防水混凝土結(jié)構(gòu)滲漏原因及控制措施

劉亞明

(太原市市政建設(shè)開(kāi)發(fā)中心，山西太原 030012)

1 概述

防水混凝土結(jié)構(gòu)工程包括具有一定防水能力的地下室、水泵房、水塔、水池、地下人防等，如果一旦發(fā)生滲漏，不僅嚴(yán)重影響正常使用，而且也降低了混凝土的耐久性，同時(shí)堵漏處理難度較大，耗用較多的人力、物力、財(cái)力堵漏且效果往往不佳。因此，分析結(jié)構(gòu)滲漏原因，采取相應(yīng)技術(shù)控制措施，防止工程結(jié)構(gòu)滲漏仍是解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

2 結(jié)構(gòu)滲漏原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)孔洞漏水

混凝土蜂窩、狗洞、麻面可導(dǎo)致施工孔洞的連接貫通，直接造成滲水漏水渠道;或雖未貫通，但對(duì)結(jié)構(gòu)防水截面削弱減薄，使截面的抗?jié)B能力大大減弱造成滲水。主要是澆筑時(shí)，混凝土流動(dòng)性小，振搗的自流效應(yīng)較低，鋼筋密集，一旦出現(xiàn)漏振或淺振，或模板封閉不嚴(yán)漏漿嚴(yán)重，往往出現(xiàn)在構(gòu)件截面尺寸較小的側(cè)墻根部或拐角部位。振搗不當(dāng)、脫模早，模板干燥、模板縫隙偏大漏漿所致。

2.2 構(gòu)造孔隙滲水

混凝土在水化凝結(jié)硬化過(guò)程中，多余水分蒸發(fā)后，形成毛細(xì)孔道。毛細(xì)孔道的孔徑越粗，滲水可能性越大，數(shù)量越多越容易滲水;毛細(xì)孔的數(shù)量、大小與微裂縫發(fā)展?fàn)顩r與骨料粒徑、水灰比、水泥品種與用量、振搗、養(yǎng)護(hù)密切相關(guān)。

1)水灰比。

水灰比對(duì)硬化的混凝土孔隙數(shù)量、孔隙率大小起決定作用，直接影響混凝土的密實(shí)性，在保證水泥完全水化所需用水量的前提下，水灰比越小，密實(shí)性越好，抗?jié)B性與強(qiáng)度越高。但水灰比過(guò)小，造成混凝土過(guò)干，不宜振搗密實(shí)，對(duì)混凝土的抗?jié)B不利。

2)泌水影響。

一般情況下，水灰比加大，單位用水量增多，混凝土坍落度加大;或混凝土保水粘聚性較差;或振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng);或水泥、水、外加劑存在不相容性。上述情況容易形成泌水，泌水率越大，骨料下沉越劇烈，在混凝土內(nèi)形成毛細(xì)孔越多，對(duì)混凝土抗?jié)B性影響越大，同時(shí)泌水率加大使混凝土碳化速度加快。

3)水泥用量與砂率。

在一定水灰比下，足夠水泥用量與較高的砂率可保證混凝土中水泥砂漿的數(shù)量與質(zhì)量，增加流動(dòng)性，并使硬化后在石子表面出現(xiàn)的裂縫間距加大。

4)骨料影響。

為控制混凝土中的孔隙，減少分層離析，需限制石子最大粒徑。防水混凝土石子最大粒徑不應(yīng)大于40 mm，同時(shí)與鋼筋凈距、構(gòu)件最小截面尺寸及泵送混凝土的管徑與泵送距離、高度有關(guān)系。

5)養(yǎng)護(hù)條件。

濕養(yǎng)護(hù)對(duì)防水混凝土非常重要，在潮濕環(huán)境中硬化，可減少混凝土中水分蒸發(fā)，降低孔隙率，減少收縮，提高密實(shí)性和抗?jié)B性，同時(shí)濕養(yǎng)護(hù)減少了混凝土內(nèi)的微裂縫，增大混凝土抗拉能力，提高抗裂性。防水混凝土不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，因蒸汽會(huì)使混凝土中毛細(xì)孔受蒸汽壓力作用而擴(kuò)張，導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性急劇下降。

2.3 混凝土裂縫滲水

混凝土裂縫的形成及原因有多種:構(gòu)筑物混凝土池體強(qiáng)度較長(zhǎng)，地基對(duì)上部結(jié)構(gòu)有約束、溫差大等原因，引起的結(jié)構(gòu)混凝土的內(nèi)應(yīng)力，致使結(jié)構(gòu)混凝土裂縫。地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)性裂縫?；炷猎缙陴B(yǎng)護(hù)不好，表面形成的不規(guī)則裂縫?；炷劣?jì)量、配合比不準(zhǔn)、坍落度大或隨意加水以及澆筑速度過(guò)快與振搗不實(shí)引起的濕沉降等原因，致使較厚底板或較高的池壁混凝土表面出現(xiàn)較多的、不規(guī)則水平微裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫寬度大于0.1 mm的表面裂縫，削弱截面加大水力梯度，并增加滲水程度，或貫穿裂縫造成直接滲水渠道。

