段效峰
(山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006)
防水混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)主要依靠組成材料的抗水性和施工密實(shí)性達(dá)到防水效果,其功能有承重、圍護(hù)及可靠的防水性能,與其他防水技術(shù)相比較,具有施工簡化,加快工程進(jìn)度、改善勞動(dòng)條件,材料易采購、節(jié)省造價(jià)等優(yōu)點(diǎn),且混凝土本身具有抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕、抗沖磨等特性,廣泛應(yīng)用于水利工程中。防水混凝土分為普通防水混凝土和摻外加劑混凝土兩類。
主要以調(diào)整混凝土配合比,控制混凝土的骨料級配和空隙,在此基礎(chǔ)上提高混凝土密實(shí)性和抗?jié)B能力。實(shí)踐表明,理論上多采用控制水灰比、水泥用量和砂率,實(shí)際施工中掌握混凝土的塌落度和振搗密實(shí)性尤為重要。
1.1.1 提高混凝土抗?jié)B性措施
一是嚴(yán)格控制水灰比?;炷僚浔戎械乃袃煞N作用:水泥水化和改善混凝土和易性。若水量過大,則多余水分在蒸發(fā)后就會形成毛細(xì)管滲水通路,水量過小,入倉振搗存在盲區(qū)、架空等情況,降低混凝土密實(shí)性和強(qiáng)度。經(jīng)驗(yàn)表明,水灰比值一般應(yīng)控制在0.5~0.6范圍內(nèi)。
二是控制水泥用量和砂率??刂坪盟嘤昧亢蜕奥适潜WC混凝土中砂漿質(zhì)量和數(shù)量的前提,能減小和改變空隙的分布率,從而提高混凝土的抗?jié)B性。通常防水混凝土中,水泥用量不低于320 kg/m3,砂率在35%~45%范圍內(nèi),灰砂比在 1∶1.5~1∶2.5 范圍內(nèi)。
1.1.2 防水混凝土材料要求
水泥選用標(biāo)號不低于400號,在不受侵蝕性介質(zhì)和冰凍作用時(shí),宜采用普通硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥;在受冰凍作用時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥,不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥;砂、石符合級配要求;水應(yīng)采用無侵蝕性的潔凈水。
1.1.3 防水混凝土配合比設(shè)計(jì)
普通防水混凝土的配合比以絕對體積法計(jì)算,根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級、強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)條件確定塌落度、水灰比、用水量等參數(shù)。防水混凝土試配與校正工作應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室承擔(dān),施工單位要做好混凝土抗?jié)B試件的取樣工作,以便及時(shí)調(diào)整。
加氣劑防水混凝土是在普通混凝土中摻加微量的外加劑配制而成。目前市場上常用的有松香酸鈉、松香熱聚物等。在混凝土中加入松香酸鈉會產(chǎn)生微小而均勻的氣泡,粘滯性增大,不容易產(chǎn)生松散離析現(xiàn)象,明顯提高了混凝土的和易性,降低了滲水作用,混凝土成型后外觀質(zhì)量提高,混凝土的抗?jié)B性及抗凍性也相應(yīng)提高。
松香酸鈉主要以控制含氣量為配制要點(diǎn),其直接影響混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。實(shí)踐證明,混凝土含氣量一般控制在3%~6%范圍,在容重不超過6%,強(qiáng)度不低于25%時(shí),混凝土抗?jié)B性能較好。同時(shí)應(yīng)注意其他參數(shù)的控制,如加氣劑摻量為水泥用量的0.03%;水灰比控制在0.5~0.6范圍內(nèi)。
