谈建筑地下结构的防水混凝土应用技术

【关键词】建筑；地下结构；防水；混凝土；应用；技术

　　地下工程的防水是关系到工程环保、卫生条件、工程的功能和寿命的重要内容。地下工程的防水由于水压较大以及地下结构可能产生的变形等。地下工程的防水技术可分为柔性防水和刚性防水。

　　1．防水原理

　　混凝土内部存在大小不等的无数孔隙，形成渗水通道。水灰比过大时会形成毛细渗水通道和离析水孔隙，另外由于水泥配比不良和施工时振捣不良，在混凝土内部会有许多大气泡形成较多孔洞,这些开放性隙缝的存在易造成混凝土渗漏。在工程上常采用以下几种方法来控制混凝土隙缝，提高其密实度。

　　1.1 适当增加水泥用量，加大砂率，调整合理的灰砂比

　　足够的砂浆包裹集粒使其彼此不相连从而可隔断渗水孔隙，提髙其抗渗性。砂浆除充实石料空间与形成包裹层外，还要有一定厚度的砂层。但砂浆层过厚,混凝土强度会降低,故灰砂两者配比必须合适。一般混凝土抗渗要求B3时，水泥用量不少于30kg∕m3，砂率在35%~ 45%之间。若水泥标号高时，可用一定比例粉细料来降低水泥用量，一般水泥用量不低于280 kg∕m3。粉细料的加入，改善了砂子级配，填充了微小空隙，也间接地降低了水灰比，从而提高了密实度与抗渗性。

　　1.2 降低水灰比

　　为了施工和易性的需要，实际用水量远远大于实际水泥水化需要量。通常，当水灰比在0，35 ~ 0.45时，既能满足水化用水，又能保证砂石料的湿润，同时施工和易性也好，而一般现场为了拌和省力，灌注方便，常将水灰比加大到0.35 ~ 0.6，这样实际上超过了水泥保水限底，因此便会出现析水现象，毛细孔径也变大，透水性提高。若水灰比大于0.65 以上时，混凝土内部孔隙就难于让水泥水化物填充和堵塞，毛细孔变成开放性贯通孔隙，起不到防水作用。

　　1.3 采用小粒径石子，减少沉降孔隙

　　为了控制混凝土中孔隙，减少分层离析，对小石子粒径有所要求。因为石子与砂浆变形不一致，石子不收缩，砂浆随温差收缩变形,包围石子的砂浆变形值大小与石子周长成正比，这样易形成与石子砂浆界面间的微小裂缝,易使有压水渗入。适当限制石子粒径，可缩小收缩变形值差，同时也延长了混凝土中沿石子周边通路，加大了压力水的渗透阻力,但粒径过小，就使水泥与水的用量增加，增加混凝土收缩,故常用粒径不大于40mm。对薄壳体与钢筋稠密结构物，石子粒径可适当减小。

　　2．普通防水混凝土

　　普通防水混凝土就是通过调整配合比和施工工艺，抑制和减少混凝土内部孔隙的生成或改变混凝土内部孔隙的特征，提高自身的密实度，以截断水的通路来达到防水目的的一种混凝土。

　　选择水泥品种及标号是根据混凝土的抗渗、耐冻、耐蚀、使用条件及料源情况而定。应优先采用硅酸盐水泥，对矿渣水泥采取相应措施后也可采用。水泥标号不得低于325号，应优先选用高标号水泥。集料中石子必须致密坚硬，形状规则，针片状含量不得超过15%，一般采用卵石配制混凝土抗渗效果比碎石好。砂子一般选用中粗砂，细度模数在2.8左右,天然粉细料含量约在5% ~ 15%范围内，常用砂率为38% ~42%。粉细料对提高混凝土抗渗有较好效果, 但在不增加水泥用量情况下,一般对强度影响不大，粉细料掺量为总集料的5%左右为宜。

　　普通防水混凝土配合比设计，除满足设计抗压强度、抗渗指标外，还应根据所在地区地下水的成份、地区温差变化而定，必要时尚需加强抗冻、密实、耐腐蚀等措施，配合比设计采用体积法。

　　水灰比对混凝土的性能起决定性的作用，当水灰比大于0.60后，混凝土的抗渗性能急剧下降，因此防水混凝土的水灰比应小于0.60。加大单位体积中水泥的用量可改善混凝土的性能，如每立方米混凝土中水泥用量超过300kg，则可得到0.8MPa的防水混凝土,但每立方米混凝土水泥用量超过400Kg后对混凝土抗渗性能的影响却不大。

　　养护是混凝土得到优异性能的必要条件，水泥的水化需要温度和湿度，否则将失去其原有的性能。在施工条件允许下，应标养防水混凝土，条件不具备时应设专人加强养护并延长养护时间，一般不少于14昼夜，以确保防水混凝土性能。

　　3．外加剂防水混凝土

　　在混凝土中加入少量有机或无机化合物,可改善和赋予混凝土某些性能，这些外掺物称为外加剂。在防水混凝土中应用的有减水剂、早强剂、防水剂等。外加剂主要有木质素硫酸钙，木质素硫酸表面活性剂，对混凝土起减水、发泡的作用，改变了混凝土的孔状结构，从而提高其抗渗性能。木钙的掺入可以提高混凝土强度,改善混凝土的各项性能指标,并能推迟和降低水泥水化热峰值，但木钙的正常摻量应在0.4%以下。

　　三乙醇胺可以增强混凝土的密实度，减少混凝土内部的毛细管通路和孔隙，从而提高混凝土的早期抗渗强度。三乙醇胺单独使用的早强效果不明显，所以常与氯化钠复合使用,三乙醇胺的掺量一般为水泥的0.03% ~ 0.05%。

　　氯化铁是在混凝土中靠反应产物氢氧化铁起密实填充作用的,新生态的氧化钙通过对水化熟料矿物的激发作用及降低泌水率来综合提高混凝土的抗渗性能。氯化铁防水剂多用于无筋或少筋的大体积混凝土或砂浆抹面防渗工程。

　　4．防水混凝土的施工要点

　　4.1防水混凝土施工中，必须做好基坑排水工作，保持基坑干燥。地下水位应降低到防水层底部最低标高以下不小于300mm，并应保持此水位到混凝土养护完毕。

　　4.2 防水混凝土所用模板应特别注意拼缝严密，支撑牢固。一般不宜采用螺栓或铁丝贯穿混凝土墙来固定模板，以防止影响防水效果。

　　4.3 防水混凝土拌制时，要严格按实验室提供的配料单进行，特别注意严格控制水灰比。防水混凝土宜用机械搅拌，其搅拌时间不小于2 ~ 3mm。

　　4.4 防水混凝土应严格做到分层灌注，一般每层厚度为200 ~ 250mm，要用机械振捣密实， 特别注意不漏振，但也不可过振，并应保证二层混凝土的浇灌时间不超过混凝土的初凝时间。

　　4.5 防水混凝土的养护条件对抗渗性能有重要影响，因为防水混凝土中水泥用量较多，收缩性大，如养护不良，会使混凝土表面产生裂.缝而导致抗渗能力降低。

　　施工缝是防水的薄弱环节，混凝土施工时，应尽量采取连续灌注不留施工缝，尤其是不留垂直施工缝。如必须留设水平施工缝时，宜留在距底板面约500mm处的墙身上。

　　参考文献

　　[1] 王芳，土木工程概论 [M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

　　[2] 刘嘉惠，建筑施工技术 [M].北京：中国建筑工业出版社，2010.