浅谈防水混凝土施工技术

饶建辉，黄 伶，邹琴琴

（江西省水利工程监理有限公司，江西 南昌 330006）

1 概述

水利工程的建设，对我国的经济增长和农业发展发挥着积极地推动作用，但同时也对整个水利行业的发展、规范、人才需求、施工管理等提出了新的更高的要求。在水利工程中，混凝土大坝、水闸、泵站、涵管、渡槽等水工建筑物和水工构筑物防水抗渗的要求更为突出，防水材料已不能满足工程要求的问题日渐严重，所以建筑结构防水问题已引起人们的高度重视。利用混凝土自身防水是解决这一问题的简单、有效、直接的方法。本文介绍防水混凝土的材料要求和施工工艺。

2 防水混凝土的材料要求

防水混凝土是一种具有良好抗渗性能的混凝土，它是通过改善骨料级配、减少用水量或掺入适当的外加剂，来提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高抗渗性能的一种混凝土。

防水混凝土首先必须满足设计的强度要求，同时也要满足抗渗等级要求，所以防水混凝土的配合比必须由实验室根据实际使用的材料及选用的外加剂（或外掺料）通过试验确定。

2.1 一般要求

防水混凝土使用的水泥品种应按设计要求选用，其强度等级不应低于32.5 级，不得使用过期或受潮结块水泥；碎石或卵石的粒径宜为5～40 mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；砂宜用中砂，含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；拌制混凝土所用的水，应采用不含有害杂质的洁净水；外加剂的技术性能，应符合国家或行业标准一等品及以上的质量要求；粉煤灰的级别不应低于二级；硅粉掺量不应大于3%，其他掺和料的掺量应通过试验确定。

其抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa；水泥用量不得少于300 kg/m3，掺有活性掺合料时，水泥用量不得少于280 kg/m3；砂率宜为35%～45%，灰砂比宜为1∶2～1∶2.5，水胶比不得大于0.55。

2.2 配合比设计

以配制C30 标号抗渗等级P8的混凝土为例，根据混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）进行配合比设计。

2.2.1 材料选用

水泥：425 级普通硅酸盐水泥；砂：中砂；石：碎石，最小粒径为5 mm，最大粒径为31.5 mm（三级级配，5～10 mm为20%，10～20 mm为50%，20～30 mm为30%）；水：普通自来水；外加剂：6%的高效抗渗防水剂。以上材料试配前均应进行试验检测，符合上述规定的要求。

2.2.2 配合比设计计算

（1）确定混凝土试配强度：fcu.o=fcu.k+1.645δ。根据（JGJ55-2011）设计规程，C30 混凝土的强度标准差δ 取值为5.0，则fcu.o=fcu.k+1.645δ=40+1.645×5=48.23MPa。

（2）计算水胶比：fcu.o=A.fce.（C/W-B），根据（JGJ55-2011）设计规程，标号425 水泥的富余系数rc取值为1.16，则.fce=42.5×1.16=49.3 MPa；采用碎石时回归系数A为0.53，B为0.20，由此计算W/C=0.6＞0.55，符合抗渗混凝土的水胶比要求。为了满足水胶比要求，只有采用增加水泥用量或采用减水剂的措施降低水胶比，本次采用6%的高效抗渗防水剂，其减水率为12%，故W/C=0.60（1-0.12）=0.53＜0.55，符合抗渗混凝土水灰比要求。

（3）确定用水量：根据已知条件，查的基准用水量Mwo=205 kg/m3。在保证混凝土正常工作的条件下掺入6%的高效抗渗防水剂，起到防水抗渗效果，其减水率为12%，故用水量为Mwo==205×（1-0.12）=180 kg/m3。

（4）水泥用量：基准水泥用量为Mco=Mwo/W/C=205/0.53=386 kg/m3，加入高效抗渗防水剂后Mco=Mwo/W/C=180/0.53=339 kg/m3＞300 kg/m3，符合抗渗混凝土的水泥用量要求。高效抗渗防水剂用量为Mj=339×0.06=20.34 kg/m3。

