中的具体应用开展分析，为拓宽止水胶的应用领域提供了实践案例与指导。1 遇水膨胀止水胶特性与工艺原理1.1 基本性能1）P201止水胶材料的性能参数具体如下：固含量85%，下垂度2 mm，表干时间24 h，7 d拉伸黏结强度0.4 MPa，低温柔性，拉伸强度0.5 MPa，断裂伸长率400%，体积膨胀倍率220%，长期浸水体积膨胀保持率90%，能抵抗1.5 MPa水压不渗水，实干厚度2 mm，浸泡介质后体积膨胀保持率（饱和氢氧化钙、氯化钠溶液）90%，7 d净膨胀率60%。2）P201止水胶与各种基材黏结力如下：混凝土、砂浆1.55 N/mm2，铝材、钢材1.46 N/mm2，玻璃1.44 N/mm2。3）P201止水胶具有很强的环境适应能力，具体如下：在基材潮湿环境下具备缓膨胀特性，不影响施工；能适应各种表面不平整或不规则的基材，包括混凝土、橡胶或钢材等，在水平面或垂直面条件下均能施工；耐高温和传统地下室后浇带两侧采用止水钢板，止水钢板上下侧采用钢丝网进行拦截底板混凝土，其机理在于延长渗水路径，但经常存在施工困难的问题，且质量控制难度较大，尤其是节点部位极易发生质量问题1-3。实际经验表明，采取此法时地下水容易通过钢丝网渗透至地下室底板顶面，存在漏水隐患。为解决施工中产生的问题和不足，提高经济性，降低成本，根据以往地下室外墙、后浇带混凝土施工缝的施工难题现状，通过方案比选与渗透阻计算，确定了P201-遇水膨胀止水胶（简称P201止水胶）替代止水钢板的方案。我国于1997年引进遇水膨胀止水胶，随着建筑业的发展及科技水平的提高，遇水膨胀止水胶性能逐渐提高，并于2010年列入建筑业10项新技术。但以往的遇水膨胀止水胶大多在地铁与隧道工程中使用4-6，在房屋建筑项目的应用作者简介：孙 凯（1985），男，本科，工程师。通信地址：江苏省苏州市工业园区唐庄路300号（215122）。电子邮箱：收稿日期：2022-08-01绿色施工GREEN CONSTRUCTION建筑施工第45卷第1期145低温，施工不受温度条件影响；黏结能力强，具备抗冲击剥离特性；环保无毒，适用于饮用水项目；抗酸碱腐蚀，不受各种环境下水质的影响，如海水、污水、地下水等。1.2 工艺原理P201止水胶具有双重密封止水功效，即橡胶的弹性止水与自身体积膨胀止水。凭借胶体与基层间优良的黏结力，P201止水胶能够避免水流通过胶体和基材之间的孔隙，且7 d的净膨胀率约只有最终膨胀率的2/5，即具有缓膨胀特点。综上所述，当水进入地下室外墙、机电套管外侧等施工缝时，止水胶利用橡胶的弹性、膨胀性填塞缝隙，起到止水作用。2 工法特点采用P201止水胶代替止水钢板、外墙机电套管止水钢板，具有以下突出特点：1）应用效果好，耐久性佳。P201止水胶是以聚氨酯的预聚体为基础，属于长分子尿烷联结链，耐久性较长，寿命超过100年。2）克服了传统止水钢板接板、转角、丁字形等焊接部位施工焊接难度大、容易后期造成漏水等弊端。P201止水胶工艺简单、施工方便、质量易保证、施工效率高。3）对使用环境或条件要求不高，应用部位广泛，环保性好，安全有保证。4）本施工工法适用于各类建筑物、构筑物的下列部位：地下室外墙、水池施工缝、地下室后浇带、有止水要求的穿墙套管、塔吊基础与底板连接施工缝、桩头、降水井封井、卫生间止水圈、女儿墙施工缝、穿越楼板的管线防水封堵、深基坑支撑体系格构柱与底板连接施工缝。3 止水胶施工工艺要点3.1 基层清理1）P201止水胶施工前须用钢丝刷、钢凿等工具除去混凝土表面浮渣，但不需刻意凿毛磨平混凝土表面。