2.4 薄弱工程部位滲漏

主要指結(jié)構(gòu)的沉降縫、伸縮縫、施工縫、后澆帶、穿墻管、預(yù)埋件、固定豎向結(jié)構(gòu)模板的穿墻螺栓等細(xì)部防水構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工處理不當(dāng)，引起滲水。施工縫未清理干凈，未作糙化處理，直接澆筑混凝土。變形縫止水帶部位混凝土嚴(yán)重漏振或止水帶嚴(yán)重位移。

3 預(yù)防滲漏措施

3.1 材料控制

防水混凝土需按照工程防水等級(jí)，經(jīng)有相應(yīng)資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。原材料的質(zhì)量與級(jí)配配比，對(duì)混凝土的密實(shí)性，收縮裂縫、抗?jié)B性均有重要影響。選定配合比時(shí)，防水混凝土應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，其設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)提高0.2 MPa。

防水混凝土所用的砂、石子、水泥、水、外加劑、摻合料技術(shù)質(zhì)量均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。石子的最大粒徑不宜大于40 mm，泵送時(shí)不大于輸送管徑1/4，吸水率不大于1.5%，含泥量不得大于1.0%，不應(yīng)使用高堿活性骨料。砂子宜為中砂，含泥量不大于2%～3%，泥塊含量不得大于1.0%，泵送時(shí)砂率應(yīng)提高，一般為35%～45%?；疑氨纫藶?1∶2～1∶2.5，水灰比不得大于0.55，優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，水泥用量不得少于320 kg/m3，摻有活性摻合料時(shí)不得少于280 kg/m3。摻有引氣劑的防水混凝土，其含氣量宜控制在3%～5%。

為了增加混凝土防水抗?jié)B可靠性，防水混凝土一般需摻加防水外加劑。其中多功能高效復(fù)合型防水劑對(duì)有高抗?jié)B要求的泵送防水混凝土更為有效，同時(shí)也便于施工，避免多種外加劑復(fù)合使用可能造成的化學(xué)不相容性。

3.2 模板支設(shè)

模板應(yīng)表面平整、支撐牢固、拼縫嚴(yán)密不漏漿。模板固定應(yīng)避免采用穿鐵絲拉結(jié)固定。結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的緊固鋼筋及綁扎鐵絲不得接觸模板以免造成滲漏水通路線引起局部滲漏。

模板內(nèi)的垃圾、木屑、泥土、積水和鋼筋上的油污等清除干凈。模板在澆筑前1 d澆水濕潤(rùn)但不得留有積水，鋼模板內(nèi)側(cè)應(yīng)刷好隔離劑。

3.3 混凝土施工控制

1)混凝土攪拌。

防水混凝土應(yīng)用機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間不應(yīng)小于2 min。摻外加劑的防水混凝土應(yīng)根據(jù)外加劑的技術(shù)要求選用攪拌時(shí)間。防水混凝土采用預(yù)拌時(shí)，入泵坍落度宜控制在120 mm±20 mm，坍落度總損失值不應(yīng)大于60 mm。

2)混凝土運(yùn)輸。

防水混凝土拌合物在運(yùn)輸后出現(xiàn)離析，必須進(jìn)行二次攪拌，當(dāng)坍落度損失后不能滿足施工要求時(shí)，應(yīng)加入原水灰比的水泥砂漿或二次摻加減水劑進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁直接加水。

3)混凝土澆筑。

防水混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，宜少留施工縫。

對(duì)超長(zhǎng)、超寬、超厚大體積混凝土，要做澆筑施工方案，根據(jù)運(yùn)輸、泵送能力與混凝土初凝時(shí)間確定每次澆筑寬度，為了使每次澆筑寬度不至于太小，特別是夏季高溫，混凝土初凝時(shí)間縮短，往往需要通過(guò)外加劑延緩混凝土的初凝時(shí)間。

當(dāng)?shù)叵聵?gòu)筑物設(shè)有結(jié)構(gòu)變形縫時(shí)，應(yīng)以變形縫為界跳倉(cāng)施工。變形縫澆筑過(guò)程中應(yīng)先將止水帶下部的混凝土振實(shí)后再澆筑上部混凝土;該部位宜采用同強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土進(jìn)行灌注。

