污水處理構筑物混凝土結構的防水技術

胡文勇

隨著人們對環境保護的日益重視和國家“節能減排”政策的深入貫徹,近年來環境工程治理項目越來越多。由于目前環保工程技術尚不成熟、技術力量弱和工期要求緊等原因,導致一些環境污染治理項目工程質量差,影響工藝運營和工程壽命。在污水處理工程項目中,容易出現混凝土構筑物裂縫漏水等問題[1]。而對污水處理構筑物防水技術,尚未見相關報道。

1 混凝土防水結構設計

1.1 防水混凝土設計

污水處理構筑物通常采用防水混凝土,防水混凝土是通過提高混凝土的密實度,減少混凝土內的滲透孔道,截斷孔道與大氣之間的連接,以防止水滲入混凝土。常用的防水混凝土有：骨料級配防水混凝土和改性混凝土。

骨料級配防水混凝土是通過改善水泥品種、砂石級配、含砂率、水泥量、水灰比等方法而提高混凝土的防滲性。水泥要求抗滲性好、泌水性小、具有一定的抗蝕性,宜使用普通硅酸鹽水泥和火山灰水泥,可加入適量三乙醇胺等防水劑提高防水性能。砂石采用連續級配,由2種～3種粒徑范圍組成,可適當提高含砂率和增加水泥用量,來提高混凝土的密實度[2]。常用配量為每立方米混凝土中含300 kg～350 kg水泥,含砂率 35%～45%,砂灰比1∶2～1∶2.5。水泥量較少時,可摻入0.05 mm～0.15 mm 的石英石粉等細骨料提高混凝土密實度。

改性混凝土包括加氣混凝土、三乙醇胺混凝土、減水混凝土和密實劑混凝土等。加氣混凝土常用松香酸鈉或松香熱聚物等作為加氣劑,摻入到普通混凝土中形成切斷空氣孔道的無數微小氣泡,提高混凝土的防滲性。在普通混凝土中摻入0.05%的三乙醇胺而大大提高防滲性形成的混凝土稱為三乙醇胺防水混凝土。減水混凝土是指在普通混凝土中摻入MF,HNO,木質素磺酸鹽等減水劑,改善泌水性,提高防水性能。

1.2 防水層

在污水處理構筑物混凝土結構主體澆筑完后,將基面清剔干凈,在表面可以涂抹防水層,進一步提高防水性。包括普通水泥砂漿防水層、改性砂漿防水層、有機涂料防水層。

普通水泥砂漿防水層多采用五層做法,如圖1所示。里層水泥漿水灰比0.36～0.40,面層水泥漿水灰比0.55～0.60,水泥砂漿配比一般為1∶2.5,水灰比一般為0.40～0.45。

在普通水泥砂漿中摻入各種防水劑,可提高砂漿的密實性和抗滲性,稱為改性砂漿防水層。例如,摻入3%的氯化鐵防水劑,水泥砂漿抗滲標號可以從S2提高到S6～S8。做法參照圖1。

隨著有機合成材料工業的迅猛發展,有機防水涂料越來越多的應用到混凝土防水工程中。有機防水涂料種類繁多,常用的有聚苯烯涂料、偏聚乙烯共聚乳液防潮涂料、聚乙烯醇縮丁醛涂料、氯丁橡膠—瀝青防水涂料等。

1.3 結構縫防水

在污水處理混凝土池尺寸較長、地基條件不好時需考慮留設結構縫。在結構縫處應設置2道～3道止水帶(見圖2),按照最低標高處計算止水帶所承受水壓確定止水帶強度。常用的止水帶有橡膠止水帶、不銹鋼止水帶、銅片止水帶等。止水帶需通長設置,中間不允許有壓縫,不銹鋼和銅片止水帶中間接口可用焊接。

