薄壁防水混凝土施工技术

赵和平

(陕西天一建设项目管理有限公司，陕西西安 710075)

1 概述

2010年10月，我公司承接西安市临潼区自来水公司1 500 t清水池工程。水池为圆柱形钢筋混凝土结构，直径22 m，池高4.8 m，半埋式。顶盖及底板厚130 mm，池壁厚150 mm～330 mm(池壁断面为上面小，下面大的梯形截面)。混凝土强度等级C35，抗渗标号P6。

防水混凝土结构工程质量的优劣，取决于优良的设计，材料的性质及配合成分，以及施工质量的好坏。混凝土是一种非匀质的多孔人造石材，其内部分布有许多大小不等以及彼此连通的孔隙。孔隙和裂缝是造成混凝土渗漏的主要因素。防水混凝土是人为的从材料和施工两方面采取措施，提高混凝土自身的密实性。抑制和减少混凝土内部孔隙生成，改变孔隙的特性，使孔隙率减少，孔径缩小，堵塞渗水的通道，从而达到防水的目的。

经过比较各种防水混凝土的性质和根据本工程薄壁、密筋、浇筑速度慢的特点，选用普通防水混凝土加粉煤灰和木质素磺酸钙减水剂配置抗渗性能良好的防水混凝土。

混凝土抗渗性能的好坏，关键在一定的水灰比限值内，增加防水混凝土的密实性以及有足够的合乎质量要求的水泥砂浆，将粗骨料充分包裹起来，使之成为阻断渗水通道的隔离体。

2 防水混凝土配制要点

配制防水混凝土时主要考虑以下几点:

1)水泥用量必须大于320 kg/m3，选用陕西铜川生产的秦岭牌425号普通硅酸盐水泥，该水泥质量稳定，强度富余量较大，混合材料掺加量少。

2)砂率选用35%～40%，形成富砂浆混凝土。砂的细度模数愈大，用水量及用水泥量较大，而且容易导致混凝土开裂，因此选用灞河产中粗砂(细度模数3.0～2.3)。

3)粗骨料的质地与颗粒形状对混凝土的和易性和用水量也有较大的影响，粗骨料的粒径不宜过大或过小，石子愈大，与砂浆收缩的差值也愈大，易在砂浆与石子界面产生细微裂缝，压力水易渗透。但是，石子粒径太小，比表面积大，增加用水量，又会影响浆体本身的强度和混凝土强度。因此，选用10 mm～30 mm，20 mm～40mm单粒径规格碎石各50%进行混合，配制成10 mm～40 mm连续级配的碎石。

4)掺入木质素磺酸钙普通减水剂。木钙属于阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用。在防水混凝土中掺入水泥用量0.25%木钙减水剂，不仅能使混凝土的和易性有明显的效益，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。同时有明显延迟水化热放热的速度，放热峰也较不掺者推迟。这样可减小温度应力，而且使初凝和终凝时间延缓5 h～8 h，大大减少了在薄壁密筋混凝土施工中浇筑速度慢而出现冷接缝的可能性。

5)掺入粉煤灰后，在搅拌过程中，凝聚的粉煤灰颗粒被打碎并吸附在水泥表面，使其彼此产生斥力，从而避免水泥骨架过早的形成，有利于水泥浆体流动性改善。粉煤灰颗粒的表面部分被蒸发沉淀的碱性硫酸盐所覆盖，这种硫酸盐易溶并能延缓铝酸盐水化，对铝酸三钙的缓凝作用很强，从宏观效果来看，掺粉煤灰比掺缓凝剂更有效。

根据上述原则经过试验室试配，最终施工采用混凝土配合比，见表1。

表1 混凝土配合比

配制强度等级C35，抗渗标号P6(实际达到P8)。坍落度160 mm ～180 mm，水灰比(W/C+F)0.48，砂率36%。

3 施工要点

3.1 模板及支撑

水池池壁截面面积较小，钢筋较密。要求模板具有足够的刚度、强度，表面光洁、拼接严密不漏浆。模板结构应牢固稳定，可承受混凝土拌和物的侧压力和施工荷载，且装拆方便。

水池池壁立面为圆形，且内壁直径上大下小。使用钢板制作模板加工时间长，费用昂贵。所以内立面模板采用进口美国松木(该木材材质均匀不易变形)制作。模板厚35 mm，每块上宽995 mm，下宽934 mm，全高4.10 m长。木带、木立柱，每块木板均经三面刨光、拼接严密，模板制作平整、光滑。为便于拆模、养护，提高混凝土表面光洁度，板内铺设厚塑料薄膜。

池壁外模采用300×1 500组合钢模板拼接，使用木带、木立柱加固定型。

内、外模板采用Ф16对拉螺栓联接成整体。对拉螺栓采用止水环撑头形式，不但能延长渗水路径，增加对水的阻力，保证截面尺寸，还可以起到固定钢筋网骨架和模板之间的间距，保证了钢筋保护层厚度。在木立柱外用5道Ф12钢丝绳配手动导链拉紧，避免胀模。为保证混凝土浇筑时自由下落不超过2 m，防止混凝土中的砂浆和石子离析，在外模板联接时留有投料窗口。

水池顶板则采用木胶合板，木楞、木龙骨。支撑采用钢管满堂脚手架支撑体系。

3.2 混凝土浇筑

混凝土采用商品混凝土，要求商混站在配制混凝土时严格按照试验室提供的配合比进行生产，使用预先选定的水泥、减水剂、粉煤灰、砂、碎石。在商混站设立监督员，对制作过程全程跟踪，以保证商品混凝土质量。

严格分层浇筑，每层厚度控制在300 mm～500 mm，用振动棒振捣密实，为防止漏振，设专人监督振捣环节。池底板与池壁，池壁与池顶盖施工缝表面首先凿毛，清除松动石子颗粒，并将外露钢筋铁锈和粘着的污垢等清除干净，洒水湿润。然后用与混凝土相同水灰比(灰砂比)的水泥砂浆接浆，厚度控制在20 mm～25 mm。浇筑完毕及时浇水养护(不拆模养护7 d，拆模后喷水养护7 d)。防水混凝土的养护对抗渗透性能影响极大，特别是早期湿润养护更重要。前14 d水泥硬化速度快，在潮湿状况下，由于水泥充分水化，其生成物将毛细孔堵塞，切断毛细通路，并使水泥石结晶致密，混凝土强度和抗渗性均能很快提高。

采用合理的混凝土配合比和严密的施工组织，该清水池混凝土内实、外光，一次性试水无渗漏，在保证质量的同时提前了工期，得到区自来水公司的好评，提高了公司的声誉。