摘要：通過屋面防水基層出現(xiàn)收縮裂縫的機理、原因進行分析，找出屋面防水施工過程中預(yù)防出現(xiàn)基層收縮裂縫的有效可行的方法，從而減少防水基層收縮裂縫產(chǎn)生，提高屋面防水質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：屋面防水；基層收縮；裂縫機理 ；防治措施
當(dāng)前屋面防水滲漏現(xiàn)象日見突出，某廠每年用于屋面防水的資金為100萬左右，面積達2500m2，然而防水效果并不理想。造成這一問題的主要原因：一材料質(zhì)量不過關(guān)；二是不嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)施工。從自己所接觸的工程實踐來分析，屋面基層出現(xiàn)裂縫而造成防水層開裂滲水，也是屋面防水施工中因引起足夠的重視的一方面。
一、產(chǎn)生層收縮裂縫的機理及種類
裂縫的原因主要是外荷載和變形荷載兩類，通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對外荷載已明確計算要求，但由變形荷載引起的干縮拉應(yīng)力超過砼或水泥砂漿的抗拉強度時，就會導(dǎo)致屋面開裂，致使屋面滲漏。防水屋面的基層，多數(shù)是由水泥砂漿或砼材料構(gòu)成，此類屋面裂縫，一種發(fā)生在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位，是由溫差變形，冷縮形成的有規(guī)則的橫向裂縫；一種是位置、形狀、大小各不相同的裂縫，是由于砂漿或砼內(nèi)部空隙原水分蒸發(fā)散發(fā)引起的無規(guī)則干縮裂縫。
二、收縮裂縫的主要因素和預(yù)防措施
1、收縮裂縫的材料因素。從水泥材料的性能來看，在一定條件下，減少用水量和水泥用量，不僅可以減低干縮率，而且還可以提高抗拉強度。水泥在水化反映時，會發(fā)出熱量，這種熱稱為水化熱。水泥的水化熱，大部分在水化初期7d內(nèi)發(fā)出，以后逐漸減少。其量的大小和發(fā)出熱量的速度同水泥的種類、礦物組成、水灰比、細度、養(yǎng)護條件等不同。水泥的水化熱。因熱量積聚在內(nèi)部不易發(fā)散，致使內(nèi)外產(chǎn)生很大的溫差，引起內(nèi)應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。
水泥標(biāo)號和水灰比是影響砂漿和混凝土強度的最主要因素。因為砂漿和混凝土的強度主要取決于水泥石的強度及其與骨料間的粘結(jié)力，而水泥石的強度及其與內(nèi)料的粘結(jié)力，又取決于水泥的標(biāo)號及水灰比的大小，因此在一定范圍內(nèi)水灰比越小，則強度越高，反之，水灰比大，則用水量大，砂漿或混凝土強度底。在砂漿配合比完全相同條件下，普通水泥的干縮抗裂性較差，礦渣水泥則較好，而適量參加減水劑，可較少用水量，改善和易性，適量參加膨脹劑可以補償收縮作用，均有利于防止干縮裂縫。
2、影響基層收縮裂縫的工藝因素?；炷梁退嗌皾{在初期塑性狀態(tài)下，如水分蒸發(fā)過快，泌水率小于表面蒸發(fā)率就會引起表面失水過多而開裂，且裂縫隨時間向砼內(nèi)部發(fā)展。因此，早期濕養(yǎng)能有效防止水分過快蒸發(fā)，從而保證強度的正常增長和對干縮的抗裂性。工程實踐還表明，如在砼或砂漿表面進行二次振搗或壓光及時覆蓋，均可減少干縮裂縫。值得提出的是，在保溫材料上抹砂漿找平層時，一般都會因吸收了一些水分而出現(xiàn)表面開裂，此時更應(yīng)注意找平層的濕養(yǎng)。
3、影響基層收縮裂縫的環(huán)境原因。屋面工程處于露天作業(yè)，有關(guān)氣溫、日照、濕度、風(fēng)速之間的關(guān)系都對質(zhì)量有一定影響。一般來說，在盛夏干燥季節(jié)施工時，相對濕度小，干縮影響大，裂縫機會多。此外，在高溫下施工，水泥水化速度快，凝結(jié)也快，容易產(chǎn)生搗固不實，抹面困難，養(yǎng)護中斷現(xiàn)象，從而留下裂縫隱患，也應(yīng)該注意防止。
