薄壁防水混凝土施工技術

趙和平

(陜西天一建設項目管理有限公司，陜西西安 710075)

1 概述

2010年10月，我公司承接西安市臨潼區自來水公司1 500 t清水池工程。水池為圓柱形鋼筋混凝土結構，直徑22 m，池高4.8 m，半埋式。頂蓋及底板厚130 mm，池壁厚150 mm～330 mm(池壁斷面為上面小，下面大的梯形截面)。混凝土強度等級C35，抗滲標號P6。

防水混凝土結構工程質量的優劣，取決于優良的設計，材料的性質及配合成分，以及施工質量的好壞。混凝土是一種非勻質的多孔人造石材，其內部分布有許多大小不等以及彼此連通的孔隙。孔隙和裂縫是造成混凝土滲漏的主要因素。防水混凝土是人為的從材料和施工兩方面采取措施，提高混凝土自身的密實性。抑制和減少混凝土內部孔隙生成，改變孔隙的特性，使孔隙率減少，孔徑縮小，堵塞滲水的通道，從而達到防水的目的。

經過比較各種防水混凝土的性質和根據本工程薄壁、密筋、澆筑速度慢的特點，選用普通防水混凝土加粉煤灰和木質素磺酸鈣減水劑配置抗滲性能良好的防水混凝土。

混凝土抗滲性能的好壞，關鍵在一定的水灰比限值內，增加防水混凝土的密實性以及有足夠的合乎質量要求的水泥砂漿，將粗骨料充分包裹起來，使之成為阻斷滲水通道的隔離體。

2 防水混凝土配制要點

配制防水混凝土時主要考慮以下幾點:

1)水泥用量必須大于320 kg/m3，選用陜西銅川生產的秦嶺牌425號普通硅酸鹽水泥，該水泥質量穩定，強度富余量較大，混合材料摻加量少。

2)砂率選用35%～40%，形成富砂漿混凝土。砂的細度模數愈大，用水量及用水泥量較大，而且容易導致混凝土開裂，因此選用灞河產中粗砂(細度模數3.0～2.3)。

3)粗骨料的質地與顆粒形狀對混凝土的和易性和用水量也有較大的影響，粗骨料的粒徑不宜過大或過小，石子愈大，與砂漿收縮的差值也愈大，易在砂漿與石子界面產生細微裂縫，壓力水易滲透。但是，石子粒徑太小，比表面積大，增加用水量，又會影響漿體本身的強度和混凝土強度。因此，選用10 mm～30 mm，20 mm～40mm單粒徑規格碎石各50%進行混合，配制成10 mm～40 mm連續級配的碎石。

4)摻入木質素磺酸鈣普通減水劑。木鈣屬于陰離子表面活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。在防水混凝土中摻入水泥用量0.25%木鈣減水劑，不僅能使混凝土的和易性有明顯的效益，節約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。同時有明顯延遲水化熱放熱的速度，放熱峰也較不摻者推遲。這樣可減小溫度應力，而且使初凝和終凝時間延緩5 h～8 h，大大減少了在薄壁密筋混凝土施工中澆筑速度慢而出現冷接縫的可能性。

5)摻入粉煤灰后，在攪拌過程中，凝聚的粉煤灰顆粒被打碎并吸附在水泥表面，使其彼此產生斥力，從而避免水泥骨架過早的形成，有利于水泥漿體流動性改善。粉煤灰顆粒的表面部分被蒸發沉淀的堿性硫酸鹽所覆蓋，這種硫酸鹽易溶并能延緩鋁酸鹽水化，對鋁酸三鈣的緩凝作用很強，從宏觀效果來看，摻粉煤灰比摻緩凝劑更有效。

根據上述原則經過試驗室試配，最終施工采用混凝土配合比，見表1。

表1 混凝土配合比

配制強度等級C35，抗滲標號P6(實際達到P8)。坍落度160 mm ～180 mm，水灰比(W/C+F)0.48，砂率36%。

3 施工要點

3.1 模板及支撐

水池池壁截面面積較小，鋼筋較密。要求模板具有足夠的剛度、強度，表面光潔、拼接嚴密不漏漿。模板結構應牢固穩定，可承受混凝土拌和物的側壓力和施工荷載，且裝拆方便。

水池池壁立面為圓形，且內壁直徑上大下小。使用鋼板制作模板加工時間長，費用昂貴。所以內立面模板采用進口美國松木(該木材材質均勻不易變形)制作。模板厚35 mm，每塊上寬995 mm，下寬934 mm，全高4.10 m長。木帶、木立柱，每塊木板均經三面刨光、拼接嚴密，模板制作平整、光滑。為便于拆模、養護，提高混凝土表面光潔度，板內鋪設厚塑料薄膜。

池壁外模采用300×1 500組合鋼模板拼接，使用木帶、木立柱加固定型。

內、外模板采用Ф16對拉螺栓聯接成整體。對拉螺栓采用止水環撐頭形式，不但能延長滲水路徑，增加對水的阻力，保證截面尺寸，還可以起到固定鋼筋網骨架和模板之間的間距，保證了鋼筋保護層厚度。在木立柱外用5道Ф12鋼絲繩配手動導鏈拉緊，避免脹模。為保證混凝土澆筑時自由下落不超過2 m，防止混凝土中的砂漿和石子離析，在外模板聯接時留有投料窗口。

水池頂板則采用木膠合板，木楞、木龍骨。支撐采用鋼管滿堂腳手架支撐體系。

3.2 混凝土澆筑

混凝土采用商品混凝土，要求商混站在配制混凝土時嚴格按照試驗室提供的配合比進行生產，使用預先選定的水泥、減水劑、粉煤灰、砂、碎石。在商混站設立監督員，對制作過程全程跟蹤，以保證商品混凝土質量。

嚴格分層澆筑，每層厚度控制在300 mm～500 mm，用振動棒振搗密實，為防止漏振，設專人監督振搗環節。池底板與池壁，池壁與池頂蓋施工縫表面首先鑿毛，清除松動石子顆粒，并將外露鋼筋鐵銹和粘著的污垢等清除干凈，灑水濕潤。然后用與混凝土相同水灰比(灰砂比)的水泥砂漿接漿，厚度控制在20 mm～25 mm。澆筑完畢及時澆水養護(不拆模養護7 d，拆模后噴水養護7 d)。防水混凝土的養護對抗滲透性能影響極大，特別是早期濕潤養護更重要。前14 d水泥硬化速度快，在潮濕狀況下，由于水泥充分水化，其生成物將毛細孔堵塞，切斷毛細通路，并使水泥石結晶致密，混凝土強度和抗滲性均能很快提高。

采用合理的混凝土配合比和嚴密的施工組織，該清水池混凝土內實、外光，一次性試水無滲漏，在保證質量的同時提前了工期，得到區自來水公司的好評，提高了公司的聲譽。