地下混凝土結(jié)構(gòu)自防水施工細(xì)節(jié)分析

關(guān)鍵詞：自防水 混凝土結(jié)構(gòu) 施工控制

　　前言

　　隨著社會的發(fā)展，工業(yè)與民用建筑為滿足生產(chǎn)和生活上的需求，或充分利用空間，高層建筑、小高層、小區(qū)建設(shè)都設(shè)有地下商場、車庫或人防設(shè)施。由于混凝土本身不密實或混凝土中水泥凝結(jié)硬化和環(huán)境變化而產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致裂縫和滲水，影響使用效果。

　　1、自防水混凝土的理論基礎(chǔ)

　　大多數(shù)有機和無機膠結(jié)材料在固化過程中會產(chǎn)生化學(xué)收縮及引起的內(nèi)應(yīng)力，而水泥無機膠結(jié)材料還會由于多余水分的蒸發(fā)而留下孔隙并干縮引起內(nèi)應(yīng)力。因此要達(dá)到體積穩(wěn)定的高性能自防水混凝土，必須具有這樣的組織結(jié)構(gòu)，即無論水泥石或混凝土都必須有最大可能的密實度，也就是說水泥——水體系中的游離水區(qū)應(yīng)為水化產(chǎn)物均勻而最密實地填充著，并且在水泥的凝結(jié)和硬化過程中所產(chǎn)生的密實作用沿著整體迅速而均勻地產(chǎn)生，達(dá)到組織均勻和晶體細(xì)化效果，同時在硬化過程中又沒有產(chǎn)生顯著的內(nèi)應(yīng)力。因此設(shè)法改變混凝土的硬化條件，便可能獲得體積穩(wěn)定、均勻密實且沒有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土，而且還能防止混凝土出現(xiàn)低應(yīng)力脆性破壞，達(dá)到抗裂防滲，保證自防水混凝土建筑物的耐久性。

　　2、普通混凝土不能防水的原因

　　2.1水泥用量的影響

　　水泥是用來填允砂的空隙，包裹砂的表面，硬化前起潤滑作用，硬化后起粘結(jié)作用。故沒有水泥的混凝土是不存在的，但水泥用量過多會給混凝土帶來很多害處。

　　2.1.1化學(xué)收縮硬化水泥石的內(nèi)部留有空隙，是因為水泥——水系統(tǒng)在水化反應(yīng)后，生成物的平均密度大于反應(yīng)物的平均密度，所以導(dǎo)致其凈體積的減縮。水泥或其它礦物水化時亦有程度不同的類似現(xiàn)象發(fā)生。

　　2.1.2干縮

　　水泥水化反應(yīng)后結(jié)合水只有水泥的23％左右，而普通C30混凝土采用42.5級水泥其水灰比為0.5左右，若采用32.5級水泥其水灰比為0.46左右，其中超過的多余水份在潮濕的環(huán)境中以自由水形態(tài)留在混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔內(nèi)，而在干燥和風(fēng)速大的環(huán)境中，表面自由水迅速蒸發(fā)，引起連通孔隙并干縮產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。所以說水泥漿越多給混凝土帶來更多的孔隙和收縮引起的內(nèi)應(yīng)力。這就是為什么同一水灰比的條件下，水泥漿量過多反而強度降低的基本原因。

　　2.1.3水化熱

　　由于混凝土結(jié)構(gòu)日趨大型化和復(fù)雜化，多數(shù)選用高強度等級早強型水泥和采用較大的水泥用量，其水泥的水化熱是使混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一。這種水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣含量高，故水化快，早期強度高，但是水化熱高和收縮大。如果強度籌級越高、用量越大，對混凝土的抗裂、防滲越不利。

　　2.2骨料的影響

　　2.2.1石子

　　不論是卵石或是碎石，它們的顆粒級配是相當(dāng)重要，級配好的石子它的空隙率小，用于填充空隙的砂也少，所以在同一水泥漿數(shù)量的情況下，因最優(yōu)砂率的減小，砂之間潤滑層增厚，混凝土坍落度增大，和易性好，增加混凝土的密實性。另一方面石子之間咬合力好，減少收縮，增加抗裂、防滲透效果。

　　2.2.2砂

　　砂的細(xì)度模數(shù)在2.4——2.9范圍內(nèi)為優(yōu)，同時要求級配好、雜質(zhì)含量少。這樣砂的空隙少，同樣水泥漿量情況下，砂之間的潤滑層增厚，混凝土的坍落度大，和易性好，抗裂防滲效果好。

　　2.3外加劑和摻合料品種選擇的影響

　　外加劑和摻合料在普通混凝土中的應(yīng)用已很多，但一方面有顧慮，另一方面對它們品種、摻量選擇不當(dāng)，不但沒有效果，還會帶來許多問題，如均勻性、密實性、內(nèi)應(yīng)力等，影響混凝土的自防水等性能。

　　2.4配合比的影響

　　正確配合比理論應(yīng)是：石子是骨架，砂是填充石子空隙，水泥漿是填充砂的空隙和包裹砂的表面起潤滑和膠結(jié)作用。故正確的配合比應(yīng)該是級配石子的堆積容重最大，砂率最優(yōu)，在滿足坍落度要求的條件下，水泥漿數(shù)量應(yīng)最少。但是現(xiàn)有混凝土配合比試驗方法是先確定水泥漿數(shù)量，而后確定砂、石。這種方法必然是水泥漿多，砂也多，石子偏少的配合比，影響混凝土的抗裂防滲效果。

