17-1 混凝土结构自防水.pdf

17 地下防水工程 随着我国建筑业的发展，建筑防水领域的法制化建设和规范化管理正在逐步完善遵循国家标准规范、严格执行强制性条文，是保证地下防水工程质量的关键 “防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则是我国建筑防水技术发展至今的实践经验总结地下防水工程的设计和施工应遵循这一原则，并根据建筑功能及使用要求，按现行规范正确划定防水等级，合理确定防水方案 现行规范规定地下工程防水等级及其相应的适用范围见表 17-1；地下工程防水设防要求见表 17-2及表 17-3 地下工程防水等级及其适用 范围 表 17-1 防水等级 标准 适用范围 一级 不允许渗水，结构表面无湿渍 人员长期停留的场所；因有少量湿渍会使物品变质、失效的贮物场所及严重影响设备正常运转和危及工程安全运营的部位；极重要的战备工程 二级 不允许漏水，结构表面可有少量湿渍 工业与民用建筑：总湿渍面积不应大于总防水面积（包括顶板、墙面、地面）的 1/1000；任意 100m2防水面积上的湿渍不超过 1 处，单个湿渍的最大面积不大于 0.1m2 其他地下工程：总湿渍面积不应大于总防水面积的 6/1000；任意 100m2防水面积上的湿渍不超过 4处， 单个湿渍的最大面积不大于 0.2m2 人员经常活动的场所；在有少量湿渍的情况下不会使物品变质、失效的贮物场所及基本不影响设备正常运转和工程安全运营的部位；重要的战备工程 三级 有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂 任意 100m2防水面积上的漏水点数不超过 7处，单个漏水点的最大漏水量不大于 2.5L/d，单个湿渍的最大面积不大于 0.3m2 人员临时活动的场所；一般战备工程 四级 有漏水点，不得有线流和漏泥砂 整个工程平均漏水量不大于 2L/m2· d；任意100m2防水面积的平均漏水量不大于 4L/m2· d 对渗漏水无 严格要求的工程 明挖法地下工程防水设防 表 17-2 工程部位 主体 施工缝 后浇带 变形缝、诱导缝 防水措施 防水混凝土 防水砂浆 防水卷材 防水涂料 塑料防水板 金属板 遇水膨胀止水条 中埋式止水带 外贴式止水带 外抹防水砂浆 外涂防水涂料 膨胀混凝土 遇水膨胀止水条 外贴式止水带 防水嵌缝材料 中埋式止水带 外贴式止水带 可卸式止水带 防水嵌缝材料 外贴防水卷材 外涂防水涂料 遇水膨胀止水条 防水等级 一级 应选 应选 1~2种 应选 2种 应选 应选 2种 应选 应选 2种 二级 应选 应选 1种 应选 1~2种 应选 应选 1~2种 应选 应选 1~2种 三级 应选 宜选 1种 宜选 1~2种 应选 宜选 1~2利 应选 宜选 1~2种 四级 宜选 - 宜选 1种 应选 宜选 1种 应选 宜选 1种 暗挖法地下工程防水设防 表 17-3 工程部位 主体 内衬砌施工缝 内衬砌变形缝、诱导缝 防水措施 复合式 衬砌 离壁式衬砌、衬套 贴壁式衬砌 喷射混凝土 外贴式止水带 遇水膨胀止水条 防水嵌缝材料 中埋式止水带 外涂防水涂料 中埋式止水带 外贴式止水带 可卸式止水带 防水嵌缝材料 遇水膨胀止水条 防水等级 一 级 应选 1种 - 应选 2种 应选 应选 2种 二级 应选 1种 应选 1~2种 应选 应选 1~2种 三级 - 应选 1种 宜选 1~2种 应选 宜选 1种 四级 应选 1种 宜选 1种 应选 宜选 1种 从表 17-2可以看到，根据地下防水工程的特点及环境要求，坚持多道设防、刚柔相济、扬长避短、综合防治的作法是十分必要的。

