浅析防水混凝土裂缝的成因及控制

中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：

随着我国城市化进程的发展，高层建筑越来越多的在住宅建设中得到应用，地下防水工程也相应增多，本文结合实际工程，首先分析影响混凝土防水防渗性能的裂缝的种类及产生原因，在明确裂缝的种类及成因的基础上，以防水混凝土材料形成的全过程为主线，按顺序论述遏制或减少对混凝土防水防渗性能有害的裂缝的控制措施与具体要求，最大限度的遏制混凝土材料内部对防水防渗有害裂缝的产生，增加其整体密实性，充分发挥结构材料自防水的效能。

一、概述地下混凝土结构，长期受地下水的浸透和渗透作用，防水效能直接影响结构的安全、使用功能和整个建筑物的耐久性。混凝土是一种脆性材料，其抗拉强度极低，极限拉应变也很小，一旦所受的拉应力超过其本身的抗拉强度时就会开裂。钢筋混凝土结构在设计上是允许带裂缝工作的，混凝土在其生命周期中，在表面和内部会产生很多的微裂缝，地下工程出现细小无伤害裂缝是不可避免的，并视为一种可以接受的材料特征。大量工程实践证明，在防水混凝土材料的设计、配制及成型过程中如不进行专门的控制，则在成形的结构混凝土中将会存在大量的对于工程结构承载力无害，对于结构的防水防渗则有害的裂缝，最终导致混凝土结构自防水性能的缺失。

二、混凝土的裂缝种类及成因概述

混凝土是一种抗拉强度、极限拉应变都很小的非均质脆性材料，在温度、湿度及荷载的作用下均会产生裂缝，裂缝是由骨料间的细微裂缝在温差、干湿、外荷载等因素的作用下逐渐开展扩大而形成的，在实际工程施工中，由于操作不当、控制不严等因素产生的对混凝土防水防渗有害的裂缝主要有收缩裂缝、膨胀裂缝、震动裂缝和结构裂缝四种。

（一）、收缩裂缝收缩裂缝一般是不规则的，而且易于贯通结构而引起渗漏。混凝土的收缩裂缝主要包括塑性收缩、凝缩和碳化收缩三种，它们的共同特点是均出现在构件表面，主要原因是开始凝结的混凝土因受到强烈风、直射的阳光或湿度下降的影响，外露表面的水分迅速蒸发，造成混凝土体积的急剧变化，产生收缩应力或重力作用使没有完全凝固的混凝土下坠移动，最后导致裂缝，从防水混凝土材料成型的全过程来看，加强混凝土的配比设计、浇筑工艺与养护这三个阶段的控制是减少此类裂缝的关键。

（二）、膨胀裂缝

引起混凝土膨胀裂缝有许多因素，如水泥用量偏高，衬砌偏厚，混凝土内水泥水化热过高且不易散失，增大了混凝土表面和内部之间的温差等，从防水混凝土材料成型的全过程来看，加强混凝土的结构设计、原材料质量、浇筑工艺与养护这四个阶段的控制措施与要求是减少此类裂缝的关键。

（三）、移动裂缝

一是模板的强度或刚度不够，则尚未凝固的混凝土在自重和振捣器压力作用下，很容易因变形而引起裂缝。

二是模板密封不严造成漏浆，也容易使混凝土产生裂缝。此类裂缝通常比较明显且对混凝土材料的防水性能影响较大，控制的关键在于加强模板工程的质量监控，防止其在浇筑混凝土期间变形、振动或漏浆。

（四）、结构裂缝 在设计时，结构设计考虑不周，如钢筋用量不足，配筋错误，地基不均匀下沉，超荷载，过度振动（如地震）等，都会使混凝土拉应力过大而产生裂缝。

三、防水混凝土的裂缝控制

防水混凝土产生裂缝的原因是很复杂的，而且往往是各种因素的综合。因此，在实际的工程中为了有效遏制裂缝的产生，减少有害裂缝的数量，就必须按照防水混凝土材料形成的顺序进行全过程控制。

