鋼筋混凝土屋面防水技術研究

摘要：本文著重針對混凝土平屋面的幾個主要滲水原因進行理論分析和實踐調查，對如何做好屋面結構防水進行研究和探討。

關鍵詞：鋼筋混凝土 屋面防水 裂縫 養護

1、前言

建筑屋面是經受雨水最直接、受水面積最大、最易積水的部位，坡屋面因坡度大而不易積水，相對而言滲漏比例較小，鋼筋混凝土平屋面雖然結構簡單實用，可利用屋面安裝各種設施和供人們休憩活動之用，但存在許多滲漏隱患，要做好屋面防水首先須查清屋面滲漏的原因，才能對癥下藥。故本文著重針對混凝土平屋面的幾個主要滲水原因進行理論分析和實踐調查，對如何做好屋面結構防水進行研究和探討。

2、鋼筋混凝土屋面結構漏水主因分析

在人們的思想觀念中，較多強調柔性材料外防水技術，而忽略了鋼筋混凝土結構自防水才是建筑物防水的根本，為此我們須建立防水的新概念，首先做好結構自防水，鋼筋混凝土結構能做到不裂不滲，才能建立防水的永久防線，達到工程界夢寐以求的目標。

鋼筋混凝土建筑屋面的滲水與裂縫有著直接的關系，特別是建筑屋面，一年四季經受風吹雨打，日光暴曬，溫差變化極大，環境的惡劣使裂縫極易產生，而混凝土現澆屋面裂縫的出現是導致屋面滲水的最主要因素。近年來，隨著工程規模的日趨擴大，結構形式的日益復雜，超長超厚結構的不斷增多，建筑裂縫的大量出現越來越困擾著工程界。尤其是屋面建筑裂縫的出現引起的滲漏水，已經嚴重到影響的人們正常的生活和生產，成了急待解決的問題。

混凝土建筑屋面出現裂縫，主要由于三方面原因引起:一是結構不均勻沉降引起屋面開裂;二是混凝土干縮和溫度收縮引起;三是施工管理和質量問題。最主要的原因是混凝土在限制條件下的收縮，收縮分干縮、冷縮、早期塑性收縮與自收縮四種，當收縮變形超過混凝土極限延伸率時、或收縮產生的應力超過當時混凝土的抗拉強度時就開始出現裂縫。在工程實踐中，因荷載應力引起的結構性裂縫只占20%，而因溫度、濕度變化引起混凝土干縮、冷縮、膨脹徐變等變形裂縫達到80%。可以說，絕大部分產生裂縫的屋面結構安全并沒有受到影響。但裂縫造成的滲漏現象卻是不容忽視的。

3、控制鋼筋混凝土樓屋面板裂縫的措施

3.1施工中應采取的主要技術措施

樓面裂縫的發生除以陽角45度斜角裂縫為主外，其他還有較常見的兩類:一類是預理線管及線管集散處，另一類為施工中周轉材料臨時較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區域。現從施工角度進行綜合分析，并分類采取以下幾項主要技術措施。

⑴重點加強平屋面上層鋼筋網的有效保護措施

屋面上部鋼筋在板中抗拉受力，起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差裂縫發生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在上下有合理的保護層前提下才能確保有效。在實際施工中，屋面下層的鋼筋網在模板的依托下保護層比較容易正確控制。而上部鋼筋由于施工人員踩塌或振動棒的振搗易落至底部失去保護作用，故在施工中應設置墊塊將上部鋼筋墊起，縱橫向的墊塊間距限制在1米左右。

⑵預埋線管處的裂縫防治

預埋線管，特別是多根線管的集中處，因截面混凝土受到較多削弱而引起應力集中，是容易導致裂縫發生的薄弱部位。當預理線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設走向不垂直于混凝土的收縮和受拉方向時，一般不會發生樓面裂縫。反之，當預埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設走向垂直于混凝土的收縮和受拉力向時，就很容易發生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集中處，應加強增設垂直于線管的短鋼筋網。建議增設的抗裂短鋼筋采用中6~8，間距≤150mm，兩端的錨固長度應不小于300mm。

線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處可采用線盒，同時在多根線管的集中處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實。并且當線管數量眾多，使集散口的截面混凝土大量削弱時，宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各212的井字形抗裂構造鋼筋。⑶加強對樓面混凝土的養護

