淺談防水混凝土施工技術(shù)

饒建輝，黃 伶，鄒琴琴

（江西省水利工程監(jiān)理有限公司，江西 南昌 330006）

1 概述

水利工程的建設(shè)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著積極地推動(dòng)作用，但同時(shí)也對(duì)整個(gè)水利行業(yè)的發(fā)展、規(guī)范、人才需求、施工管理等提出了新的更高的要求。在水利工程中，混凝土大壩、水閘、泵站、涵管、渡槽等水工建筑物和水工構(gòu)筑物防水抗?jié)B的要求更為突出，防水材料已不能滿足工程要求的問(wèn)題日漸嚴(yán)重，所以建筑結(jié)構(gòu)防水問(wèn)題已引起人們的高度重視。利用混凝土自身防水是解決這一問(wèn)題的簡(jiǎn)單、有效、直接的方法。本文介紹防水混凝土的材料要求和施工工藝。

2 防水混凝土的材料要求

防水混凝土是一種具有良好抗?jié)B性能的混凝土，它是通過(guò)改善骨料級(jí)配、減少用水量或摻入適當(dāng)?shù)耐饧觿?，?lái)提高混凝土的密實(shí)度，改善孔隙結(jié)構(gòu)，從而減少滲透通道，提高抗?jié)B性能的一種混凝土。

防水混凝土首先必須滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求，同時(shí)也要滿足抗?jié)B等級(jí)要求，所以防水混凝土的配合比必須由實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)際使用的材料及選用的外加劑（或外摻料）通過(guò)試驗(yàn)確定。

2.1 一般要求

防水混凝土使用的水泥品種應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選用，其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于32.5 級(jí)，不得使用過(guò)期或受潮結(jié)塊水泥；碎石或卵石的粒徑宜為5～40 mm，含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%；砂宜用中砂，含泥量不得大于3.0%，泥塊含量不得大于1.0%；拌制混凝土所用的水，應(yīng)采用不含有害雜質(zhì)的潔凈水；外加劑的技術(shù)性能，應(yīng)符合國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一等品及以上的質(zhì)量要求；粉煤灰的級(jí)別不應(yīng)低于二級(jí)；硅粉摻量不應(yīng)大于3%，其他摻和料的摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)比設(shè)計(jì)要求提高0.2MPa；水泥用量不得少于300 kg/m3，摻有活性摻合料時(shí)，水泥用量不得少于280 kg/m3；砂率宜為35%～45%，灰砂比宜為1∶2～1∶2.5，水膠比不得大于0.55。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

以配制C30 標(biāo)號(hào)抗?jié)B等級(jí)P8的混凝土為例，根據(jù)混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ55-2011）進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

2.2.1 材料選用

水泥：425 級(jí)普通硅酸鹽水泥；砂：中砂；石：碎石，最小粒徑為5 mm，最大粒徑為31.5 mm（三級(jí)級(jí)配，5～10 mm為20%，10～20 mm為50%，20～30 mm為30%）；水：普通自來(lái)水；外加劑：6%的高效抗?jié)B防水劑。以上材料試配前均應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，符合上述規(guī)定的要求。

2.2.2 配合比設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）確定混凝土試配強(qiáng)度：fcu.o=fcu.k+1.645δ。根據(jù)（JGJ55-2011）設(shè)計(jì)規(guī)程，C30 混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差δ 取值為5.0，則fcu.o=fcu.k+1.645δ=40+1.645×5=48.23MPa。

（2）計(jì)算水膠比：fcu.o=A.fce.（C/W-B），根據(jù)（JGJ55-2011）設(shè)計(jì)規(guī)程，標(biāo)號(hào)425 水泥的富余系數(shù)rc取值為1.16，則.fce=42.5×1.16=49.3 MPa；采用碎石時(shí)回歸系數(shù)A為0.53，B為0.20，由此計(jì)算W/C=0.6＞0.55，符合抗?jié)B混凝土的水膠比要求。為了滿足水膠比要求，只有采用增加水泥用量或采用減水劑的措施降低水膠比，本次采用6%的高效抗?jié)B防水劑，其減水率為12%，故W/C=0.60（1-0.12）=0.53＜0.55，符合抗?jié)B混凝土水灰比要求。

（3）確定用水量：根據(jù)已知條件，查的基準(zhǔn)用水量Mwo=205 kg/m3。在保證混凝土正常工作的條件下?lián)饺?%的高效抗?jié)B防水劑，起到防水抗?jié)B效果，其減水率為12%，故用水量為Mwo==205×（1-0.12）=180 kg/m3。

（4）水泥用量：基準(zhǔn)水泥用量為Mco=Mwo/W/C=205/0.53=386 kg/m3，加入高效抗?jié)B防水劑后Mco=Mwo/W/C=180/0.53=339 kg/m3＞300 kg/m3，符合抗?jié)B混凝土的水泥用量要求。高效抗?jié)B防水劑用量為Mj=339×0.06=20.34 kg/m3。

