防水混凝土結構滲漏原因及控制措施

劉亞明

(太原市市政建設開發中心，山西太原 030012)

1 概述

防水混凝土結構工程包括具有一定防水能力的地下室、水泵房、水塔、水池、地下人防等，如果一旦發生滲漏，不僅嚴重影響正常使用，而且也降低了混凝土的耐久性，同時堵漏處理難度較大，耗用較多的人力、物力、財力堵漏且效果往往不佳。因此，分析結構滲漏原因，采取相應技術控制措施，防止工程結構滲漏仍是解決問題的關鍵所在。

2 結構滲漏原因分析

2.1 結構孔洞漏水

混凝土蜂窩、狗洞、麻面可導致施工孔洞的連接貫通，直接造成滲水漏水渠道;或雖未貫通，但對結構防水截面削弱減薄，使截面的抗滲能力大大減弱造成滲水。主要是澆筑時，混凝土流動性小，振搗的自流效應較低，鋼筋密集，一旦出現漏振或淺振，或模板封閉不嚴漏漿嚴重，往往出現在構件截面尺寸較小的側墻根部或拐角部位。振搗不當、脫模早，模板干燥、模板縫隙偏大漏漿所致。

2.2 構造孔隙滲水

混凝土在水化凝結硬化過程中，多余水分蒸發后，形成毛細孔道。毛細孔道的孔徑越粗，滲水可能性越大，數量越多越容易滲水;毛細孔的數量、大小與微裂縫發展狀況與骨料粒徑、水灰比、水泥品種與用量、振搗、養護密切相關。

1)水灰比。

水灰比對硬化的混凝土孔隙數量、孔隙率大小起決定作用，直接影響混凝土的密實性，在保證水泥完全水化所需用水量的前提下，水灰比越小，密實性越好，抗滲性與強度越高。但水灰比過小，造成混凝土過干，不宜振搗密實，對混凝土的抗滲不利。

2)泌水影響。

一般情況下，水灰比加大，單位用水量增多，混凝土坍落度加大;或混凝土保水粘聚性較差;或振搗時間過長;或水泥、水、外加劑存在不相容性。上述情況容易形成泌水，泌水率越大，骨料下沉越劇烈，在混凝土內形成毛細孔越多，對混凝土抗滲性影響越大，同時泌水率加大使混凝土碳化速度加快。

3)水泥用量與砂率。

在一定水灰比下，足夠水泥用量與較高的砂率可保證混凝土中水泥砂漿的數量與質量，增加流動性，并使硬化后在石子表面出現的裂縫間距加大。

4)骨料影響。

為控制混凝土中的孔隙，減少分層離析，需限制石子最大粒徑。防水混凝土石子最大粒徑不應大于40 mm，同時與鋼筋凈距、構件最小截面尺寸及泵送混凝土的管徑與泵送距離、高度有關系。

5)養護條件。

濕養護對防水混凝土非常重要，在潮濕環境中硬化，可減少混凝土中水分蒸發，降低孔隙率，減少收縮，提高密實性和抗滲性，同時濕養護減少了混凝土內的微裂縫，增大混凝土抗拉能力，提高抗裂性。防水混凝土不宜采用蒸汽養護，因蒸汽會使混凝土中毛細孔受蒸汽壓力作用而擴張，導致混凝土抗滲性急劇下降。

2.3 混凝土裂縫滲水

混凝土裂縫的形成及原因有多種:構筑物混凝土池體強度較長，地基對上部結構有約束、溫差大等原因，引起的結構混凝土的內應力，致使結構混凝土裂縫。地基不均勻沉降引起的結構性裂縫。混凝土早期養護不好，表面形成的不規則裂縫。混凝土計量、配合比不準、坍落度大或隨意加水以及澆筑速度過快與振搗不實引起的濕沉降等原因，致使較厚底板或較高的池壁混凝土表面出現較多的、不規則水平微裂縫。混凝土結構出現的裂縫寬度大于0.1 mm的表面裂縫，削弱截面加大水力梯度，并增加滲水程度，或貫穿裂縫造成直接滲水渠道。

2.4 薄弱工程部位滲漏

主要指結構的沉降縫、伸縮縫、施工縫、后澆帶、穿墻管、預埋件、固定豎向結構模板的穿墻螺栓等細部防水構造設計與施工處理不當，引起滲水。施工縫未清理干凈，未作糙化處理，直接澆筑混凝土。變形縫止水帶部位混凝土嚴重漏振或止水帶嚴重位移。

3 預防滲漏措施

3.1 材料控制

防水混凝土需按照工程防水等級，經有相應資質的試驗室進行配合比設計。原材料的質量與級配配比，對混凝土的密實性，收縮裂縫、抗滲性均有重要影響。選定配合比時，防水混凝土應通過試驗確定，其設計等級應提高0.2 MPa。

防水混凝土所用的砂、石子、水泥、水、外加劑、摻合料技術質量均應符合現行國家規范標準要求。石子的最大粒徑不宜大于40 mm，泵送時不大于輸送管徑1/4，吸水率不大于1.5%，含泥量不得大于1.0%，不應使用高堿活性骨料。砂子宜為中砂，含泥量不大于2%～3%，泥塊含量不得大于1.0%，泵送時砂率應提高，一般為35%～45%。灰砂比宜為 1∶2～1∶2.5，水灰比不得大于0.55，優先選用普通硅酸鹽水泥，水泥用量不得少于320 kg/m3，摻有活性摻合料時不得少于280 kg/m3。摻有引氣劑的防水混凝土，其含氣量宜控制在3%～5%。

