钢筋混凝土屋面防水技术研究

摘要：本文着重针对混凝土平屋面的几个主要渗水原因进行理论分析和实践调查，对如何做好屋面结构防水进行研究和探讨。

关键词：钢筋混凝土 屋面防水 裂缝 养护

1、前言

建筑屋面是经受雨水最直接、受水面积最大、最易积水的部位，坡屋面因坡度大而不易积水，相对而言渗漏比例较小，钢筋混凝土平屋面虽然结构简单实用，可利用屋面安装各种设施和供人们休憩活动之用，但存在许多渗漏隐患，要做好屋面防水首先须查清屋面渗漏的原因，才能对症下药。故本文着重针对混凝土平屋面的几个主要渗水原因进行理论分析和实践调查，对如何做好屋面结构防水进行研究和探讨。

2、钢筋混凝土屋面结构漏水主因分析

在人们的思想观念中，较多强调柔性材料外防水技术，而忽略了钢筋混凝土结构自防水才是建筑物防水的根本，为此我们须建立防水的新概念，首先做好结构自防水，钢筋混凝土结构能做到不裂不渗，才能建立防水的永久防线，达到工程界梦寐以求的目标。

钢筋混凝土建筑屋面的渗水与裂缝有着直接的关系，特别是建筑屋面，一年四季经受风吹雨打，日光暴晒，温差变化极大，环境的恶劣使裂缝极易产生，而混凝土现浇屋面裂缝的出现是导致屋面渗水的最主要因素。近年来，随着工程规模的日趋扩大，结构形式的日益复杂，超长超厚结构的不断增多，建筑裂缝的大量出现越来越困扰着工程界。尤其是屋面建筑裂缝的出现引起的渗漏水，已经严重到影响的人们正常的生活和生产，成了急待解决的问题。

混凝土建筑屋面出现裂缝，主要由于三方面原因引起:一是结构不均匀沉降引起屋面开裂;二是混凝土干缩和温度收缩引起;三是施工管理和质量问题。最主要的原因是混凝土在限制条件下的收缩，收缩分干缩、冷缩、早期塑性收缩与自收缩四种，当收缩变形超过混凝土极限延伸率时、或收缩产生的应力超过当时混凝土的抗拉强度时就开始出现裂缝。在工程实践中，因荷载应力引起的结构性裂缝只占20%，而因温度、湿度变化引起混凝土干缩、冷缩、膨胀徐变等变形裂缝达到80%。可以说，绝大部分产生裂缝的屋面结构安全并没有受到影响。但裂缝造成的渗漏现象却是不容忽视的。

3、控制钢筋混凝土楼屋面板裂缝的措施

3.1施工中应采取的主要技术措施

楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外，其他还有较常见的两类:一类是预理线管及线管集散处，另一类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析，并分类采取以下几项主要技术措施。

⑴重点加强平屋面上层钢筋网的有效保护措施

屋面上部钢筋在板中抗拉受力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下有合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中，屋面下层的钢筋网在模板的依托下保护层比较容易正确控制。而上部钢筋由于施工人员踩塌或振动棒的振捣易落至底部失去保护作用，故在施工中应设置垫块将上部钢筋垫起，纵横向的垫块间距限制在1米左右。

⑵预埋线管处的裂缝防治

预埋线管，特别是多根线管的集中处，因截面混凝土受到较多削弱而引起应力集中，是容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小，并且房屋的开间宽度也较小，同时线管的敷设走向不垂直于混凝土的收缩和受拉方向时，一般不会发生楼面裂缝。反之，当预埋线管的直径较大，开间宽度也较大，并且线管的敷设走向垂直于混凝土的收缩和受拉力向时，就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集中处，应加强增设垂直于线管的短钢筋网。建议增设的抗裂短钢筋采用中6~8，间距≤150mm，两端的锚固长度应不小于300mm。

线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处可采用线盒，同时在多根线管的集中处宜采用放射形分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多，使集散口的截面混凝土大量削弱时，宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各212的井字形抗裂构造钢筋。⑶加强对楼面混凝土的养护

