房建工程中防水混凝土結構防滲漏施工工藝

1 引言

施工工藝水平的逐漸提高推動了建筑行業的快速發展，防滲漏施工是建筑施工中的重點內容。 當前國內外已經對房屋混凝土結構的滲漏問題提出了許多建設性的方案， 對屋面設置防水層、清除老化防水層、運用具有更強耐久性的材料等方法被廣泛應用到建筑施工當中。 本文中對于防滲漏工藝的研究， 著重將工藝研究重點放在改善混凝土結構本身的性質上， 希望能夠通過規范細化的混凝土施工工藝來保障建筑的防滲漏效果。

2 防水混凝土的制備要求

當前我國對于房建工程建設擁有明確的質量標準， 為達到保障建筑安全的要求，對于房建工程中防水混凝土的施工，需要依據工程現場的實際情況來確定混凝土的厚度， 混凝土的墊層厚度需要超過100 mm，對于部分軟土地基墊層厚度需要達到150 mm 以上，混凝土的強度等級在C15 以上。在防水混凝土的防滲漏性能方面， 抗滲結構的整體厚度需要超過250 mm，最大縫寬通常為0.2 mm，迎水面保護層的厚度需要超過50 mm，同時還需要滿足腐蝕系數大于0.8 的要求，對于未能夠達到腐蝕系數標準的混凝土結構， 需要采用適當的防腐措施[1]。 防水混凝土的受熱溫度一般以80 ℃為標準，如果混凝土澆筑過程中的溫度超過這一標準， 就需要及時采取隔熱措施。

3 防水混凝土結構防滲漏施工工藝

3.1 混凝土攪拌與運輸

在防滲漏施工工藝中， 首先需要基于房建工程所在區域的地理和氣候環境以及抗滲等級要求的不同， 選擇用于施工的防水混凝土材料。 通常情況下， 水泥品種的強度需要超過32.5 MPa，水泥用量需要超過300 kg/m3，并保證防水混凝土抗滲水壓值能夠超過0.2 MPa[2]。 本文在對防滲漏施工工藝進行研究時，選擇我國東北部的寒區房建工程為例，重點從防滲漏和溫度對混凝土裂縫影響的角度來探討防水混凝土結構的防滲漏施工工藝效果。 表1 是某一寒區房建工程應用的混凝土配合比情況，基于這一前提，在分析中選擇水泥、河砂和粗骨料作為混凝土配合的主要材料， 且粗骨料的粒徑在5~40 mm的范圍之內。

表1 寒區房建工程C30 混凝土配合比

在明確混凝土配置材料之后，首先需要按照石子、砂子、水泥、外加劑以及水的順序依次加入并進行緩慢攪拌。 在攪拌中，將施工現場的泵送商品混凝土坍落度控制在14~16 cm 范圍之內，攪拌坍落度在6~8 cm 的范圍之內。 在投料之后，需要按照先干拌再加水的順序， 并將干拌和加水后的攪拌時間都控制在1~2 min，加水的頻率為3 次。 在獲得混合的混凝土原料之后，需要將混凝土運輸到施工現場。 在施工現場距離較遠的情況下，為了保證混凝土輸送的連續性和均衡性，不僅需要將運輸的間隔時間控制在1.5 h 以內，還需要向混凝土中摻入適量的緩凝劑、木鈣摻量為2.5%~3%倍減水劑。如果運輸到施工現場的混凝土出現離析現象， 則需要在施工現場進行二次拌和之后再進行混凝土的澆筑施工。

3.2 混凝土澆筑

在進行混凝土澆筑施工的過程中， 需要在距離底板表面200 mm 以上的墻體位置預留橫向施工縫。如果建筑墻體本身在這一部分存在孔洞， 則需要將底板與橫向施工縫之間的距離擴大到300 mm 以上。 對于施工縫的加工處理，通常需要基于房建工程的施工要求，選擇凸縫、階梯縫或平直縫和金屬止水片相結合的方式來施工， 應用這些方式施工能夠形成企口縫。 在此基礎上配合粘貼止水條的方式，能夠有效保證垂直施工縫封堵效果。 在現場符合實際施工要求的情況下，還可以將施工縫的處理與后澆帶施工結合起來， 能夠進一步提高防水混凝土結構的防水防滲漏效果。

對于施工縫混凝土的澆筑， 需要事先做好鑿毛處理和清潔工作，并在混凝土澆筑部分鋪墊厚度在2~3 cm 范圍之內的水泥砂漿，對于砂漿的鋪墊需要分為40 cm 和50~60 cm 兩個階段[3]。 如果在實際施工中混凝土的下落高度沒有超過2 m，可以直接讓其以自由傾落的方式澆筑， 如果高度超過2 m，則通常需要借助串桶和溜槽下落。 而在實際澆筑施工的過程中，需要始終堅持以保證混凝土的密實度為目標， 在應用機械設備對混凝土進行振搗的過程中，結合現場實際的施工情況，將振搗時間控制在10 s 左右， 并嚴格依據混凝土振搗的相關操作順序和要求。