（5）确定砂率：根据碎石最大粒径为31.5 mm，又根据抗渗混凝土对砂率的要求选定混凝土砂率βs=0.4。

（6）确定砂、石用量：采用质量法。根据混凝土的容重，取Mcp=2 400 kg/m3；根据Ms+Mg+Mc+Mw=Mcp，则Ms+Mg=2 400-339-180=1 881 kg/m3；同时Ms/（Ms+Mg）=0.4，计算得Ms=752 kg/m3，Mg=1 129 kg/m3。灰砂比Mc∶Ms=339∶752=1∶2.22，符合抗渗混凝土的灰砂比要求。

（7）初步配合比确定：Mc∶Ms∶Mg∶Mw∶Mj=339∶752∶1129∶180∶22.34=1∶2.22∶3.33∶0.53∶0.06。

根初步试配，制出混凝土试块，达到28 d 期龄后，进行强度和抗渗试验，如不符合设计要求，调整配合比再进行配置，直至试验结果符合设计要求为止。

3 防水混凝土的施工工艺要求

3.1 混凝土配制与运输

混凝土配料必须按质量配合比准确称量，搅拌时间不少于2 min，掺外加剂时应根据掺料品种适当延长1～2 min。

防水混凝土在运输过程中，应防止漏浆、离析、坍落度损失。如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。

3.2 施工模板和钢筋绑扎

（1）施工模板。防水混凝土所用的模板应具有足够的强度、刚度、吸水性要小，且拼缝严密不漏浆。一般不宜用螺栓或铁丝贯穿混凝土，以避免水沿缝隙渗入，影响防水效果。当采用对拉螺栓加固模板时，可用工具式螺栓或螺栓加堵头，且在螺栓上应加焊方形止水环。拆模后将对拉螺栓抽出，套管内以膨胀水泥封堵严密。

（2）钢筋绑扎。钢筋相互间应绑扎牢固，以防浇筑混凝土时因碰撞、振动使绑扣松散、钢筋位移造成露筋。应按设计规定留足保护层，留设保护层应以相同配合比的细石混凝土或水泥砂浆制成垫块，将钢筋垫起。严禁以钢筋垫钢筋或用铁丝直接固定在模板上。钢筋及铁丝均不得接触模板，防止水沿钢筋或铁丝渗入混凝土结构。

3.3 混凝土浇筑、振捣

浇筑前，应清除模板内的积水、木屑、钢丝、铁钉等杂物，并用水湿润模板。使用钢模应保持其表面清洁无浮浆。浇筑混凝土的自由下落高度不得超过1.5 m，否则应使用串筒、溜槽等工具进行浇筑。

浇筑应严格做到分层连续进行，每层厚度不宜超过300～400 mm，上下层浇筑的时间一般不得超过2 h，夏季应适当缩短。防水混凝土应采用机械振捣，振捣时间宜为10～30 s，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，应防止漏振、欠振。

在密集管群穿过处、预埋件或钢筋稠密处，浇筑混凝土有困难时，应采用相同抗渗等级的细石混凝土浇筑；遇到预埋大管径的套管或面积较大的金属板时，应在其底部设浇筑振捣孔，以利排气、浇筑和振捣。

3.4 混凝土的养护

防水混凝土的养护对其抗渗性能影响很大，因为防水混凝土中胶合材料用量多，收缩性大，如养护不良，易使混凝土表面产生裂缝而导致抗渗性能降低。因此在常温下，混凝土进入终凝（浇筑后4～6 h）即应覆盖，并经常浇水养护，保持湿润不少于14 d。防水混凝土不宜用电热养护和蒸汽养护。这种养护对水泥水化极其不利，使混凝土产生干缩裂缝或毛细管扩张，内部形成网络，从而降低混凝土的抗渗能力。