从施工上说，混凝土的养护是控制裂缝的重要手段，必须采用保温保湿的养护技术，并尽量利用其后期强度(60天)。混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少混凝土初期伸缩裂缝发生。但实际施工中，由于抢工期和浇水会影响弹线及施工人员作业，因此屋面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此，施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护，并建议采用喷养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。

3.2从改善混凝土材料性能上来提高屋面防水效果

从材料性能上来说，混凝土的结构自防水方法大致有二种，一种是骨料级配法，即以特定比例的砂、石、骨料级配来配制混凝土，以减少由于满足施工流动度所需要的水泥浆量，也就减少了用水量，以保证混凝土自身较好的密实度。第二种是混凝土中加入外加剂以改善混凝土的性能，应用外加剂是提高混凝土抗渗性的有效措施，主要是将减水剂、引气剂、氯化铁及三乙醇胺等外加剂掺入混凝土中以生成某些胶凝物质，堵塞毛细管路，改善孔结构，降低孔隙率或增加某些密实度来达到防水的目的，随着混凝土施工技术的进步，商品混凝土的普及，混凝土外加剂已逐步成为混凝土中不可缺少的部分。在外加剂品种中，除减水剂外，近年来发展较快、应用数量最多的当属混凝土膨胀剂了。构筑物的渗水与裂缝有直接关系，而裂缝的产生除了荷载应力和不均匀沉降有关外(约20%)，主要由于混凝土干缩、冷缩、膨胀和徐变等变形裂缝引起，当收缩变形超过混凝土极限延伸率时，或收缩引起的应力超过当时混凝土的抗拉强度时就开始出现裂缝。膨胀剂在混凝土中的运用，可以使混凝土减少收缩或不收缩甚至产生微膨胀，补偿收缩混凝土，从而达到了抗裂的目的，解决了混凝土中由于混凝土收缩开裂而引起的渗漏水现象。而其他外加剂不能补偿混凝土的收缩。

用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土，具有显著的抗裂防水效果，是一种优质的防水混凝土，具有抗裂抗渗双重功能，实验表明，掺膨胀剂配制的混凝土抗渗能力至少比一般混凝土提高一倍以上，这是因为:①膨胀剂在水泥的水产物中具有填空作用，使混凝土中的大孔变小，总空隙率减小，改善了官能团的孔结构。②在限制状态下，可以改善混凝土的应力状态，使其具有补偿收缩的作用。

随着建筑物不断向高层、超高层发展，现代建筑物和构筑物越来越多地采用了超长或双向超长结构，梁板尺寸也随之加大，采用普通混凝土作刚性屋面，最大弱点是混凝土的抗拉强度低，极限拉伸变形小，当收缩应变大于极限拉伸值时，混凝土就会产生裂缝，使屋面失去防水功能。以往屋面设计一般采用厚度8~12cm，配以8~10mml50×150mm双向钢筋，混凝土强度大于C25，考虑温差变形，为防止混凝土收缩抗裂，超长结构施工应根据工程结构情况，每隔20~40m米须设置伸缩缝或后浇带。而留缝不但施工麻烦，延长工期，需在40小时后或结构完工后进行填缝处理，处理不好会留下渗漏等隐患，对抗裂不利。采用UEA系列膨胀剂配制微膨胀混凝土浇筑梁板，用“膨胀加强带”替代了原来的后浇带，可取消伸缩缝和后浇带，提高了结构的整体性能和防水能力，缩短了施工时间，加快了施工进度，省工，省时，综合效益明显。实践证明在混凝土中掺加膨胀剂对于结构防漏防渗有着非常显著的效果。

4、结语

综上所述，在屋面防水工程中，必须要建立“整体防水”的概念，即从土建工程规划设计开始，就把整体工程的防水功能及要求认真考虑、科学设计，制定出切实可行的防水工程设计方案，结构防水应和建筑外防水相结合，材料防水和构造防水、节点防水相结合，在施工过程中，土建工程施工与防水工程施工相互配合，治标兼治本，才能彻底解决屋面渗漏问题，形成行之有效的防水系统。

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