2）施工前采用墨斗弹线定位，保证与混凝土外表面有至少10 cm的距离（若P201止水胶混凝土保护层小于100 mm，则在产生膨胀作用时存在开裂隐患）。3.2 敷设止水胶1）按要求截面尺寸切开管嘴，根据不同的切开刻度，对应不同的挤出断面尺寸。2）切开管嘴后，将内部断开处的密封膜捅破。3）拧紧管嘴，把P201止水胶安装到胶枪中。4）扣动扳机挤出P201止水胶施工。挤出的P201止水胶应保持连续、匀称、饱满，不得有气泡或孔洞。5）可用刮刀进行抹平，以使施工部位的止水胶顺直。3.3 养护固化1）为充分发挥P201止水胶性能，宜在温度540 的环境中进行施工。2）当止水胶自然硬化并且能达到“指触干燥”的程度后（温度为20 时，固化时间为68 h），方可进行下一道工序混凝土浇筑。3.4 成品保护1）施工期间P201止水胶未完全硬化前，应避免物体掉落或踩踏表面使P201止水胶截断、变形。2）硬化后的P201止水胶在长期遇水条件下会有体积膨胀现象，并从基层脱落，故须合理安排工序，充分考虑止水胶的暴露期，如在浇筑基层混凝土时，对应止水胶位置应采取覆盖措施，避免混凝土起砂。3.5 检查验收在开展下一道模板安装工序之前，应对止水胶施工质量进行查验，尤其是完整性。4 止水胶在建筑工程中的主要应用4.1 地下室外墙、水池施工缝地下室外墙、水池施工缝在敷设P201止水胶的施工过程中，通过对比可知，部分位置的基层存在处理量大的问题。因此，经综合分析，创新提出一种找坡后以圆钢抽弧的处理技术，先对混凝土开展1%找坡，再利用6 mm圆钢抽弧，可有效降低基层工作面处理量，如图1所示。迎水面1%坡度300迎水面圆钢抽弧300地下室施工缝采用P201止水胶施工节点迎水面300敷设P201止水胶图1 地下室施工缝圆钢抽弧示意4.2 塔吊基础与底板连接施工缝随着经济的发展，地下室在建筑物中的比重越来越大，现场施工场地相对日趋狭窄，因此，将塔吊基础布置于地下室底板内是有效的解决措施。塔吊基础与地下室底板相接部位以往大多采用止水钢孙凯:遇水膨胀止水胶在房屋建筑工程中的应用分析20231Building Construction146板，但在实践中塔吊基础厚度常常大于地下室筏板，当筏板施工至塔吊基础周边进行土方回填时，止水钢板常常被破坏甚至变形，影响止水效果。若采用P201止水胶进行该部位的止水，则能避免后期人工或机械造成的破坏问题，实施时只需于塔吊基础位置预留凹槽，并在完成钢筋绑扎后铺填止水胶即可，如图2所示。地下室底板顶地下室底板底地下室底板顶地下室底板底地下室底板顶地下室底板底地下室底板顶地下室底板底塔吊基础顶塔吊基础底止水钢板地下室底板钢筋P201止水胶（a）塔吊基础与底板连接止水详图（止水钢板）（b）塔吊基础与底板连接 止水详图（P201止水胶）塔吊基础顶地下室底板钢筋塔吊基础底图2 塔吊基础与底板连接处止水节点对比示意4.3 降水井封井降水井封井时，根据地下室水位一般在套管上焊接2道环形止水钢板，安装时比较烦琐，而采用P201止水胶进行止水，则施工比较便捷，具体对比如图3所示。