從施工上說，混凝土的養護是控制裂縫的重要手段，必須采用保溫保濕的養護技術，并盡量利用其后期強度(60天)。混凝土的保濕養護對其強度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養護可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫發生。但實際施工中，由于搶工期和澆水會影響彈線及施工人員作業，因此屋面混凝土往往缺乏較充分和較足夠的澆水養護延續時間。為此，施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周左右的妥善保濕養護，并建議采用噴養護液進行養護，達到降低成本和提高工效，并可避免或減少對施工的影響。

3.2從改善混凝土材料性能上來提高屋面防水效果

從材料性能上來說，混凝土的結構自防水方法大致有二種，一種是骨料級配法，即以特定比例的砂、石、骨料級配來配制混凝土，以減少由于滿足施工流動度所需要的水泥漿量，也就減少了用水量，以保證混凝土自身較好的密實度。第二種是混凝土中加入外加劑以改善混凝土的性能，應用外加劑是提高混凝土抗滲性的有效措施，主要是將減水劑、引氣劑、氯化鐵及三乙醇胺等外加劑摻入混凝土中以生成某些膠凝物質，堵塞毛細管路，改善孔結構，降低孔隙率或增加某些密實度來達到防水的目的，隨著混凝土施工技術的進步，商品混凝土的普及，混凝土外加劑已逐步成為混凝土中不可缺少的部分。在外加劑品種中，除減水劑外，近年來發展較快、應用數量最多的當屬混凝土膨脹劑了。構筑物的滲水與裂縫有直接關系，而裂縫的產生除了荷載應力和不均勻沉降有關外(約20%)，主要由于混凝土干縮、冷縮、膨脹和徐變等變形裂縫引起，當收縮變形超過混凝土極限延伸率時，或收縮引起的應力超過當時混凝土的抗拉強度時就開始出現裂縫。膨脹劑在混凝土中的運用，可以使混凝土減少收縮或不收縮甚至產生微膨脹，補償收縮混凝土，從而達到了抗裂的目的，解決了混凝土中由于混凝土收縮開裂而引起的滲漏水現象。而其他外加劑不能補償混凝土的收縮。

用膨脹劑配制的補償收縮混凝土，具有顯著的抗裂防水效果，是一種優質的防水混凝土，具有抗裂抗滲雙重功能，實驗表明，摻膨脹劑配制的混凝土抗滲能力至少比一般混凝土提高一倍以上，這是因為:①膨脹劑在水泥的水產物中具有填空作用，使混凝土中的大孔變小，總空隙率減小，改善了官能團的孔結構。②在限制狀態下，可以改善混凝土的應力狀態，使其具有補償收縮的作用。

隨著建筑物不斷向高層、超高層發展，現代建筑物和構筑物越來越多地采用了超長或雙向超長結構，梁板尺寸也隨之加大，采用普通混凝土作剛性屋面，最大弱點是混凝土的抗拉強度低，極限拉伸變形小，當收縮應變大于極限拉伸值時，混凝土就會產生裂縫，使屋面失去防水功能。以往屋面設計一般采用厚度8~12cm，配以8~10mml50×150mm雙向鋼筋，混凝土強度大于C25，考慮溫差變形，為防止混凝土收縮抗裂，超長結構施工應根據工程結構情況，每隔20~40m米須設置伸縮縫或后澆帶。而留縫不但施工麻煩，延長工期，需在40小時后或結構完工后進行填縫處理，處理不好會留下滲漏等隱患，對抗裂不利。采用UEA系列膨脹劑配制微膨脹混凝土澆筑梁板，用“膨脹加強帶”替代了原來的后澆帶，可取消伸縮縫和后澆帶，提高了結構的整體性能和防水能力，縮短了施工時間，加快了施工進度，省工，省時，綜合效益明顯。實踐證明在混凝土中摻加膨脹劑對于結構防漏防滲有著非常顯著的效果。

4、結語

綜上所述，在屋面防水工程中，必須要建立“整體防水”的概念，即從土建工程規劃設計開始，就把整體工程的防水功能及要求認真考慮、科學設計，制定出切實可行的防水工程設計方案，結構防水應和建筑外防水相結合，材料防水和構造防水、節點防水相結合，在施工過程中，土建工程施工與防水工程施工相互配合，治標兼治本，才能徹底解決屋面滲漏問題，形成行之有效的防水系統。

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