建筑防水工程与钢筋混凝土结构渗漏水分析论文_胡顺权

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摘要:本文介绍建筑防水工程的基本概念,阐述了防水工程的重要性,并分析了我国防水工程的现状是导致渗漏成为我国最严重的建筑通病的原因,最后分析了钢筋混凝土结构出现渗漏的直接原因:裂缝,及这些裂缝的成因,并提出解决裂缝漏水的原则性方法。

关键词:建筑;防水工程;钢筋混凝土

1.建筑防水工程基本概念

建筑防水工程是建筑工程中的一个重要组成部分,是一项分部工程,建筑防水技术是保证建筑物和构筑物的结构在设计耐久年限内不受水的侵袭、确保建筑结构及其内部空间不受到水的污损、破坏的专门措施。具体而言,是指为防止蓄水工程向外渗漏或防止地表水(雨水)、生产或生活用水、地下水、滞水、毛细管水以及人为因素引起的水文地质改变而产生的水渗入建筑物、构筑物内部所采取的一系列结构、构造和建筑措施。概括地讲,防水工程防止以下三种现象的发生:外水向防水建筑内部渗透,蓄水结构内的水向外渗漏和建筑物,构筑物内部相互渗水。就渗流方向而言,分为防内水外渗,外水内渗及内部水相互渗透三大部分。

建筑防水工程是一个系统工程,所涉及的范围非常广泛。它包括防水材料的应用、建筑防水设计和施工、防水工程的质量管理与维护等方面。其任务就是对以上各因素进行全面的分析,以选择符合质量标准的防水材料,进行科学、合理、经济的设计,精心组织技术力量进行施工,完善维修、保养、管理制度,以满足建筑物(构筑物)的防水耐用年限和使用功能的实现。

2.建筑防水工程的重要性

一幢普通的住宅建筑从基础、主体结构直至屋顶的每一个部位,都可能因为水的侵入而造成建筑物的损坏。建筑物能否保证免受各种水分的侵袭而不渗漏,直接关系到房屋的安全性、耐久性、使用功能、人们的生活质量和整体人居环境甚至是经济效益:如果建筑物长期受雨水的侵蚀,钢筋会锈蚀,结构的安全性受到严重的威胁,其耐久性也将大打折扣;其次,屋面漏水、墙身渗漏等现象,会导致装饰层大片脱落、发霉变味等现象,直接影响建筑物的使用功能并威胁住户的身体健康;另外,长期渗漏会严重损坏家具家电设备,缩短其使用寿命,甚至引起电器短路而发生灾难,从而带来严重的经济损失,同时还要花费大量的人力、物力和资金来进行返修,在返修的过程中,不可避免的会对住户造成滋扰,严重者还会对住户的财物造成损害。合格的建筑防水工程在建筑中发挥着功能保障作用,因此,在整个建筑工程中占有重要的地位。

3.建筑防水工程在我国的现状

在建筑工程中,包括许多投资方、建设单位,对建筑工程防水重要性缺乏清醒的认识,用于防水方面的费用总是一再缩减,我国防水工程造价在建筑工程总造价中的比例还不到 1%,而欧美、日本等发达国家的防水工程造价占建筑工程总造价的 5%~10%,其结果就是我国房屋建筑渗漏十分严重。

国外建筑防水观念已经在转变.即不是只考虑一次性工程造价.而是综合考虑防水工程造价和使用期,并且更加强调使用功能、年限的提高。如果选用使用期长的防水材料.那每年每平方米摊销下来的费用不是提高,而是降低。而在我国,还是一味的强调压缩防水成本,降低防水工程的造价。

4.钢筋混凝土渗漏原因

混凝土产生渗漏主要有两大方面,一是混凝土内部的裂缝:二是混凝土内部的孔隙。这些结构缺陷是由于内、外两种原因造成的,内因主要是指混凝土组分的物理化学性质和结构缺陷;外因则是指自然条件作用、物理载荷、混凝土的使用环境和施工因素等,它们有些可以通过人为的控制来消除,有些则也是无法估计、预防的。由于孔隙和裂缝的形成主要是因混凝土组分的物理化学性质及结构缺陷所形成的,是混凝土自身无法克服的缺陷,混凝土的渗水成为其自身难以解决的问题。