（5）確定砂率：根據(jù)碎石最大粒徑為31.5 mm，又根據(jù)抗?jié)B混凝土對(duì)砂率的要求選定混凝土砂率βs=0.4。

（6）確定砂、石用量：采用質(zhì)量法。根據(jù)混凝土的容重，取Mcp=2 400 kg/m3；根據(jù)Ms+Mg+Mc+Mw=Mcp，則Ms+Mg=2 400-339-180=1 881 kg/m3；同時(shí)Ms/（Ms+Mg）=0.4，計(jì)算得Ms=752 kg/m3，Mg=1 129 kg/m3?；疑氨萂c∶Ms=339∶752=1∶2.22，符合抗?jié)B混凝土的灰砂比要求。

（7）初步配合比確定：Mc∶Ms∶Mg∶Mw∶Mj=339∶752∶1129∶180∶22.34=1∶2.22∶3.33∶0.53∶0.06。

根初步試配，制出混凝土試塊，達(dá)到28 d 期齡后，進(jìn)行強(qiáng)度和抗?jié)B試驗(yàn)，如不符合設(shè)計(jì)要求，調(diào)整配合比再進(jìn)行配置，直至試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求為止。

3 防水混凝土的施工工藝要求

3.1 混凝土配制與運(yùn)輸

混凝土配料必須按質(zhì)量配合比準(zhǔn)確稱量，攪拌時(shí)間不少于2 min，摻外加劑時(shí)應(yīng)根據(jù)摻料品種適當(dāng)延長(zhǎng)1～2 min。

防水混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)防止漏漿、離析、坍落度損失。如出現(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漿或二次摻加減水劑進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁直接加水。

3.2 施工模板和鋼筋綁扎

（1）施工模板。防水混凝土所用的模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、吸水性要小，且拼縫嚴(yán)密不漏漿。一般不宜用螺栓或鐵絲貫穿混凝土，以避免水沿縫隙滲入，影響防水效果。當(dāng)采用對(duì)拉螺栓加固模板時(shí)，可用工具式螺栓或螺栓加堵頭，且在螺栓上應(yīng)加焊方形止水環(huán)。拆模后將對(duì)拉螺栓抽出，套管內(nèi)以膨脹水泥封堵嚴(yán)密。

（2）鋼筋綁扎。鋼筋相互間應(yīng)綁扎牢固，以防澆筑混凝土?xí)r因碰撞、振動(dòng)使綁扣松散、鋼筋位移造成露筋。應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定留足保護(hù)層，留設(shè)保護(hù)層應(yīng)以相同配合比的細(xì)石混凝土或水泥砂漿制成墊塊，將鋼筋墊起。嚴(yán)禁以鋼筋墊鋼筋或用鐵絲直接固定在模板上。鋼筋及鐵絲均不得接觸模板，防止水沿鋼筋或鐵絲滲入混凝土結(jié)構(gòu)。

3.3 混凝土澆筑、振搗

澆筑前，應(yīng)清除模板內(nèi)的積水、木屑、鋼絲、鐵釘?shù)入s物，并用水濕潤(rùn)模板。使用鋼模應(yīng)保持其表面清潔無(wú)浮漿。澆筑混凝土的自由下落高度不得超過(guò)1.5 m，否則應(yīng)使用串筒、溜槽等工具進(jìn)行澆筑。

澆筑應(yīng)嚴(yán)格做到分層連續(xù)進(jìn)行，每層厚度不宜超過(guò)300～400 mm，上下層澆筑的時(shí)間一般不得超過(guò)2 h，夏季應(yīng)適當(dāng)縮短。防水混凝土應(yīng)采用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間宜為10～30 s，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)，應(yīng)防止漏振、欠振。

在密集管群穿過(guò)處、預(yù)埋件或鋼筋稠密處，澆筑混凝土有困難時(shí)，應(yīng)采用相同抗?jié)B等級(jí)的細(xì)石混凝土澆筑；遇到預(yù)埋大管徑的套管或面積較大的金屬板時(shí)，應(yīng)在其底部設(shè)澆筑振搗孔，以利排氣、澆筑和振搗。

3.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

防水混凝土的養(yǎng)護(hù)對(duì)其抗?jié)B性能影響很大，因?yàn)榉浪炷林心z合材料用量多，收縮性大，如養(yǎng)護(hù)不良，易使混凝土表面產(chǎn)生裂縫而導(dǎo)致抗?jié)B性能降低。因此在常溫下，混凝土進(jìn)入終凝（澆筑后4～6 h）即應(yīng)覆蓋，并經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)，保持濕潤(rùn)不少于14 d。防水混凝土不宜用電熱養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)。這種養(yǎng)護(hù)對(duì)水泥水化極其不利，使混凝土產(chǎn)生干縮裂縫或毛細(xì)管擴(kuò)張，內(nèi)部形成網(wǎng)絡(luò)，從而降低混凝土的抗?jié)B能力。