摆脱防水层——挪威SUPERCON项目的防水喷射混凝土研究

小编语 From the editor

小编语

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在隧道的建设过程中，在复合式衬砌内的两层衬砌中间安装PVC防水膜或喷射防水膜是一种常见而有效的防水方式。而随着材料技术的发展，一些省去中间防水层，直接利用衬砌本身防水的尝试开始逐渐出现，本期小编就带大家了解一下挪威SUPERCON项目在这一方面的尝试！

研发背景

Background

挪威的SUPERCON项目旨在开发一种具备防水能力的喷射混凝土内衬，以实现省去防水层的目标。这项材料技术上的进步将简化施工流程，并减少混凝土的总消耗量，减少开挖截面，因为隧道的衬砌将会变得更薄，一些在施工中为了避免复合式衬砌中防水层损伤的措施也可以省略。近期，挪威科学技术大学(NTNU)正在研究的一些钢钎维和聚合物材料可能可以帮助SUPERCON项目在防水喷射混凝土衬砌方面取得进展。

研究挑战

Challenge

想要让喷射混凝土具备防水能力，其中的关键在于限制裂缝。SUPERCON项目的工作人员认为为实现这一目标，需要三种材料技术的支持：

■ 可以减少混凝土收缩的粘合剂技术；

■ 可以 提高延展性和水密性的聚合物技术；

■ 具有更好地分布的钢纤维（或其他类型的增强纤维）。

目前，SUPERCON项目组在挪威科学技术大学(NTNU)帮助下，正在测试的技术包括一种来自Master Builders Solutions的水化促进剂，它通常用于混凝土和聚合物改性，以及多种不同的固化促进剂和缩松剂，试验中还尝试过将高达25%的水泥以粉煤灰和石灰石取代。

SUPERCON项目还尝试使用了一种新钢纤维，这种钢纤维非常短，同时具有很高的抗拉强度和小直径，能很好地分布到混凝土微裂缝中，目前的目标是将裂缝宽度限制在0.1-0.15mm。

SUPERCON项目已经取得了一些成功，并开始在挪威东南部的Drammen隧道项目进行一系列的实地测试。预计测试的结果会在今年9月哥本哈根世界隧道大会期间展示。

其他思路

Other idea

想让喷射混凝土直接具备防水能力的尝试并不是从SUPERCON项目才开始的，世界各地都有过不同的研究和尝试。除了SUPERCON项目组的设计外，还有一种防水喷射混凝土的设计思路是在混凝土内添加防水结晶体。

温哥华的范杜森植物园内的建筑，

由于表面防水手段都不符合业主的要求，

所以使用了结晶体防水混凝土的设计

这些被添加到混凝土中的细小晶体在无水环境中会一直处于休眠状态，当它们接触到水后，就会发生反应，混凝土内的裂缝会“自我密封”，以形成防水屏障；但是这种方式对混凝土的强度和硬化速度或多或少会有一定影响，可能未必适合地下工程的要求。