当混凝土结构出现渗漏时，水及溶于水的有害物质进入混凝土内部，容易锈蚀混凝土内部钢筋，从而降低混凝土结构耐久性，缩短建筑物使用寿命。《现代混凝土刚性自防水功能设计关键技术研究与应用》从混凝土低热胶凝材料、混凝土抗裂防渗性能提升技术、刚性自防水混凝土制备及混凝土施工-监控-养护措施优化等四个方面开展了系统的研究。
优选低热胶凝体系，基于胶凝材料水化热、混凝土绝热温升和抗压强度的三功能准则优化混凝土配合比，配制可满足不同结构部位要求、不同强度等级的混凝土，近三年，项目技术转化生产涵盖C30-C60强度等级的大体积混凝土，改善了混凝土抗裂性能，优化了成本与质量控制
基于不同矿物掺合料的水化差异，通过微热量定量分析、微观及热重分析，探明了胶凝体系水化放热规律和水化产物差异，建立了不同胶凝体系水化历程模型。结合不同胶凝体系的强度差异，以胶凝材料水化热和强度为综合性能目标建立低热胶凝体系评价体系，并进行混凝土不同胶凝体系绝热温升对比研究，为低热低收缩混凝土研究提供胶凝体系选择依据。
开发了水化温升抑制剂，通过梯度释放实现混凝土不同阶段水化速率的精准调控，且对混凝土后期强度无负面影响。探明了膨胀剂和养护条件对微膨胀混凝土中膨胀剂效能发挥的影响，结合纤维和水分蒸发抑制剂，形成复合型混凝土抗裂技术，通过“包裹-溶解”、“填充-细化”和“反毛细管效应”，延缓水泥水化反应，建立内部微膨胀，同时降低混凝土表面水分蒸发速率，显著提升混凝土抗裂性能，达到自防水目的。
优选低热胶凝体系，结合抗裂防渗性能综合提升技术，形成基于胶凝材料水化热、混凝土绝热温升和抗压强度三功能准则优化混凝土配合比，实现以混凝土温升和强度控制为目标的配合比优化设计，形成自防水混凝土配制关键技术。
刚性自防水混凝土配制技术路线条规定，“地下工程防水设计工作年限不应低于工程结构设计工作年限”。之所以这么规定，主要是因为地下工程外设防水层为不可更换组件，外设防水层维修极困难，成本较为高昂。这样的工程结构部位特点决定了其防水设计工作年限不应低于工程结构设计工作年限。
目前只有结构材料才能与工程结构同寿命，因此混凝土结构自防水是地下工程的终极防水措施。
《防水通规》第3.1.1条规定，“防水材料的耐久性应与工程防水设计工作年限相适应”。防水材料的耐久性是实现工程防水设计工作年限的基础，因此做好防水混凝土是实现防水与结构同寿命的基础。
防水混凝土除了应具有良好的抗渗性能外，还应具有良好的抗裂性能。《防水通规》第3.2.2条规定，“防水混凝土应采取减少开裂的技术措施。”同时该条列出了抗裂技术和材料措施。
此外，《防水通规》第3.2.3条规定，“防水混凝土除应满足抗压、抗渗和抗裂要求外，尚应满足工程所处环境和工作条件的耐久要求。”《防水通规》中对混凝土耐久性的规定，推动了推荐性标准《混凝土结构耐久性设计标准》（GB/T50476—2019）等混凝土耐久性标准的执行力度。
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