（一）结构设计方面

防水混凝土的结构设计一般都要进行裂缝开展的验算。这涉及到防水混凝土裂缝允许宽度和配筋数量的问题。实际上防水混凝土裂缝宽度小于0.1mm时，一般不会渗水，混凝土发丝裂缝有自愈作用，在工程实际中，通常对于掘开式、浅埋低水压地下工程，将裂缝允许宽度放大到0.2mm，对于深埋和水压比较大的地下工程，其裂缝允许宽宜限制到0.1mm。增加用钢量也可控制防水混凝土裂缝的发展，通常其钢筋数量比一般普通混凝土增加20% ～ 40%，但过多的增加钢筋，混凝土容易产生其他弊病（如蜂窝、露石、鼠洞等），对地下防水反而不利。

（二）原材料方面

为增强防水混凝土材料自身的防水抗渗能力，要对组成防水混凝土材料的原材料及外加剂进行相应的配合比设计，确保使用组成防水混凝土材料的各项比例达到最佳效果。

（三）配合比方面

防水混凝土的科学配制技术基本上有三种：集料级配技术、外掺剂技术和选用特种水泥技术。选用特种水泥技术由于特种水泥产量少，成本高，在实际工程中采用较少，而普遍采用的是集料级配技术和外掺剂技术。大量实践证明：调整和控制混凝土配合比各项参数可以调整混凝土结构内部的细微变化，满足混凝土最大密实度的要求，减少内部的裂缝和孔隙，达到提高防水性能的目的。防水混凝土的配合比要求通过试验按绝对体积法或假定容重法设计确定。其抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa。在满足抗渗要求的前提下，尽量减少水泥用量，但防水混凝土中水泥用量不得小于300kg/m3，当掺有活性粉细料时，水泥用量也不得小于280kg/m3；砂率宜控制在35% ～ 40%；灰砂比宜为1：2 ～ 1：2.5；水灰比不得大于0.55；掺引气剂或引气型减水剂时，混凝土含气量应控制在3% ～ 5%。

（四）模板支护方面

防水混凝土施工宜优先采用钢模板，模板表面应平整、拼缝严密、不漏浆，固定钢模板的对拉片（螺栓）应设止水环，竹胶合板的止水对拉螺栓应切割平齐，止水环应与钢筋和螺栓保持可靠、焊接严密。如采用木模板要支撑牢固，浇筑混凝土前充分湿透，以减少混凝土早期失水，必要时应在木模板上铺贴塑料布或刷涂料，以防漏浆。绑扎钢筋时，应特别注意保护层按设计要求留足，优先采用水泥砂浆垫块，不得采用钢筋头垫块，钢筋及绑扎用铁丝头不得接触模板。

（五）浇筑方面

防水混凝土必须采用机械搅拌，搅拌的时间不应小于2min；掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间；混凝土运输过程中如出现离析，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，严禁直接加水。防水混凝土要避免在炎热的夏天露天浇筑，夏季混凝土入模温度宜控制在25℃以下。夏季施工时，宜将砂石预冷，例如向砂石堆上喷洒水温低的地下水或将砂石遮盖住。而冬季拌合混凝土时，应将拌合水适当加热，使混凝土入模温度能保持在5 ～ 10℃以上。防水混凝土必须采用机械振捣，时间宜为10 ～ 30s，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，并应避免偏振、欠振或超振。分层浇筑时每层浇筑厚度不宜超过30~40cm。

（六）养护拆模方面

防水混凝土在潮湿环境中养护，有利于降温散热，减少温差，减少和推迟因失水而产生的干缩，保证混凝土强度迅速增长，因此，防水混凝土至少养护14d。防水混凝土拆模要求也比较高，拆模时间不宜过早，拆模时应精心操作，防止用铁棍撬、大锤猛敲硬撬，使混凝土遭受损伤。

四、结束语

综上所述，在结构自防水施工中必须对防水混凝土材料的结构设计、原材料、配合比、模板、浇筑、养护拆模全过程进行有效控制，严格把关，才能遏制或减少防水混凝土材料的内部裂缝，提高其自身的防水防渗能力，确保结构自防水效能的充分发挥。

参考文献：

[1]叶琳昌，叶筠.地下防水混凝土技术11问.[J].中国建筑防水.2001.04，38-40.

[2]《地下防水工程质量验收规范》 （GB50208-2002）.[S].中华人民共和国建设部.2002.4.

[3]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册（第2版）.[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]《地下工程防水技术规范》 （GB50108-2001）.[S].中华人民共和国建设部.2001.