二次混凝土浇筑分界面速凝混凝土水泥井管（a）降水井封井详图（止水钢板）（b）降水井封井详图（P201止水胶）地下室底板厚10止水钢板与钢管满焊厚10止水钢板与钢管满焊环形止水钢板，=6501502 0003 0005050150300360150板顶板底混凝土，强度同底板止水材料或速凝混凝土280钢管，=6板顶板底5050501502 0003 000300360速凝混凝土水泥井管止水材料或速凝混凝土二次混凝土浇筑分界面地下室底板280钢管，=6混凝土，强度同底板P201止水胶图3 降水井封井止水对比示意4.4 卫生间止水圈对于卫生间或淋浴间等用水房间，防水是实现使用功能的关键，设计会要求在卫生间、淋浴间等用水房间周边做200 mm高混凝土反坎，同主体同时施工。因混凝土反坎同主体施工，一方面增加了施工难度，另一方面楼面放线、水平运输等工效大打折扣。为此，可进行工艺优化，将混凝土反坎进行二次施工，结合止水胶的应用，能有效保证接缝处的防水效果，确保用水房间的使用品质，还可提升工效，如图4所示。4.5 穿越楼板的管线防水封堵当管线穿越厨、卫间等有防水要求的楼地面时，对P201止水胶墙厚t墙厚t（a）用水房间周边吊模（同主体同时施工）（b）用水房间周边翻边（二次施工）200200混凝土楼板混凝土楼板62006200图4 用水房间施工工艺优化于预留洞口封堵作为质量通病重点部位，需要二次浇筑封堵，但厨、卫间等有防水要求的楼地面漏水现象层出不穷，若在第1次浇筑混凝土部分敷设P201止水胶，则可以有效解决后期渗漏隐患。4.6 深基坑支撑体系格构柱与底板连接施工缝在房建工程的深基坑支撑体系中，格构柱与地下室底板相接处大多通过在格构柱上焊接止水钢板进行止水，止水效果取决于焊工焊接水平，存在较大的不确定性，无法保证止水效果的可靠性。而采用P201止水胶工艺替代止水钢板，则能充分发挥止水胶与钢材结合力强以及自身防水性优异的特点，有效保证格构柱与底板之间的止水效果，避免了采用止水钢板因人为因素带来的渗水隐患，如图5所示。筏板顶筏板厚度格构柱止水钢板开挖后焊接上筏板底垫层底桩基础（a）格构柱与底板连接处止水详图（止水钢板）（b）格构柱与底板连接处止水详图（P201止水胶）筏板厚度筏板顶筏板底垫层底P201止水胶格构柱桩基础图5 格构柱与底板连接处止水节点对比示意5 质量控制分析5.1 施工管理选用具有较强责任心的操作人员进行施工，交底应细致并组织操作质量评估，样板先行，操作人员应固定。5.2 保护层措施在止水胶铺设前需要准确定位，保证与混凝土外表面有至少10 cm的距离，避免产生膨胀作用时引起混凝土结构开裂。5.3 施工温度控制1）P201止水胶与空气中的水分（湿气）发生反应硬化。在540 温度区间铺设时，不同的温湿度条件对应于不同的固化时间，如取20，则施工后的P201止水胶到表面硬化为止需68 h。孙凯:遇水膨胀止水胶在房屋建筑工程中的应用分析建筑施工第45卷第1期1472）温度低于5 或高于40 时，将不利于止水胶的应用效果。温度过低时，胶体固化缓慢；而温度过高时，会导致胶体下垂度增大的问题，因此施工时应控制好合适的温度。5.4 后续混凝土浇筑要点1）在进行止水胶与后道混凝土浇筑施工前，应考虑止水胶的固化时间，做好2道工序之间的统筹安排工作。2）在开展混凝土二次振捣期间，需要充分对作业人员进行交底，避免触碰止水胶铺设部位，使后续止水效果受影响。5.5 材料储存管理1）止水胶的合适储存环境为535、凉爽干燥的阴凉处，且远离高温、火星和明火。2）开封后，P201止水胶应一次全部用完。否则应当套好胶嘴并采取包裹密封处理，再次使用前须剔除已固化部分。6 应用工程案例与实施效益6.1 应用实例某高中学校项目位于苏州市工业园区，工程总建筑面积90 384.49 m2，含教学综合楼1、教学综合楼2、艺术综合楼、宿舍1、宿舍2等单体。