2 污水處理構筑物防水施工

2.1 混凝土澆筑和養護

首先根據混凝土設計強度等級、抗滲標號和施工季節與澆筑要求進行混凝土拌料,混凝土振搗要密實,不要漏震,也不要過震。構筑物底板面上的粗鋼筋處,容易在振搗后和初凝前出現早期塑性裂縫或沉降裂縫,可以通過控制下料和二次振搗消除,以免成為混凝土的缺陷,導致應力集中,影響溫度收縮裂縫的防治效果[3]。拆模時間按施工規范的規定,如果由于施工不周出現個別蜂窩麻面或裂縫,可用UEA砂漿進行修補。混凝土硬化12 h后進行澆水養護,養護時間不少于14 d。對于冬季澆筑或大體積混凝土,要進行保溫保濕養護。夏季要注意灑水降溫養護。

2.2 施工縫處理

混凝土池體施工縫在澆筑前需清理干凈混凝土表面的雜物和浮漿,并鑿毛后用高壓水沖洗干凈。澆筑混凝土前,先澆一層(50 mm厚)同標號的水泥砂漿后再澆筑混凝土。后澆加強帶在澆筑混凝土前,施工縫位置也需鑿毛,清洗干凈,再用膨脹混凝土進行澆筑。

為增強污水處理構筑物的混凝土防水性能,可在施工縫處通長設置BW止水條,BW止水條是由主體材料和膠結材料組成的帶有粘性的條狀固體,可利用其自身的粘性,在混凝土澆筑前直接粘貼在混凝土表面,使之遇水膨脹,堵塞施工縫,達到可靠的止水防漏要求。具體作法見圖3。

3 污水處理構筑物混凝土裂縫修補

污水處理構筑物在使用過程中,一旦出現混凝土裂縫,會影響混凝土的強度和耐久性,可引起滲漏、保護層剝落、鋼筋腐蝕、混凝土碳化等,將影響構筑物的使用壽命。混凝土防水補漏方法包括剛性防水補漏和化學注漿補漏,使用的材料有水泥砂漿、防水砂漿、化學漿液、瀝青等。

對一般裂縫漏水,應先將裂縫部位制成“八”字形邊坡溝槽,深約30 mm寬約15 mm,沖刷干凈后,將水泥膠漿捻成條形,待膠漿凝固時,迅速堵于溝槽中并擠壓密實,裂縫過長時分段堵塞,堵塞完后,應在表面加抹一層素灰和一層砂漿保護。當滲漏面積較大時,在堵完裂縫漏水還應將整個結構表面鑿毛洗凈濕潤,采用剛性防水五層做法,進行全面處理或允許情況在內部表面澆搗一層60 mm～100 mm厚的細石防水內套,伸縮縫處設橡膠伸縮片。水泥膠漿的配制,可將防水劑摻入水泥漿中配成。

當混凝土裂縫較深時,通常采用化學注漿,將一定的化學材料配制的漿液,用壓送設備灌入裂縫中,使其擴散、凝固,達到防滲、堵漏、補強的目的[4]。化學漿材一般選用環氧樹脂、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等。

化學注漿施工時首先將裂縫鑿成V形槽,將表面清除干凈,根據滲漏情況,確定注漿孔,進行鉆孔埋管,埋管間距一般為0.5 m～1.5 m;然后進行嵌縫止漿,嵌縫材料一般用環氧灰漿、聚氨酯嵌縫膏或水泥砂漿;注漿時一般由漏水量小向漏水量大的方向傾斜,由周邊中心自下向上進行,注漿完成后用水泥砂漿將注漿孔口封堵。

[1]韓洪軍.環境工程土建概論[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社,2008.

[2]羅丁石.地下室混凝土澆筑施工技術應用研究[J].四川建材,2008(2)：144-145.

[3]朱新華.現澆混凝土防滲渠道施工技術[J].農田水利,2006(10)：66-67.

[4]栗書寧.地下室混凝土外墻防水堵漏[J].山西建筑,2009,35(6)：173-174.

[5]馬淑娟.混凝土裂縫的修補技術[J].山西焦炭科技,2003(2)：14-15.