薄壁防水混凝土施工技術(shù)

趙和平

(陜西天一建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司，陜西西安 710075)

1 概述

2010年10月，我公司承接西安市臨潼區(qū)自來(lái)水公司1 500 t清水池工程。水池為圓柱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑22 m，池高4.8 m，半埋式。頂蓋及底板厚130 mm，池壁厚150 mm～330 mm(池壁斷面為上面小，下面大的梯形截面)?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C35，抗?jié)B標(biāo)號(hào)P6。

防水混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的優(yōu)劣，取決于優(yōu)良的設(shè)計(jì)，材料的性質(zhì)及配合成分，以及施工質(zhì)量的好壞。混凝土是一種非勻質(zhì)的多孔人造石材，其內(nèi)部分布有許多大小不等以及彼此連通的孔隙?？紫逗土芽p是造成混凝土滲漏的主要因素。防水混凝土是人為的從材料和施工兩方面采取措施，提高混凝土自身的密實(shí)性。抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙生成，改變孔隙的特性，使孔隙率減少，孔徑縮小，堵塞滲水的通道，從而達(dá)到防水的目的。

經(jīng)過(guò)比較各種防水混凝土的性質(zhì)和根據(jù)本工程薄壁、密筋、澆筑速度慢的特點(diǎn)，選用普通防水混凝土加粉煤灰和木質(zhì)素磺酸鈣減水劑配置抗?jié)B性能良好的防水混凝土。

混凝土抗?jié)B性能的好壞，關(guān)鍵在一定的水灰比限值內(nèi)，增加防水混凝土的密實(shí)性以及有足夠的合乎質(zhì)量要求的水泥砂漿，將粗骨料充分包裹起來(lái)，使之成為阻斷滲水通道的隔離體。

2 防水混凝土配制要點(diǎn)

配制防水混凝土?xí)r主要考慮以下幾點(diǎn):

1)水泥用量必須大于320 kg/m3，選用陜西銅川生產(chǎn)的秦嶺牌425號(hào)普通硅酸鹽水泥，該水泥質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度富余量較大，混合材料摻加量少。

2)砂率選用35%～40%，形成富砂漿混凝土。砂的細(xì)度模數(shù)愈大，用水量及用水泥量較大，而且容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，因此選用灞河產(chǎn)中粗砂(細(xì)度模數(shù)3.0～2.3)。

3)粗骨料的質(zhì)地與顆粒形狀對(duì)混凝土的和易性和用水量也有較大的影響，粗骨料的粒徑不宜過(guò)大或過(guò)小，石子愈大，與砂漿收縮的差值也愈大，易在砂漿與石子界面產(chǎn)生細(xì)微裂縫，壓力水易滲透。但是，石子粒徑太小，比表面積大，增加用水量，又會(huì)影響漿體本身的強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度。因此，選用10 mm～30 mm，20 mm～40mm單粒徑規(guī)格碎石各50%進(jìn)行混合，配制成10 mm～40 mm連續(xù)級(jí)配的碎石。

4)摻入木質(zhì)素磺酸鈣普通減水劑。木鈣屬于陰離子表面活性劑，對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。在防水混凝土中摻入水泥用量0.25%木鈣減水劑，不僅能使混凝土的和易性有明顯的效益，節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。同時(shí)有明顯延遲水化熱放熱的速度，放熱峰也較不摻者推遲。這樣可減小溫度應(yīng)力，而且使初凝和終凝時(shí)間延緩5 h～8 h，大大減少了在薄壁密筋混凝土施工中澆筑速度慢而出現(xiàn)冷接縫的可能性。

5)摻入粉煤灰后，在攪拌過(guò)程中，凝聚的粉煤灰顆粒被打碎并吸附在水泥表面，使其彼此產(chǎn)生斥力，從而避免水泥骨架過(guò)早的形成，有利于水泥漿體流動(dòng)性改善。粉煤灰顆粒的表面部分被蒸發(fā)沉淀的堿性硫酸鹽所覆蓋，這種硫酸鹽易溶并能延緩鋁酸鹽水化，對(duì)鋁酸三鈣的緩凝作用很強(qiáng)，從宏觀效果來(lái)看，摻粉煤灰比摻緩凝劑更有效。