工程结构类型为框架结构，地基基础设计等级为乙级，基础采用桩基基础。地下室基坑采用SMW工法桩放坡喷面围护结构。结构安全等级为一级、二级（教学综合楼1、艺术综合楼）。经综合分析，该工程地下室外墙施工缝、底板后浇带、顶板后浇带、外墙机电套管、塔吊基础与底板交界处、降水井等部位均采用P201止水胶代替传统止水钢板施工工艺。实施应用后，目前工程运转一切正常。6.2 实施效益分析6.2.1 工期效益以该项目地下室外墙施工缝为例，传统止水钢板工艺占用关键线路，根据后浇带划分为4个施工段，每个施工段加工加点按1 d计算，占用关键线路天数需4 d。而创新P201止水胶工艺不占用关键线路。因此，本工程的工法施工工艺比传统工艺节约工期4 d。6.2.2 环保效益止水钢板焊接时弧光外射，对周边居住区产生光污染。采用P201止水胶可以有效规避该现象。6.2.3 社会效益该高中项目的施工缝采用P201止水胶施工工艺，施工完成以后，经使用单位实际使用证明，止水性能达到了设计使用要求，得到建设单位、监理单位的一致好评，为地下室施工缝止水技术的研究提供了借鉴。6.2.4 经济效益以该项目地下室外墙施工缝为例，分析如下：1）传统止水钢板工艺：2 700 m地下室外墙需要3 m长止水钢板906块，300 mm3 mm止水钢板价格为32元/m，损耗为每块止水钢板搭接20 mm，经计算，止水钢板安装费用为8.7万元，加上人工安装费用4.05万元，共计12.75万元。2）创新P201止水胶工艺：P201止水胶为75元/支，每支可以敷设2.5 m，则本工程地下室止水胶材料费为8.1万元，加上人工费1.69万元，共计9.79万元。由传统工艺与创新工艺2种方案的经济效益对比分析可知，创新方案节约2.96万元。6.2.5 工法应用效果评价1）综合上述传统与创新工艺方案优缺点的对比分析后，地下室混凝土施工缝采用P201止水胶，施工质量优良，具有安全可靠、成本较低、缩短工期的特点。2）本工法为以后地下室混凝土施工缝在类似情况下的施工提供了可靠的决策依据和技术指标，促进了传统钢筋混凝土结构常见施工缝部位防水工艺的创新与进步，具有一定的新颖性，综合效益明显。7 结语遇水膨胀止水胶有着超强的黏结力、止水性能与耐久性，可以有效地附着在塑料及钢材上，可应用在地下室外墙机电穿墙套管部位。经实施观察，地下室混凝土施工缝无一处渗水。施工过程中，缩短了关键线路工期，具有明显的经济效益，可为今后的地下室混凝土施工缝的施工提供较好的技术借鉴。1 唐汪柱.外墙止水钢板与框架柱节点加固优化方案J.建材世界,2022,43(2):152-154.2 李春林.异形结构地下室导墙钢板止水带的安装J.科学与财富,2017(32):276.3 范立雄,彭俊,胡子威,等.地下室结构后浇带止水钢板施工要点J.门窗,2020(8):46-47.4 李少博.天津地铁工程橡胶止水材料性能检测研究J.四川建材,2018,44(3):73-74.5 苏文德.P-201遇水膨胀止水胶在厦门海底隧道中的应用J.现代隧 道技术,2008,45(4):61-64.6 莫荣江.浅析P-201遇水膨胀止水胶在隧道防水中运用J.中国建设 信息,2012(13):106-107.7 黄向攀,张明敏,王海泉.探析橡胶止水带在高性能建筑中的应用 J.百科论坛电子杂志,2020(14):217.8 李师.遇水膨胀止水胶在建筑施工中的应用J.区域治理,2018(17):245-246.孙凯:遇水膨胀止水胶在房屋建筑工程中的应用分析