房建工程中防水混凝土结构防渗漏施工工艺

1 引言

施工工艺水平的逐渐提高推动了建筑行业的快速发展，防渗漏施工是建筑施工中的重点内容。 当前国内外已经对房屋混凝土结构的渗漏问题提出了许多建设性的方案， 对屋面设置防水层、清除老化防水层、运用具有更强耐久性的材料等方法被广泛应用到建筑施工当中。 本文中对于防渗漏工艺的研究， 着重将工艺研究重点放在改善混凝土结构本身的性质上， 希望能够通过规范细化的混凝土施工工艺来保障建筑的防渗漏效果。

2 防水混凝土的制备要求

当前我国对于房建工程建设拥有明确的质量标准， 为达到保障建筑安全的要求，对于房建工程中防水混凝土的施工，需要依据工程现场的实际情况来确定混凝土的厚度， 混凝土的垫层厚度需要超过100 mm，对于部分软土地基垫层厚度需要达到150 mm 以上，混凝土的强度等级在C15 以上。在防水混凝土的防渗漏性能方面， 抗渗结构的整体厚度需要超过250 mm，最大缝宽通常为0.2 mm，迎水面保护层的厚度需要超过50 mm，同时还需要满足腐蚀系数大于0.8 的要求，对于未能够达到腐蚀系数标准的混凝土结构， 需要采用适当的防腐措施[1]。 防水混凝土的受热温度一般以80 ℃为标准，如果混凝土浇筑过程中的温度超过这一标准， 就需要及时采取隔热措施。

3 防水混凝土结构防渗漏施工工艺

3.1 混凝土搅拌与运输

在防渗漏施工工艺中， 首先需要基于房建工程所在区域的地理和气候环境以及抗渗等级要求的不同， 选择用于施工的防水混凝土材料。 通常情况下， 水泥品种的强度需要超过32.5 MPa，水泥用量需要超过300 kg/m3，并保证防水混凝土抗渗水压值能够超过0.2 MPa[2]。 本文在对防渗漏施工工艺进行研究时，选择我国东北部的寒区房建工程为例，重点从防渗漏和温度对混凝土裂缝影响的角度来探讨防水混凝土结构的防渗漏施工工艺效果。 表1 是某一寒区房建工程应用的混凝土配合比情况，基于这一前提，在分析中选择水泥、河砂和粗骨料作为混凝土配合的主要材料， 且粗骨料的粒径在5~40 mm的范围之内。

表1 寒区房建工程C30 混凝土配合比

在明确混凝土配置材料之后，首先需要按照石子、砂子、水泥、外加剂以及水的顺序依次加入并进行缓慢搅拌。 在搅拌中，将施工现场的泵送商品混凝土坍落度控制在14~16 cm 范围之内，搅拌坍落度在6~8 cm 的范围之内。 在投料之后，需要按照先干拌再加水的顺序， 并将干拌和加水后的搅拌时间都控制在1~2 min，加水的频率为3 次。 在获得混合的混凝土原料之后，需要将混凝土运输到施工现场。 在施工现场距离较远的情况下，为了保证混凝土输送的连续性和均衡性，不仅需要将运输的间隔时间控制在1.5 h 以内，还需要向混凝土中掺入适量的缓凝剂、木钙掺量为2.5%~3%倍减水剂。如果运输到施工现场的混凝土出现离析现象， 则需要在施工现场进行二次拌和之后再进行混凝土的浇筑施工。

3.2 混凝土浇筑

在进行混凝土浇筑施工的过程中， 需要在距离底板表面200 mm 以上的墙体位置预留横向施工缝。如果建筑墙体本身在这一部分存在孔洞， 则需要将底板与横向施工缝之间的距离扩大到300 mm 以上。 对于施工缝的加工处理，通常需要基于房建工程的施工要求，选择凸缝、阶梯缝或平直缝和金属止水片相结合的方式来施工， 应用这些方式施工能够形成企口缝。 在此基础上配合粘贴止水条的方式，能够有效保证垂直施工缝封堵效果。 在现场符合实际施工要求的情况下，还可以将施工缝的处理与后浇带施工结合起来， 能够进一步提高防水混凝土结构的防水防渗漏效果。

对于施工缝混凝土的浇筑， 需要事先做好凿毛处理和清洁工作，并在混凝土浇筑部分铺垫厚度在2~3 cm 范围之内的水泥砂浆，对于砂浆的铺垫需要分为40 cm 和50~60 cm 两个阶段[3]。 如果在实际施工中混凝土的下落高度没有超过2 m，可以直接让其以自由倾落的方式浇筑， 如果高度超过2 m，则通常需要借助串桶和溜槽下落。 而在实际浇筑施工的过程中，需要始终坚持以保证混凝土的密实度为目标， 在应用机械设备对混凝土进行振捣的过程中，结合现场实际的施工情况，将振捣时间控制在10 s 左右， 并严格依据混凝土振捣的相关操作顺序和要求。