　　2.5施工工藝與環(huán)境的影響

　　混凝土工程從澆搗至使用都在大氣環(huán)境中，采用相應(yīng)的施工工藝和養(yǎng)護方法過去往往缺乏經(jīng)驗或重視不足，也是造成混凝土自防水能力差的原因。

　　3、自防水混凝土施工技術(shù)

　　3.1原材料選擇

　　選擇32.5級水泥配C30、S8混凝土在水泥用量、水灰比上均比較合適，故選用32.5級水泥；在碎石選用上，采用試驗的最優(yōu)級配為5—20mm級配碎石和20—40mm級配碎石按3：7配比，級配良好，空隙率最低；砂選用中砂；現(xiàn)場攪拌選用高效減水劑，水劑為水泥用量的1.4％，粉劑為水泥用量的0.55％。采用Ⅱ級粉煤灰以及摻入水泥用量的6％膨脹劑。采用外加劑和摻合料的目的就是要改善混凝土性能，達(dá)到抗裂、防滲，增加耐久性，但是如果對外加劑和摻合料的品種數(shù)量在不同環(huán)境條件下選擇不當(dāng)，也會起相反的效果。

　　3.1.1粉煤灰

　　在改善混凝土性能方面粉煤灰起著非常重要的作用，由于粉煤灰在混凝土中具有火山灰效應(yīng)、滾珠效應(yīng)、增密效應(yīng)，故能改善混凝土和易性，減少水化熱，增加混凝土的密實度，更主要是它能與混凝土中大量沒有強度和溶于水的Ca(OH)2起反應(yīng)，一方面提高了混凝土的抗侵蝕性，另一方面減少了界面過度區(qū)中定向排列的Ca(OH)2晶體，并形成強度高的水化硅酸鈣，增強了水泥石與骨料表面的粘結(jié)強度，對混凝土的抗?jié)B、后期強度起著關(guān)鍵的作用。

　　3.1.2減水劑的品種、摻量

　　選擇減水劑的品種、摻量必須依據(jù)環(huán)境、施工方法、混凝土體積大小而定，切勿一律一樣，否則起相反效果。因現(xiàn)場攪拌，混凝土量又大，我們選擇了緩凝高效減水劑，而且摻量也不大，對改善混凝土和易性，防止泌水引起的不均勻性有很好的效果。

　　3.1.3膨脹劑

　　采用硫鋁酸鈣型的膨脹劑，其作用是使原體積減縮24％的鋁酸三鈣和變成體積增加150％的水化硫鋁酸鈣，這種晶體是由纖維組成。不但能增加混凝土的密實性，減少收縮內(nèi)應(yīng)力和孔隙周邊產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且這種礦物質(zhì)纖維對抑制混凝土收縮起很大的作用。膨脹劑摻量應(yīng)據(jù)環(huán)境、混凝土體積大小而定，不宜過高，否則不但影響早期強度，而且在混凝土硬化后將起破壞作用。

　　3.2配合比試驗研究

　　確定混凝土最優(yōu)配合比的研究方法是依據(jù)混凝土四種組成材料作用原理來定的：在確定該等級混凝土的水灰比后，首先采用最大堆積容重法確定二級石子之間的最優(yōu)比例；其次試驗確定砂、石的最優(yōu)砂率和水泥漿的用量，最后根據(jù)水灰比大小，確定水、水泥的用量，用這種方法找到最優(yōu)的混凝土配合比

　　3.3現(xiàn)場施工控制

　　(1)嚴(yán)格控制各種材料用量的基本準(zhǔn)確，使計量偏差在允許范圍之內(nèi)，并對砂石的含水量進行調(diào)整。(2)嚴(yán)格控制攪拌時間，保證混凝土拌合物的均勻性，采用自落式攪拌機比普通混凝土延長30s以上，采用強制式攪拌機則延長15s以上。(3)采用二次加水法，減少石子表面的水灰比，增加水泥砂漿與石子表面的粘結(jié)性，改善混凝土的骨料界面力學(xué)性能。(4)指定專業(yè)的振搗混凝土技術(shù)工，做到既防過振又防漏振，保證振搗后混凝土達(dá)到最大的均勻密實，增強混凝土中石子之間的咬合，提高混凝土的強度。

　　3.4側(cè)墻、底板施工控制

　　一般側(cè)墻施工時，與地板交接處先倒入一些砂漿，以防交接處出現(xiàn)缺陷。我們的做法是不倒入砂漿，而是在最下層30cm混凝土的配合比中減少300kg／m3石子，施工實踐證明既好振搗，又保證地板與側(cè)墻交接處無滲水現(xiàn)象，效果好。

　　4、結(jié)束語

　　通過長期試驗和現(xiàn)場應(yīng)用研究，認(rèn)為保證混凝土的均勻性、提高密實度和減少內(nèi)應(yīng)力是決定混凝土高性能的基本條件。所以加強施工中的各個工序的嚴(yán)格操作，不但保證混凝土工程的質(zhì)量，而且又可節(jié)約許多材料，縮短工期，節(jié)省成本。(2)對于保證混凝土工程的質(zhì)量，正確選擇合格的材料是相當(dāng)重要，防止那種認(rèn)為選擇材料質(zhì)量越好、用量多的主觀想法。