片面地单一设防，出现渗漏，再耗资堵治，则会导致社会效益及经济效益的双重巨大损失 目前，地下防水工程应用技术正由单一防水向多道设防、刚柔并举方向发展；刚性防水材料从普通防水混凝土向高性能 、外加剂纤维抗裂以及聚合物水泥混凝土方向发展；柔性防水材料从普通纸胎沥青油毡向聚酯胎、玻纤胎高聚物改性沥青以及合成高分子片材方向发展；防水涂料和密封防水材料也从沥青基向高聚物改性沥青、高分子以及聚合物无机涂料方向发展新材料、新技术、新工艺的推广促使我国地下防水应用技术水平有新的飞跃和提高 17-1 混凝土结构自防水 以混凝土自身的密实性而具有一定防水能力的混凝土或钢筋混凝土结构形式称之为混凝土结构自防水它兼具承重、围护功能，且可满足一定的耐冻融和耐侵蚀要求随着混凝土工业化、商品化生产和与其配套的先进 运输及浇捣设备的发展，它已成为地下防水工程首选的一种主要结构形式，广泛适用于一般工业与民用建筑地下工程的建（构）筑物例如地下室、地下停车场、水池、水塔、地下转运站、桥墩、码头、水坝等混凝土结构自防水不适用于以下情况：允许裂缝开展宽度大于 0.2mm 的结构、遭受剧烈振动或冲击的结构、环境温度高于80℃的结构，以及可致耐蚀系数小于 0.8的侵蚀性介质中使用的结构。

混凝土结构自防水可采用不同品种的混凝土进行浇筑 防水混凝土应用技术发展至今已获巨大进步，特别是在有效地提高混凝土密实性和抗裂性方面，一些新品种、新 技术的开发已处于国际先进水平现将简况叙述如下： 20 世纪 50 年代以德国提出获得最小孔隙率的骨料连续级配曲线为理论依据，采用骨料级配防水混凝土但因其对级配要求十分严格，必须按曲线筛分大量石子，费工费时，劳动强度大，施工效率低，不适合我国国情，难以推广 60 年代，冶金部建筑研究总院提出富砂浆理论，研制成以调整混凝土配合比各项技术参数而获得最小孔隙率的普通防水混凝土由于其施工简便、节省劳力、效率高、工期短，适合我国国情，得到广泛应用 70 年代，因多种外加剂的开发，外加剂防水混凝土应运而生它是用掺入适量 外加剂的方法，改善混凝土内部微观结构，减小孔隙率、增加密实性、提高抗渗性 上述各种混凝土均未能有效遏制混凝土开裂这一降低抗渗性的另一重要因素的产生 80 年代后期，我国研制、开发并获得推广的补偿收缩混凝土有效地以自身适度膨胀抵消混凝土收缩裂缝；同时水泥水化物结晶体体积增大，将水泥石中的孔隙填充堵塞，减少孔隙率，而使抗渗性大为提高。

近些年来，又有一批新型防水混凝土应用在工程上例如：聚合物水泥混凝土、纤维抗裂防水混凝土，以及高性能防水混凝土等 17-1-1 普通防水混凝土 17-1-1-1 影响防水混凝土 抗渗性的技术参数 普通防水混凝土应用技术在我国已有 40 多年的历史根据经验，以调整和控制混凝土配合比各项技术参数的方法提高混凝土的抗渗性是行之有效的 1．水泥用量：最少不得少于 300kg/m3；当掺有活性掺合料时，不得少于280kg/m3 2． 砂率：宜为 35%~45%；泵送混凝土的砂率可为 45% 3． 灰砂比：宜为 1： 2~1： 2.5 4． 水灰比：不得大于 0.55 5．坍落度：不宜大于 50mm 对于预拌混凝土，其入泵坍落度宜控制为 100~140mm；入泵前坍落度每小时损失值不应大于 30mm，总损失值 不应大于 60mm 应予注意的是，不能以上述技术参数的限值组成混凝土配合比，而是应在技术参数的限值范围内进行选值、通过试配求得符合设计要求的防水混凝土最佳配合比 17-1-1-2 选材要求 1．水泥 水泥强度等级不应低于 32.5级 在不受侵蚀性介质和冻融作用的条件下，宜采用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥；若选用矿渣硅酸盐水泥，则必须掺用高效减水剂。