4.1 混凝土裂缝与渗漏

钢筋混凝土建筑结构的渗漏与裂缝有着直接的关系。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人们。据统计,国内外钢筋混凝土结构工程中,裂缝率达15%~70%,结构物出现裂缝而引起的渗漏水现象不容忽视,已经严重影响建筑物的正常使用和人们正常的生活、生产,成了急待解决的问题。

混凝土产生裂缝的原因:混凝土作为结构物,或者作为构件使用时,受内在约束的同时也受外在约束。此时,混凝土如果产生收缩,当收缩变形超过混凝土极限延伸率或收缩产生的应力超过混凝土的抗拉强度,混凝土中就会产生裂缝。这类变形裂缝,大概占混凝土裂缝的 80%。混凝土产生收缩的机理一般是由于干燥收缩、自收缩和水化收缩。

干燥收缩:混凝土内部产生水分变化,外部水分逸散的干燥。自收缩:混凝土内部产生水分变化,水泥水化自身的干燥。水化收缩:水泥类材料和水反应时,生成水化物的体积要小于前二者的体积之和,其结果的体积减少就是水化收缩,容积减少的大部分在硬化体内部形成新的空隙。

4.2 混凝土孔隙与渗漏

众所周知,混凝土是一种非均质多孔的脆性材料,从微观结构上看属于多孔结构,其内部存在着大量的孔隙,这些微观缺陷都将成为后期混凝土的渗水通道。混凝土中的孔隙按成因可分为施工孔隙和构造孔隙两大类。施工孔隙是由于浇注时振捣不良引起的;构造孔隙主要取决于水灰比,是混凝土凝结硬化过程中形成的,构造孔隙包括凝胶孔、毛细孔和沉降孔等,凝胶孔:水泥水化产物硅酸钙凝胶产生的,其尺寸为 5~25A,是构造孔隙中孔隙尺寸最小的一种孔隙,可视为不渗水。

毛细孔:水泥水化过程中多余水分蒸发后在混凝士中遗留下来的孔隙,其尺寸为100~10000A,这样的孔隙是渗水的,而且毛细孔隙率随着水灰比的增大而增大;毛细孔隙率越大,其渗水的可能性越大。试验表明:当毛细孔隙率低于40%以后,抗压强度随孔隙率的下降而急剧增长;当毛细孔隙率大于25%时,渗透系数随孔隙率的增加而急剧增加;而当孔隙率低于 20%时,则可以做到几乎不透水。

图1 混凝土的渗透性与毛细孔隙率的关系

沉降孔:水泥和骨料在重力作用下产生不同程度的沉降而形成的。除此此外,粗细骨料结合不良也会形成孔隙。但骨料的渗透性一般要比水泥浆体低得多,因为骨料颗粒会切断水泥浆基体中的渗水通道。此外,混凝土浇注后,由于保水性不良,砂、石产生沉降,水分上升,其中一部分沿着毛细管道折出至混凝土表面(外表泌水)形成积水层,水分蒸发后,形成网络状相互连通的沉降孔隙。除了凝胶孔外,其余的孔隙(毛细孔和沉降孔)的尺寸均大于 250A,而且是多边开口,是造成混凝土渗漏的主要原因。

5.混凝土渗漏处理办法

通过前文的分析,裂缝和孔隙是混凝土自身无法克服的缺陷,由此产生的渗漏问题也是普通混凝土无法解决的,我们在处理混凝土结构的渗漏水问题时,普遍采用两种防治方法。一种是复合防水,即采用各种防水材料进行防水,在设防中采用多种不同性能的防水材料,利用各自具有的特性,在防水工程中复合使用,发挥各种防水材料的优势,以提高防水工程的整体性能,做到“刚柔结合、多道设防、综合治理”;另一种方法则是结构自防水,即采用一定的型式或方法使结构本身拥有防水能力或结合排水进行防水。

那些通过各种途径来提高混凝土的抗渗性,如掺用防水剂等化学外加剂,在内部孔隙中生成不溶于水的晶体堵塞混凝土渗水的通道,从而显著地提高混凝土的抗渗性能,都属于结构自放水系列。此外严格的控制骨料的级配、减小水灰比、选择合适的水泥品种、保证施工质量及养护条件等均对提高抗渗性、改善建筑物的防水性能也有重要作用。

论文作者:胡顺权

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/23

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