根據(jù)上述原則經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室試配，最終施工采用混凝土配合比，見(jiàn)表1。

表1 混凝土配合比

配制強(qiáng)度等級(jí)C35，抗?jié)B標(biāo)號(hào)P6(實(shí)際達(dá)到P8)。坍落度160 mm ～180 mm，水灰比(W/C+F)0.48，砂率36%。

3 施工要點(diǎn)

3.1 模板及支撐

水池池壁截面面積較小，鋼筋較密。要求模板具有足夠的剛度、強(qiáng)度，表面光潔、拼接嚴(yán)密不漏漿。模板結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固穩(wěn)定，可承受混凝土拌和物的側(cè)壓力和施工荷載，且裝拆方便。

水池池壁立面為圓形，且內(nèi)壁直徑上大下小。使用鋼板制作模板加工時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴。所以內(nèi)立面模板采用進(jìn)口美國(guó)松木(該木材材質(zhì)均勻不易變形)制作。模板厚35 mm，每塊上寬995 mm，下寬934 mm，全高4.10 m長(zhǎng)。木帶、木立柱，每塊木板均經(jīng)三面刨光、拼接嚴(yán)密，模板制作平整、光滑。為便于拆模、養(yǎng)護(hù)，提高混凝土表面光潔度，板內(nèi)鋪設(shè)厚塑料薄膜。

池壁外模采用300×1 500組合鋼模板拼接，使用木帶、木立柱加固定型。

內(nèi)、外模板采用Ф16對(duì)拉螺栓聯(lián)接成整體。對(duì)拉螺栓采用止水環(huán)撐頭形式，不但能延長(zhǎng)滲水路徑，增加對(duì)水的阻力，保證截面尺寸，還可以起到固定鋼筋網(wǎng)骨架和模板之間的間距，保證了鋼筋保護(hù)層厚度。在木立柱外用5道Ф12鋼絲繩配手動(dòng)導(dǎo)鏈拉緊，避免脹模。為保證混凝土澆筑時(shí)自由下落不超過(guò)2 m，防止混凝土中的砂漿和石子離析，在外模板聯(lián)接時(shí)留有投料窗口。

水池頂板則采用木膠合板，木楞、木龍骨。支撐采用鋼管滿堂腳手架支撐體系。

3.2 混凝土澆筑

混凝土采用商品混凝土，要求商混站在配制混凝土?xí)r嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行生產(chǎn)，使用預(yù)先選定的水泥、減水劑、粉煤灰、砂、碎石。在商混站設(shè)立監(jiān)督員，對(duì)制作過(guò)程全程跟蹤，以保證商品混凝土質(zhì)量。

嚴(yán)格分層澆筑，每層厚度控制在300 mm～500 mm，用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，為防止漏振，設(shè)專(zhuān)人監(jiān)督振搗環(huán)節(jié)。池底板與池壁，池壁與池頂蓋施工縫表面首先鑿毛，清除松動(dòng)石子顆粒，并將外露鋼筋鐵銹和粘著的污垢等清除干凈，灑水濕潤(rùn)。然后用與混凝土相同水灰比(灰砂比)的水泥砂漿接漿，厚度控制在20 mm～25 mm。澆筑完畢及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)(不拆模養(yǎng)護(hù)7 d，拆模后噴水養(yǎng)護(hù)7 d)。防水混凝土的養(yǎng)護(hù)對(duì)抗?jié)B透性能影響極大，特別是早期濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)更重要。前14 d水泥硬化速度快，在潮濕狀況下，由于水泥充分水化，其生成物將毛細(xì)孔堵塞，切斷毛細(xì)通路，并使水泥石結(jié)晶致密，混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性均能很快提高。

采用合理的混凝土配合比和嚴(yán)密的施工組織，該清水池混凝土內(nèi)實(shí)、外光，一次性試水無(wú)滲漏，在保證質(zhì)量的同時(shí)提前了工期，得到區(qū)自來(lái)水公司的好評(píng)，提高了公司的聲譽(yù)。