3.3 混凝土养护和拆模

从防水混凝土自身的性能来看， 防渗漏效果主要会受到混凝土裂缝的影响， 而混凝土裂缝主要是混凝土受到外界环境温度变化引起的。 在这种情况下，对于混凝土的养护和拆模就需要重点考虑温度变化对混凝土造成的影响。

结合本文中选取的寒区房建工程来看， 温度变化一方面来自外界气候环境的影响， 另一方面主要来自混凝土结构传热系数的影响。 考虑到防水混凝土结构主要会受到自然和室内两个环境下传热变化的影响， 在对防水混凝土的传热系数进行计算时，需要用到式（1）：

式中，Φ 为热量；Δt 为自然与室内环境的温度差；δ 为发生热传导物体（混凝土）的厚度；A 为传热物体的截面积；λ 为物体（混凝土）的导热系数；R 为热传递过程中的阻力。

在计算防水混凝土热量之后，还需要应用牛顿冷却公式：

式中，q 为对流传热过程中产生的热传递量；Δt1为混凝土表面与流体间的温度差；h 为表面传热系数。

然后还需要应用式（3）和式（4）：

式中，Pr 为普朗特数，代表流体中动量扩散和热扩散能力的比值；a 为热扩散率；v 为流体的运动黏度；Cp为比定压热容；η 为流体的动力黏度；l 为换热表面的特征长度；Nu为流体温度梯度。

在获得传热系数的相关结果之后， 还需要依据房建工程对于防水混凝土结构施工的质量标准， 对传热系数的结果是否满足实际房建工程的需要进行对比， 用以验证防水混凝土施工的质量效果。

在混凝土养护的过程中， 除了需要计算混凝土的传热系数之外， 还需要考虑到房建工程所在位置的自然和气候环境情况。 以本文中选取的某一寒区房建工程为例，在混凝土养护过程中需要重点考虑混凝土是否能够满足冻融循环的要求，在保证混凝土防渗漏效果的同时，也能够提升保温效果。

具体而言，在寒冷地区的房建工程中，混凝土结构很容易出现冻融循环现象。 这一现象主要是由于混凝土表面在最先感受到外界环境温度变化的情况下， 混凝土的外表面和内部之间会产生较大的温差，从而产生内应力，最终导致混凝土表面疏松并出现剥落的情况，导致混凝土出现冻融循环破坏。 从本质上来说，混凝土的冻融循环损伤具有不可逆性，在冻融循环作用逐渐增强的情况下， 混凝土表面产生的孔洞和裂缝也就越多。 基于这一现象原理，依据式（5）对混凝土受不同次数冻融循环后的表现形态进行分析。

式中，ΔWn为发生冻融循环现象后混凝土结构的质量损失率；W0为初始状态下混凝土的质量；Wn为发生冻融循环现象后混凝土的质量。

将相应的数据结果代入式（5）中，得到的结果如图1 所示。

图1 冻融循环与质量损失率关系曲线

依据图1 可以发现，在冻融循环次数逐渐增加的情况下，混凝土的质量损失会增加。 在混凝土裂缝也不断发展的同时，考虑到混凝土本身在融化过程中处于饱水状态， 相应的混凝土的质量损失值均为负数。 为了缓解这一现象对混凝土防渗漏和保温效果造成的影响， 在实际房建工程中采用预埋暖管的方式， 能够将混凝土的质量损失率控制在一个较为合理的范围之内，从而有效降低混凝土出现裂缝的概率。 在混凝土的强度达到设计强度的70%时， 可以将混凝土结构中的模板拆除， 在拆模的过程中也需要注重混凝土结构表面与自然环境之间的温度差， 一般需要将二者之间的温度差控制在15℃以内，才能够尽可能减少裂缝情况的出现，提升混凝土结构的防渗漏效果。

3.4 防渗漏处理

在防渗漏施工工艺中， 还需要重点关注混凝土结构的基本防渗漏处理部分。 对于混凝土结构的防渗漏处理，主要包括施工缝、结构变形缝、后浇缝、穿墙管道、预埋件以及穿墙螺栓6 个方面的内容。 以施工缝和结构变形缝为例，在进行混凝土的防渗漏处理时，需要注意施工缝位置的选择，尽可能让施工缝和变形缝能够结合起来。 在实际封堵施工缝的过程中，需要注意保证接缝强度满足1.2 MPa 的标准， 对于不同材料的止水板、止水条的应用，也需要保证安装位置的准确性。 而对于结构变形缝的施工处理， 则需要在保证混凝土密实性的基础上，让混凝土的浇筑和振捣施工同时进行，并注重各种不同防水材料位置的选择， 将防水封堵材料的填缝距离和防水砂浆的铺设厚度控制在20 mm 左右。 需要注意的是， 在对防水混凝土结构进行防渗漏处理的过程中， 也需要注重混凝土的养护工作。

4 结语