4)混凝土振搗。

混凝土澆筑應(yīng)分層均勻進(jìn)行振搗密實(shí)，避免漏振、欠振或超振或?qū)⒅顾畮д衿蛭窗匆筇幚硎┕たp而造成滲漏水。澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層澆筑，每層厚度不超過(guò)30 mm～40 mm，相鄰兩層澆筑時(shí)間不得超過(guò)2 h。

防水混凝土必須采用高頻機(jī)械振搗密實(shí)，振搗時(shí)間為10 s～30 s，對(duì)流動(dòng)性較小混凝土相對(duì)時(shí)間可長(zhǎng)些，特別注意不得漏振，防止形成蜂窩、麻面、狗洞，對(duì)流動(dòng)性較大的混凝土相對(duì)時(shí)間可短些，防止泌水和骨料下沉。

當(dāng)管道密集、預(yù)埋件和鋼筋過(guò)密處澆灌混凝土有困難時(shí)，應(yīng)采用相同抗?jié)B等級(jí)的細(xì)石混凝土澆灌。大管徑套管或面積大的預(yù)埋鋼板應(yīng)設(shè)澆灌振搗孔，以便于澆灌、振搗、排氣，澆筑后進(jìn)行補(bǔ)焊。

如地下水位較高應(yīng)采取措施將地下水位降低至底板以下0.5 m，直至地下結(jié)構(gòu)澆筑完成回填土完畢，以防地基浸泡造成不均勻下沉進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)裂縫。

為避免混凝土泌水在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的滲水通道，防水混凝土通常要進(jìn)行復(fù)振。

5)養(yǎng)護(hù)。

防水混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)盡量避免混凝土早期脫水和養(yǎng)護(hù)過(guò)程缺水。在常溫下，混凝土采用覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，每天澆水次數(shù)應(yīng)能保證混凝土表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間，不得少于14 d。大體積混凝土應(yīng)同時(shí)做好測(cè)溫記錄工作，控制混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃。

拆模后地下結(jié)構(gòu)應(yīng)及時(shí)分層回填土并夯實(shí)，不得長(zhǎng)期暴露以避免因干縮和溫差產(chǎn)生裂縫并有利于混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)和抗?jié)B性的提高。

3.4 細(xì)部構(gòu)造防水

地下混凝土結(jié)構(gòu)防水工程細(xì)部構(gòu)造包括:變形縫、施工縫、后澆帶、預(yù)埋穿墻管等的防水構(gòu)造做法。如果細(xì)部構(gòu)造做的不好，往往成為工程結(jié)構(gòu)滲漏的薄弱部位，形成滲漏隱患。

1)變形縫。

包括伸縮縫和沉降縫，用于伸縮的變形縫宜不設(shè)或少設(shè)，可采用后澆帶、加強(qiáng)帶等代替。墻體水平施工縫不宜留在剪力彎矩最大處或底板側(cè)墻交接處，應(yīng)留在高出底板上表面不小于300mm的墻體處，頂板底板不宜留施工縫。垂直施工縫應(yīng)避開(kāi)地下水和裂隙水較多地段，宜與變形縫相結(jié)合并按變形縫構(gòu)造處理。

2)施工縫。

一般采用遇水膨脹止水條，應(yīng)牢固安裝在縫表面中間位置或預(yù)留槽內(nèi)。

3)后澆帶。

設(shè)在結(jié)構(gòu)受力和變形較小部位，間距宜為30 m～60 m，寬度為0.7 m～1 m。后澆帶可做成平縫，結(jié)構(gòu)主筋不宜在縫中斷開(kāi)。后澆帶應(yīng)在其兩側(cè)混凝土齡期達(dá)42 d后再采用補(bǔ)償收縮混凝土施工。施工前將接縫處的混凝土鑿毛、清洗干凈，保持濕潤(rùn)、并刷上水泥凈漿。后澆帶混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28 d。

4)預(yù)埋件、穿墻管。

在混凝土澆筑前預(yù)埋，與內(nèi)墻角距離應(yīng)大于250 mm，周圍混凝土應(yīng)仔細(xì)澆搗密實(shí)，保證質(zhì)量。模板穿墻螺栓宜優(yōu)先采用三節(jié)式可拆型止水穿墻螺栓，螺桿中部加焊止水片。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上論述，說(shuō)明混凝土結(jié)構(gòu)工程防水關(guān)鍵在于增加混凝土密實(shí)度，改善孔結(jié)構(gòu)，降低孔隙率、減少收縮，避免或減少裂縫，應(yīng)通過(guò)精心施工達(dá)到結(jié)構(gòu)防水的最佳效果。只有提高混凝土自身防水能力，才能可靠地更好滿足建構(gòu)筑物特定使用功能的防水要求，同時(shí)提高混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能和耐久性能。