3.3 混凝土養護和拆模

從防水混凝土自身的性能來看， 防滲漏效果主要會受到混凝土裂縫的影響， 而混凝土裂縫主要是混凝土受到外界環境溫度變化引起的。 在這種情況下，對于混凝土的養護和拆模就需要重點考慮溫度變化對混凝土造成的影響。

結合本文中選取的寒區房建工程來看， 溫度變化一方面來自外界氣候環境的影響， 另一方面主要來自混凝土結構傳熱系數的影響。 考慮到防水混凝土結構主要會受到自然和室內兩個環境下傳熱變化的影響， 在對防水混凝土的傳熱系數進行計算時，需要用到式（1）：

式中，Φ 為熱量；Δt 為自然與室內環境的溫度差；δ 為發生熱傳導物體（混凝土）的厚度；A 為傳熱物體的截面積；λ 為物體（混凝土）的導熱系數；R 為熱傳遞過程中的阻力。

在計算防水混凝土熱量之后，還需要應用牛頓冷卻公式：

式中，q 為對流傳熱過程中產生的熱傳遞量；Δt1為混凝土表面與流體間的溫度差；h 為表面傳熱系數。

然后還需要應用式（3）和式（4）：

式中，Pr 為普朗特數，代表流體中動量擴散和熱擴散能力的比值；a 為熱擴散率；v 為流體的運動黏度；Cp為比定壓熱容；η 為流體的動力黏度；l 為換熱表面的特征長度；Nu為流體溫度梯度。

在獲得傳熱系數的相關結果之后， 還需要依據房建工程對于防水混凝土結構施工的質量標準， 對傳熱系數的結果是否滿足實際房建工程的需要進行對比， 用以驗證防水混凝土施工的質量效果。

在混凝土養護的過程中， 除了需要計算混凝土的傳熱系數之外， 還需要考慮到房建工程所在位置的自然和氣候環境情況。 以本文中選取的某一寒區房建工程為例，在混凝土養護過程中需要重點考慮混凝土是否能夠滿足凍融循環的要求，在保證混凝土防滲漏效果的同時，也能夠提升保溫效果。

具體而言，在寒冷地區的房建工程中，混凝土結構很容易出現凍融循環現象。 這一現象主要是由于混凝土表面在最先感受到外界環境溫度變化的情況下， 混凝土的外表面和內部之間會產生較大的溫差，從而產生內應力，最終導致混凝土表面疏松并出現剝落的情況，導致混凝土出現凍融循環破壞。 從本質上來說，混凝土的凍融循環損傷具有不可逆性，在凍融循環作用逐漸增強的情況下， 混凝土表面產生的孔洞和裂縫也就越多。 基于這一現象原理，依據式（5）對混凝土受不同次數凍融循環后的表現形態進行分析。

式中，ΔWn為發生凍融循環現象后混凝土結構的質量損失率；W0為初始狀態下混凝土的質量；Wn為發生凍融循環現象后混凝土的質量。

將相應的數據結果代入式（5）中，得到的結果如圖1 所示。

圖1 凍融循環與質量損失率關系曲線

依據圖1 可以發現，在凍融循環次數逐漸增加的情況下，混凝土的質量損失會增加。 在混凝土裂縫也不斷發展的同時，考慮到混凝土本身在融化過程中處于飽水狀態， 相應的混凝土的質量損失值均為負數。 為了緩解這一現象對混凝土防滲漏和保溫效果造成的影響， 在實際房建工程中采用預埋暖管的方式， 能夠將混凝土的質量損失率控制在一個較為合理的范圍之內，從而有效降低混凝土出現裂縫的概率。 在混凝土的強度達到設計強度的70%時， 可以將混凝土結構中的模板拆除， 在拆模的過程中也需要注重混凝土結構表面與自然環境之間的溫度差， 一般需要將二者之間的溫度差控制在15℃以內，才能夠盡可能減少裂縫情況的出現，提升混凝土結構的防滲漏效果。

3.4 防滲漏處理

在防滲漏施工工藝中， 還需要重點關注混凝土結構的基本防滲漏處理部分。 對于混凝土結構的防滲漏處理，主要包括施工縫、結構變形縫、后澆縫、穿墻管道、預埋件以及穿墻螺栓6 個方面的內容。 以施工縫和結構變形縫為例，在進行混凝土的防滲漏處理時，需要注意施工縫位置的選擇，盡可能讓施工縫和變形縫能夠結合起來。 在實際封堵施工縫的過程中，需要注意保證接縫強度滿足1.2 MPa 的標準， 對于不同材料的止水板、止水條的應用，也需要保證安裝位置的準確性。 而對于結構變形縫的施工處理， 則需要在保證混凝土密實性的基礎上，讓混凝土的澆筑和振搗施工同時進行，并注重各種不同防水材料位置的選擇， 將防水封堵材料的填縫距離和防水砂漿的鋪設厚度控制在20 mm 左右。 需要注意的是， 在對防水混凝土結構進行防滲漏處理的過程中， 也需要注重混凝土的養護工作。

4 結語