劉世國,涂禮操
(中國五冶集團有限公司,四川成都610063)
隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展,對一些水池類構筑物的抗?jié)B性能要求越來越高,傳統(tǒng)的單一設防已經(jīng)不能滿足結構的抗?jié)B要求,而且出現(xiàn)滲漏的風險很大。這就決定了防水抗?jié)B工程的發(fā)展方向必須是堅持多道設防,剛柔并濟的方針。而抗?jié)B混凝土作為一種剛性防水材料,兼具承重、圍護、防水、抗凍融、耐侵蝕等特點,是防水工程的重點所在???jié)B混凝土結構已成為防水工程首選的一種主要結構形式,廣泛適用于水池等構筑物。
然而,由于各種原因,大量的水池存在滲漏的情況。一方面為后期堵漏增加了大量的工作難度,影響工程的使用功能,另一方面埋置在地下的水池,使用過程中難以發(fā)現(xiàn)其滲漏,造成對地基的侵蝕,影響結構安全。由此可見,水池滲漏將給工程造成巨大損失。
抗?jié)B混凝土出現(xiàn)滲漏,其主要原因是混凝土存在各種滲水通道,這些通道形成的原因,主要有以下幾種。
(1)混凝土收縮變形造成的裂縫。
(2)溫度應力或荷載應力造成的裂縫。
(3)水通過混凝土內(nèi)的毛細孔滲漏。
(4)混凝土未凝結硬化前泌水和離析形成的泌水孔。
(5)混凝土施工時因振搗不足、振搗不均或漏振形成的孔洞。
抗?jié)B構筑物出現(xiàn)滲漏問題,滲漏部位多在池壁施工縫、預埋套管,池壁根部等位置?;炷脸34嬖诟鞣N滲水通道,影響最大的是大于1μm的開口孔和毛細管道。因此,要制備高抗?jié)B性的抗?jié)B混凝土,必須盡可能地減少混凝土的孔隙率和微裂縫。
混凝土拌合物的水灰比對硬化混凝土孔隙率的大小、數(shù)量起決定性作用,直接影響混凝土結構密實性。水灰比越小,混凝土密實性越高,抗?jié)B性及強度越高。反之,水灰比過大,混凝土抗?jié)B性也隨之降低。因此,適宜的水灰比應保證混凝土具有良好的抗?jié)B性及適宜的和易性。
在一定水灰比限值內(nèi),水泥用量和砂率對混凝土抗?jié)B性的影響比較明顯。足夠的水泥用量和適宜的砂率,可以保證混凝土中水泥砂漿的數(shù)量和質量,使混凝土獲得良好的抗?jié)B性。因此,防水混凝土的水泥用量最低不得小于320 kg/m3。防水混凝土一般采用較高的砂率,故除了要求填充石子空隙并包裹石子外,還必須具有一定厚度的砂漿層。
另外,防水混凝土中砂率的選擇必須與水泥用量相適應,在一般水泥用量情況下,卵石防水混凝土砂率可選用35%左右,而碎石防水混凝土空隙率較大,砂率以35% ~45%為宜。
在最小水泥用量已確定的前提下,灰砂比對抗?jié)B性的影響更為直接,如灰砂比偏大(砂率偏低時),則由于砂子數(shù)量不足,水泥和水的含量多,混凝土往往出現(xiàn)不均勻及收縮大的現(xiàn)象,而使混凝土的抗?jié)B性較差。如灰砂比偏小(砂率偏高時),砂子數(shù)量過多,則拌合物缺乏粘結力,使混凝土的最終密度同樣不高。
配制普通抗?jié)B混凝土的水泥,要求抗水性好,泌水性小,水化熱低并具有一定的抗侵蝕性。普通防水混凝土應優(yōu)先采用硅酸鹽水泥,而礦渣水泥在采取相應措施的情況下也可使用。
普通防水混凝土嚴禁使用過期水泥,特別是已受潮而成團、結塊的水泥。否則將由于水泥水化作用不完全,而影響混凝土抗?jié)B性和強度。