為了增加混凝土防水抗滲可靠性，防水混凝土一般需摻加防水外加劑。其中多功能高效復合型防水劑對有高抗滲要求的泵送防水混凝土更為有效，同時也便于施工，避免多種外加劑復合使用可能造成的化學不相容性。

3.2 模板支設

模板應表面平整、支撐牢固、拼縫嚴密不漏漿。模板固定應避免采用穿鐵絲拉結固定。結構內部設置的緊固鋼筋及綁扎鐵絲不得接觸模板以免造成滲漏水通路線引起局部滲漏。

模板內的垃圾、木屑、泥土、積水和鋼筋上的油污等清除干凈。模板在澆筑前1 d澆水濕潤但不得留有積水，鋼模板內側應刷好隔離劑。

3.3 混凝土施工控制

1)混凝土攪拌。

防水混凝土應用機械攪拌，攪拌時間不應小于2 min。摻外加劑的防水混凝土應根據外加劑的技術要求選用攪拌時間。防水混凝土采用預拌時，入泵坍落度宜控制在120 mm±20 mm，坍落度總損失值不應大于60 mm。

2)混凝土運輸。

防水混凝土拌合物在運輸后出現離析，必須進行二次攪拌，當坍落度損失后不能滿足施工要求時，應加入原水灰比的水泥砂漿或二次摻加減水劑進行攪拌，嚴禁直接加水。

3)混凝土澆筑。

防水混凝土應連續澆筑，宜少留施工縫。

對超長、超寬、超厚大體積混凝土，要做澆筑施工方案，根據運輸、泵送能力與混凝土初凝時間確定每次澆筑寬度，為了使每次澆筑寬度不至于太小，特別是夏季高溫，混凝土初凝時間縮短，往往需要通過外加劑延緩混凝土的初凝時間。

當地下構筑物設有結構變形縫時，應以變形縫為界跳倉施工。變形縫澆筑過程中應先將止水帶下部的混凝土振實后再澆筑上部混凝土;該部位宜采用同強度等級的細石混凝土進行灌注。

4)混凝土振搗。

混凝土澆筑應分層均勻進行振搗密實，避免漏振、欠振或超振或將止水帶振偏或未按要求處理施工縫而造成滲漏水。澆筑應連續進行，分層澆筑，每層厚度不超過30 mm～40 mm，相鄰兩層澆筑時間不得超過2 h。

防水混凝土必須采用高頻機械振搗密實，振搗時間為10 s～30 s，對流動性較小混凝土相對時間可長些，特別注意不得漏振，防止形成蜂窩、麻面、狗洞，對流動性較大的混凝土相對時間可短些，防止泌水和骨料下沉。

當管道密集、預埋件和鋼筋過密處澆灌混凝土有困難時，應采用相同抗滲等級的細石混凝土澆灌。大管徑套管或面積大的預埋鋼板應設澆灌振搗孔，以便于澆灌、振搗、排氣，澆筑后進行補焊。

如地下水位較高應采取措施將地下水位降低至底板以下0.5 m，直至地下結構澆筑完成回填土完畢，以防地基浸泡造成不均勻下沉進而引起結構裂縫。

為避免混凝土泌水在構件內部產生的滲水通道，防水混凝土通常要進行復振。

5)養護。

防水混凝土的養護應盡量避免混凝土早期脫水和養護過程缺水。在常溫下，混凝土采用覆蓋澆水養護，每天澆水次數應能保證混凝土表面始終處于濕潤狀態，養護時間，不得少于14 d。大體積混凝土應同時做好測溫記錄工作，控制混凝土內外溫差不大于25℃。

拆模后地下結構應及時分層回填土并夯實，不得長期暴露以避免因干縮和溫差產生裂縫并有利于混凝土后期強度的增長和抗滲性的提高。

3.4 細部構造防水

地下混凝土結構防水工程細部構造包括:變形縫、施工縫、后澆帶、預埋穿墻管等的防水構造做法。如果細部構造做的不好，往往成為工程結構滲漏的薄弱部位，形成滲漏隱患。

1)變形縫。

包括伸縮縫和沉降縫，用于伸縮的變形縫宜不設或少設，可采用后澆帶、加強帶等代替。墻體水平施工縫不宜留在剪力彎矩最大處或底板側墻交接處，應留在高出底板上表面不小于300mm的墻體處，頂板底板不宜留施工縫。垂直施工縫應避開地下水和裂隙水較多地段，宜與變形縫相結合并按變形縫構造處理。

2)施工縫。

一般采用遇水膨脹止水條，應牢固安裝在縫表面中間位置或預留槽內。

3)后澆帶。

設在結構受力和變形較小部位，間距宜為30 m～60 m，寬度為0.7 m～1 m。后澆帶可做成平縫，結構主筋不宜在縫中斷開。后澆帶應在其兩側混凝土齡期達42 d后再采用補償收縮混凝土施工。施工前將接縫處的混凝土鑿毛、清洗干凈，保持濕潤、并刷上水泥凈漿。后澆帶混凝土的養護時間不得少于28 d。

4)預埋件、穿墻管。

在混凝土澆筑前預埋，與內墻角距離應大于250 mm，周圍混凝土應仔細澆搗密實，保證質量。模板穿墻螺栓宜優先采用三節式可拆型止水穿墻螺栓，螺桿中部加焊止水片。

4 結語

通過以上論述，說明混凝土結構工程防水關鍵在于增加混凝土密實度，改善孔結構，降低孔隙率、減少收縮，避免或減少裂縫，應通過精心施工達到結構防水的最佳效果。只有提高混凝土自身防水能力，才能可靠地更好滿足建構筑物特定使用功能的防水要求，同時提高混凝土的各項物理力學性能和耐久性能。