兩例防水卷材保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫原因探析

楊俊飛，王思謙，張華，劉曉

（1. 陜西明泰工程建設(shè)有限責(zé)任公司，陜西，西安 710065；2. 中鐵十五局集團(tuán)計(jì)量測試中心，河南 洛陽 471013；3. 南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局河北直管項(xiàng)目建設(shè)管理部，河北 石家莊 050035；4. 中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

兩例防水卷材保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫原因探析

楊俊飛1，王思謙2，張華3，劉曉4

（1. 陜西明泰工程建設(shè)有限責(zé)任公司，陜西，西安 710065；2. 中鐵十五局集團(tuán)計(jì)量測試中心，河南 洛陽 471013；3. 南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局河北直管項(xiàng)目建設(shè)管理部，河北 石家莊 050035；4. 中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

本文主要介紹了兩例防水卷材保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，主要為粗骨料含泥量變化、施工過程中加水、不合理留設(shè)分割縫。

防水卷材；細(xì)石混凝土；裂縫

0 引言

細(xì)石混凝土指用粒徑較小的粗骨料拌制的混凝土，粗骨料粒徑一般為 5～16mm 或者 5～10mm，細(xì)石混凝土使用范圍由工程部位所決定，一般使用細(xì)石混凝土的部位較薄或體積較小，不宜用大石子做粗骨料。細(xì)石混凝土廣泛應(yīng)用于屋面、筏板底、倉庫地面、護(hù)欄以及一些小型預(yù)制構(gòu)件等；細(xì)石混凝土對防水層的老化、破壞等，起隔離、保護(hù)作用；細(xì)石混凝土比砂漿成本低且易于施工，其抗裂性和防起砂效果較好，且不起殼。

1 問題的提出

近段時(shí)間，某地區(qū)常有商品混凝土公司發(fā)現(xiàn)防水材料保護(hù)層細(xì)石混凝土出現(xiàn)裂縫，而且裂縫較多，有些已經(jīng)嚴(yán)重影響到工程質(zhì)量、外觀及商品混凝土公司的回款以及后續(xù)合同的執(zhí)行，很多商品混凝土公司很是無奈，又是摻膨脹劑，又是修改配合比等，結(jié)果收效甚微。他們認(rèn)為，難道防水保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫多是這一地區(qū)的質(zhì)量通病嗎？

依常理，如果細(xì)石混凝土不產(chǎn)生裂縫，會(huì)有一定的自防水作用且能更好地保護(hù)其下鋪設(shè)的卷材防水層不宜老化、不被拉裂，提高卷材防水層使用壽命。筆者被邀請對兩起比較典型的卷材防水保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。這兩例裂縫典型分別為兩家商品混凝土公司所供混凝土產(chǎn)生，圖 1 為某火車站地下商場頂層卷材防水保護(hù)層細(xì)石混凝土層；圖 2 為某大型食品公司倉庫地面卷材防水保護(hù)層細(xì)石混凝土，在當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)市場影響較大并引起了一定的爭議。

圖 1 地下商場頂層裂縫

圖 2 倉庫地面裂縫

2 原因分析

兩者的裂縫似乎沒有什么規(guī)律，但同屬于一個(gè)地區(qū)，同樣的部位，有裂縫且裂縫多就成了它們的一個(gè)共性，筆者通過混凝土原材料及配合比、生產(chǎn)過程、施工過程的跟蹤調(diào)查，以期找到產(chǎn)生裂縫的根源。

2.1 混凝土原材料及配合比

水泥：水泥均采用 P·O42.5 水泥，其物理力學(xué)性能滿足國標(biāo)要求。

摻合料：有的公司選擇了 Ⅱ 級粉煤灰，有的選擇了 S95級礦粉，也有雙摻的，摻合料技術(shù)指標(biāo)也滿足規(guī)范要求。

粗骨料 1：采用榆林產(chǎn) 5～10mm 碎石（見圖 3），其壓碎值為 17.9%，表觀密度 2550kg/m3，含泥量 7.6%；吸水率為2.9%，母巖為綠色砂巖及頁巖（風(fēng)化巖含量較多），表面較粗燥，石粉含量高。

粗骨料 2：采用山西產(chǎn) 5～10mm 碎石（見圖 4），其壓碎值為 9.1%，表觀密度為 2710kg/m3，含泥量 0.2%；吸水率為 0.3%，母巖為石灰?guī)r，風(fēng)化巖含量較少，顆粒接近圓形，表面較光滑。

圖 3 粗骨料 1

圖 4 粗骨料 2

細(xì)骨料：采用中砂，其細(xì)度模數(shù)及含泥量等指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

外加劑：均采用聚羧酸系泵送劑，該泵送劑復(fù)合有引氣、緩凝、增粘組分。

水：地下飲用水。

由于幾家商品混凝土公司所使用的材料都一樣，配合比也大同小異，摘錄其中一家配合比表 1 所示。

表 1 C20 細(xì)石混凝土配合比 kg/m3

兩例典型裂縫事故設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級均為 C20，配合比經(jīng)試配驗(yàn)證基本合理，雖然之前也有用 C20 細(xì)石混凝土作卷材防水保護(hù)層的，但之前很少出現(xiàn)裂縫，今年秋季裂縫就特別多。筆者建議這幾個(gè)商品混凝土公司近段時(shí)間暫停粗骨料1的使用，因?yàn)榻螘r(shí)間該地區(qū)多雨，石料廠設(shè)備及工藝較落后，石粉、泥在生產(chǎn)過程中包裹在碎石外面，這一現(xiàn)狀暫時(shí)改變不了。

JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：當(dāng)碎石或卵石中含泥量是非粘土質(zhì)的石粉時(shí)，C25 以下的混凝土用石含泥量不得超過 3.0%；粗骨料 1 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此指標(biāo)，在拌制的混凝土內(nèi)粗骨料表面和水泥砂漿之間存在一個(gè)薄弱的泥過渡層，水泥砂漿對粗骨料的粘結(jié)力下降，后期膠凝材料水化及與泥爭奪水分形成收縮不均，這可能是造成裂縫大量產(chǎn)生的主要原因。

2.2 混凝土生產(chǎn)過程

經(jīng)檢查，這兩家計(jì)量系統(tǒng)誤差均控制在規(guī)定范圍內(nèi)，人員操作均為熟練技工，生產(chǎn)過程均未進(jìn)行手動(dòng)操作，攪拌時(shí)間也滿足要求且有記錄可查。混凝土運(yùn)輸也滿足相關(guān)規(guī)定，因此排除生產(chǎn)過程中存在導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的可能。

2.3 混凝土施工過程

筆者觀察大多工地施工比較規(guī)范，用刮杠輕刮一遍，初步抹平，當(dāng)面層砂漿初凝后，地面面層上有腳印但走上去不下陷時(shí)，用木抹子進(jìn)行第一遍抹壓，把凹坑、砂眼填實(shí)抹平，注意不得漏壓。當(dāng)面層砂漿終凝前，即人踩上去稍有腳印，用鐵抹子壓光，無抹痕時(shí)，可用鐵抹子進(jìn)行第三遍壓光，此遍要用力抹壓，把所有抹紋壓平壓光，此過程也有采用圓盤打磨機(jī)進(jìn)行的，要做到細(xì)石混凝土表面密實(shí)光潔。

個(gè)別工地工人為了施工方便，在罐車達(dá)到工地后往混凝土內(nèi)加水，認(rèn)為低強(qiáng)度等級加水無關(guān)緊要，保護(hù)層細(xì)石混凝土加水好往平攤鋪。采用粗骨料 2 后，因防水卷材不吸水，細(xì)石混凝土攤平后表面上浮一層水，粉煤灰有時(shí)會(huì)漂浮上來，硬化后表面不美觀，且加水后裂縫較多，到工地給混凝土加水硬化后的圖片見圖 5。由此可見，加水造成實(shí)際水灰比過大，對混凝土裂縫的產(chǎn)生也有一定影響。

圖 5 加水后產(chǎn)生的裂縫

但是個(gè)別工地采用粗骨料 2 拌制細(xì)石混凝土還有裂縫存在，筆者經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)大多為每隔 5m 左右的不規(guī)則的橫向裂縫（見圖 6）。

3 改進(jìn)措施及跟蹤觀察

針對粗骨料 1 的含泥量過大，筆者提出采用粗骨料 2 拌制細(xì)石混凝土。雖然粗骨料 1 成本稍低些，改用粗骨料 2 成本稍高些，但是比起摻膨脹劑等其他材料綜合成本還是具有一定優(yōu)勢的，而且摻了膨脹劑等其他材料的實(shí)際效果通過實(shí)踐驗(yàn)證也并不理想。

采用粗骨料 2 后，仍采用以上配合比，裂縫數(shù)量顯著減少，裂縫寬度也變細(xì)，許多地方甚至沒有 1 條裂縫（見圖7）。由此分析，粗骨料1含泥量大可能是產(chǎn)生大面積裂縫的主因。

圖 6 不規(guī)則裂縫

圖 7 光潔密實(shí)無裂縫的表面

針對混凝土到工地后的加水現(xiàn)象進(jìn)行了制止，對工人進(jìn)行了教育和合理引導(dǎo)，因加水造成裂縫產(chǎn)生的可能性被消除，裂縫數(shù)量也減少了。

對于產(chǎn)生的不規(guī)則的橫縫，筆者建議按照規(guī)范要求留設(shè)分割縫，其縱橫縫間距不宜大于 6m，有效地解決了橫向不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

（1）防水卷材保護(hù)層細(xì)石混凝土裂縫的產(chǎn)生和其原材料的質(zhì)量是密不可分的，原材料質(zhì)量不符合規(guī)范要求時(shí)，要及時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整；

（2）施工過程中，嚴(yán)禁向混凝土內(nèi)加水，增大混凝土水灰比，也會(huì)造成裂縫增加現(xiàn)象的產(chǎn)生；

（3）細(xì)石混凝土應(yīng)按照規(guī)范要求留設(shè)分割縫。

[1] JGJ 52—2006．普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50345—2004．屋面工程技術(shù)規(guī)范[S]．

［通訊地址］陜西省西安市科技七路 18 號（710065）

楊俊飛（1980—），男，高級工程師，國家二級建造師，交通部試驗(yàn)檢測工程師，石家莊鐵道學(xué)院無機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)，工科學(xué)士，西安交通大學(xué)在讀工商管理碩士，主要從事建筑施工管理及商品混凝土的研制與應(yīng)用工作。