防水混凝土常用的粗骨科有卵石和碎石,對這兩種骨料本身可以認為是密實的,不透水的。鑒于這兩種骨料表面狀態(tài)的不同,混凝土拌合物的和易性也不同。碎石表面粗糙,多棱角,與水泥的粘結比卵石要優(yōu)越,對混凝土強度及抗?jié)B性均有利。但由于碎石表面的特點,要求與卵石同樣的和易性,每1 m3混凝土需多用水泥約10~20 kg,用水量也隨之增加,對抗?jié)B性未必有利。因此,要想獲得良好的施工和易性及抗?jié)B性應適當增加水泥用量及砂率。
另外,石子粒徑過大或過小,對混凝土抗?jié)B性均不利。在防水混凝土中,允許采用的粗骨科最大粒徑一般為40 mm,具體的粒徑限度尚應按結構厚度,鋼筋稀密,振搗條件等因素來確定。
澆筑混凝土時,預留孔、預埋管、預埋件及止水帶等周邊混凝土應在機械振搗的基礎上,輔以人工插搗。振搗密實才能保證混凝土的抗?jié)B性,按規(guī)范規(guī)定進行機械振搗,一般都可以滿足這一要求。但在預留孔、止水帶等處的結構形狀不直順,尺寸也較小,一方面振搗不方便,另一方面振搗時混凝土中的空氣不容易完全排出。實踐證明,對這些部位,在機械振搗的基礎上,再輔以人工插搗,有助于空氣的排出,有利于振搗密實。
澆筑池壁混凝土時,池壁安裝模板高度一般不應超過3 m,且宜在一側1.5 m的標高處預留振搗孔。預留的操作窗口水平距離不宜超過1.5 m。如果不在1.5 m處預留振搗孔,則澆筑池壁混凝土時,不易看清下部的振搗情況容易造成振搗不密實或過振,影響混凝土的抗?jié)B性能。
在澆筑結構管口或孔洞部位時,振搗孔宜設在孔洞或管口直徑的靠下部的1/4~1/3處,這樣便于預留管口或預留孔洞下部的混凝土振搗密實。
混凝土應連續(xù)澆筑,中間的間隔時間:當氣溫低于25℃,不應超過3 h,氣溫高于25℃時,不應超過2.5 h。大面積底板或頂板應分組澆筑,池壁應分層連續(xù)澆筑。
混凝土澆筑完畢后,應根據(jù)現(xiàn)場氣溫條件及時覆蓋和灑水,養(yǎng)護期不少于14 d。濕養(yǎng)護有利于水泥的充分水化,以降低水泥石的孔隙率和切斷毛細孔的連續(xù)性。實踐證明,混凝土養(yǎng)護14 d,可以大大提高其抗?jié)B性能。
底板抗?jié)B混凝土應連續(xù)施工,不得留施工縫。墻體一般只許留水平施工縫,其位置按設計要求或規(guī)范設置,一般留在底板表面以上300 mm處墻上或頂板下口150~300 mm處墻上。如需留垂直施工縫,應留在結構變形縫處,并應避開地下水和裂隙水較多的部位,宜與變形縫相結合,或與設計協(xié)商解決。
施工縫可作成企口縫、高低縫、平縫三種形式。因墻內(nèi)有雙排立筋和拉筋的影響,表面不可能平整光滑,有較多的松散骨料,影響施工質量,所以規(guī)范不推薦企口縫和高低縫,而用平縫較易保證質量。平縫的構造形式主要有施工縫中設置遇水膨脹止水條、外貼止水帶和中埋止水帶三種。采用預埋止水帶或止水條時,位置應準確,圓環(huán)中心應在變形縫中心線上。止水帶應固定好,澆混凝土前必須清理干凈,不得有泥土雜物,以確保與混凝土結合良好。應特別注意新舊接槎處繼續(xù)澆灌混凝土前,清理前期混凝土表面是非常重要的,因兩次澆筑之間有較長的時間間隔,混凝土表面有雜質、塵埃、浮動石子等,直接澆筑極易形成滲水通道,所以澆筑前應將其表面鑿毛,清除浮漿,用水清洗后保持濕潤,鋪一層20~25 mm厚的1∶1水泥砂漿,再澆筑混凝土。
[1]楊波.建筑工程施工手冊[M].化學工業(yè)出版社,2012
[2]GB 50208-2011地下防水工程質量驗收規(guī)范[S]
[3]趙志縉,應惠清.建筑施工(第四版)[M].同濟大學出版社,2004
[4]朱宏軍,程海麗,姜德民.特種混凝土和新型混凝土[M].化學工業(yè)出版社,2005