使用三乙醇胺防水劑,先在混凝土拌合水中加入均勻后再拌合混凝土,其抗?jié)B性能良好,施工簡便,易于質(zhì)量控制。主要是通過對水泥水化起加快作用,增多水化物,使水泥石結(jié)晶變細(xì)、密實(shí),從而提高混凝土的抗?jié)B性。
三乙醇胺防水劑配制方便,直接采用市場成品,使用前按比例溶與拌合水中,濃度適當(dāng)即可。選用時(shí)要注意以下幾點(diǎn):一是采購時(shí)要保證質(zhì)量要求,按比例配制,充分?jǐn)嚢柽_(dá)到完全溶解;二是提前在拌合水中均勻攪拌;三是常溫、夏季及靠近高壓、大型直流電源的防水工程多選用1號配方,冬季多選用2號和3號配方。
氯化鐵防水混凝土是在普通混凝土中摻入適量的氯化鐵防水劑形成,具有抗?jié)B性良好,施工簡便,材料易購等優(yōu)點(diǎn),多用于長期貯水的工程。氧化鐵防水劑由氧化鐵和鹽酸在常溫下按適當(dāng)比例,經(jīng)反應(yīng)形成深棕色氯化鐵溶液后,添加硫酸鋁制成。主要材料為氯化鐵、鹽酸和硫酸鋁。
混凝土配制時(shí),氯化鐵防水劑摻量一般控制在水泥用量的2.5%~5%,水灰比一般為0.55~0.6。拌合水量計(jì)算應(yīng)扣除防水劑中的含水量。氯化鐵防水劑要符合質(zhì)量要求,配料準(zhǔn)確,與三乙醇胺防水混凝土配制相同,先在拌合水中稀釋均勻后再拌合混凝土,嚴(yán)禁直接加入水泥或骨料中。
施工前充分做好準(zhǔn)備工作,首先制定施工組織設(shè)計(jì)(擬定施工方案、技術(shù)措施及質(zhì)量管理),施工期間做好降排水工作,保持干地條件。防水混凝土的施工配合比應(yīng)委托相應(yīng)資質(zhì)的試驗(yàn)站試配確定,并在施工中發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整,嚴(yán)格控制水灰比、塌落度。
防水混凝土模板選用要滿足強(qiáng)度和剛度要求,其表面光潔平整,使用螺栓拉桿要在中間部位加設(shè)止水片,以免形成滲水通道。
防水混凝土采用機(jī)械攪拌方式,投料準(zhǔn)確,攪拌時(shí)間不低于3 min。
混凝土的運(yùn)輸應(yīng)采用混凝土攪拌專用車,運(yùn)輸時(shí)間控制在30 min內(nèi),初凝前澆筑完畢,若出現(xiàn)泌水離析現(xiàn)象,可加入適量的原水灰比的水泥漿重新拌合。
施工縫是防水最薄弱的部位,應(yīng)做到減少或盡量不留,水池底板應(yīng)連續(xù)澆筑,最低水平縫離底板面不小于20 cm,距穿墻孔邊緣不小于30 cm;施工縫的斷面可采用平口、企口和鋼止水等方式。
混凝土振搗點(diǎn)控制在50 cm以內(nèi),時(shí)間10~20 s內(nèi),振搗以開始泛漿至無氣泡為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。
混凝土拆模后,地上部分應(yīng)覆蓋、灑水、濕潤養(yǎng)護(hù),地下部分應(yīng)及時(shí)回填,以免因干縮和溫差產(chǎn)生裂縫,有利于混凝土后期強(qiáng)度和抗?jié)B性的提高。
防水混凝土結(jié)構(gòu)的滲漏直接關(guān)系到工程的運(yùn)行安全,因此在施工中要做好預(yù)防措施,并對預(yù)埋件、止水及管道等細(xì)節(jié)部位加以重點(diǎn)控制,做到設(shè)計(jì)合理、施工順序正確,措施處理得當(dāng),材料配合比準(zhǔn)確,有效避免防水混凝土結(jié)構(gòu)的滲漏問題,工程質(zhì)量完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外,由于防水混凝土結(jié)構(gòu)不宜承受劇烈振動(dòng)、沖擊和高溫、侵蝕水的作用,在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對防水混凝土結(jié)構(gòu)的防腐等技術(shù)處理措施。