在受侵蚀性介质作用的条件下，应按介质的性质选用相应的水泥例如：在受硫酸盐侵蚀性介质作用的条件下，可采用火山灰质硅酸盐水泥 、粉煤灰硅酸盐水泥，或抗硫酸盐硅酸盐水泥 在受冻融作用的条件下，应优先选用普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 不得使用过期或受潮结块的水泥；不得使用混入有害杂质的水泥；不得将不同品种或不同强度等级的水泥混合使用 2．石子 石子最大粒径不宜大于 40mm；泵送混凝土，石子最大粒径应为输送管径的1/4；石子吸水率不应大于 1.5%；含泥量不得大于 1%、泥块含量不得大于 0.5%；不得使用碱活性骨料；其他要求应符合现行《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》 （ JGJ 53-92）的规 定 3．砂 宜采用中砂；含泥量不得大于 3.0%，泥块含量不得大于 1.0%；其他要求应符合现行《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 （ JGJ 52-92） 的规定 4．水 应符合现行《混凝土拌合用水标准》 （ JGJ 63-89） 的规定 5．掺合料 粉煤灰的级别不应低于二级，掺量不宜大于 20%，其质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》 GB 1596标准的要求；硅粉掺量不应大于 3%；其他掺合料的掺量应经过试验确定，例如磨细矿渣粉等。

17-1-1-3 混凝土配合比设计计算 1． 配合比的设计原则 在设计普通防水混 凝土配合比时应考虑以下原则： （ 1） 根据工程的要求，由混凝土的抗渗性和耐久性确定水泥的品种，由混凝土的强度确定水泥的强度等级 （ 2） 砂、石材料应合理地选用，一般应优先考虑当地的砂石材料，但必须符合工程要求，以及防水混凝土选材要求 （ 3） 水灰比主要依据工程要求的抗渗性和施工最佳和易性来确定施工和易性要由结构条件（如结构截面、钢筋布置等）和施工方法（运输、浇筑和振捣等）综合考虑决定 2． 配合比的计算及举例 例题：配制 C20 强度等级、 P6 抗渗等级的普通防水混凝土，配筋较密，采用振捣器振捣，初步选定混凝土的 坍落度为 30~50mm，砂率为 38%，所用的材料特性如下： 水泥：强度等级 42.5， 密度ρ c＝ 3.1； 石子：最大粒径 30mm的卵石，密度 ρ g＝ 2.7； 砂：中砂，密度ρ s＝ 2.6 按绝对体积法计算步骤如下： （ 1） 根据工程要求的抗渗等级、强度等级以及结构条件和施工条件选定坍落度，初步确定水灰比、用水量，并计算出水泥用量 普通防水混凝土的水灰比可参考表 17-4选用。

普通防水混凝土最大水灰比允许值 表 17-4 混凝土抗渗等级① 混凝土强度等级 备注 C20~C30 C30以上 P6 0.60 0.55 1． 试块 P值应比设计提高 0.2N/mm2 2． 严格控制水灰比小于表中数字 P8~P12 0.55 0.50 P12以上 0.50 0.45 ①混凝土抗渗等级是表示混凝土试块在渗透仪上作抗渗试验时，试块未发现渗水现象的最大水压值例如 P8表示该试块能在 0.8N/mm2的水压力下不出现渗水现象 现行规范规定，通过试验确定的施工配合比，其抗渗等级应比设计要求提高一级 （ 0.2MPa）因此，试配时应采用水灰比最大的配合比做抗渗试验，其试验结果应符合式 （ 17-1） 的要求： 2.010 Ppt （ 17-1） 式中 pt—— 6个试件中 4个未出现渗水时的最大水压值（ MPa）； P—— 设计要求的抗渗等级 混凝土拌合用水量与砂石材料、搅拌条件等因素有关，为了便于试拌进行初步配合比设计，提供表 17-5以作参考，但用水量应根据试配最后选定 混凝土拌合用水量参考表 （ kg/m3） 表 17-5 坍落度 （ mm） 砂率（ %） 35 40 45 10~30 175~185 185~195 195~205 30~50 180~190 190~200 200~210 注： 1．表 中石子粒径为 5~20mm。

若石子最大粒径为 40mm，用水量应减少 5~l0kg/m3表中石子按卵石考虑，若为碎石应增加 5~10kg/m3 2． 表中采用的是火山灰。