4、影響基層收縮裂縫的齡期因素。混凝土和砂漿一般均以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d齡期的抗壓強度為基準(zhǔn)，通常屋面結(jié)構(gòu)層的混凝土不低于C20,找平層不低于C15。由于砂漿和混凝土的收縮值隨齡期的增長而加大，完成最終收縮甚至要延續(xù)年數(shù)，因此，要掌握適當(dāng)?shù)凝g期進行防水施工，實驗表明，在常溫條件下，大約經(jīng)過7-10d正常養(yǎng)護，砂漿強度可達10-11MPa，此時含水率約在5%左右波動，如基層未浸水，則可適時各類防水層施工。
三、防止基層收縮裂縫的幾點建議
防水工程的基層收縮裂縫成因復(fù)雜，環(huán)境影響也大，因此必須按“多道防線，綜合治理”的原則，綜合考慮制定防止干縮裂縫的措施，在設(shè)計施工方面應(yīng)注意以下幾個方面：
1、基層的整體強度，對與保溫屋面或采用散找坡材料時最好選細石砼找平層，必要時還宜加配鋼筋網(wǎng)。
2、在施工措施中，推薦優(yōu)選的減水劑，或膨脹劑施工應(yīng)掌握適當(dāng)?shù)凝g期，鋪設(shè)防水層。
3、為滿足水泥化的需要，混凝土澆筑后，必須保持一定時間的潮濕，一般混凝土在澆筑后12小時內(nèi)，進行覆蓋，待具有一定強度時應(yīng)注意澆水樣護。混凝土澆水樣日期，不得少于7晝夜。
4、對混凝土或砂漿找平層要嚴(yán)格按配合比計量，采用二次振搗或二次壓光。
5、對于已出現(xiàn)的收縮裂縫，要制定有效措施精心修補，一般可采用瀝青冷底子油，厚質(zhì)塑料油膏，用熔融瀝青滲透入裂縫的深部裂隙?；?qū)⒒鶎尤坎鸪伦?，從而徹底消除這一隱患。
四、混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的預(yù)防與加固補強
A、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防從原材料的源頭控制、施工工藝技術(shù)、施工過程的質(zhì)量控制等各個方面入手加以控制。主要是以下幾個方面：
1、選用有利于減緩混凝土碳化速度的水泥；選用氯鹽含量小的塑料與外加劑；不得使用海砂、海水拌制混凝土，也不得采用引起鋼筋銹蝕或加速混凝土碳化的外加劑；盡量減少引氣型外加劑的使用。從源頭抓起，保證混凝土原材料的內(nèi)在質(zhì)量。
2、從設(shè)計上適當(dāng)提高外露構(gòu)件混凝土標(biāo)號等級；混凝土配合比設(shè)計要合理，有條件時塑料級配盡量選用連續(xù)級配；盡量減小水灰比，使配合比趨于最佳狀態(tài)。
3、加強混凝土振搗工作，保證混凝土的密實性；采用先進的施工工藝流程，保證混凝土澆筑的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量。
4、從鋼筋綁扎、模板支設(shè)到混凝土澆筑等各道工序?qū)訉影殃P(guān)，確?；炷帘Ｗo層符合規(guī)定要求。從施工全過程加以有效控制工程施工質(zhì)量。
5、在有害介質(zhì)、干濕交替的不利環(huán)境中，加厚混凝土保護層厚度或飾面，防止有害介質(zhì)的侵入。
B、凝土裂縫的加固補強
根據(jù)裂縫的種類和產(chǎn)生的病因，采取有效措施進行加固補強。
1、順筋裂縫該類裂縫是由于鋼筋銹蝕引起的。根據(jù)電化學(xué)原理，對已經(jīng)銹蝕的鋼筋必須進行徹底除銹，否則，鋼筋的銹蝕還將發(fā)生蔓延。鋼筋一旦發(fā)生銹蝕，即便是在真空狀態(tài)下，還將會繼續(xù)發(fā)展，只不過銹蝕的速度比較緩慢而已。除銹修補步驟如下：
⑴、剔鑿出已經(jīng)銹蝕的鋼筋。
在順筋裂縫區(qū)域內(nèi)，剔鑿出銹蝕的鋼筋。
如果鋼筋的銹蝕由于混凝土碳化引起銹蝕，只需露出有銹蝕的鋼筋即可；如果因氯鹽引起鋼筋銹蝕，則應(yīng)將鋼筋周圍的混凝土鑿掉，以達到換混凝土的目的。
⑵、鋼筋除銹 該道工序是加固補強的關(guān)鍵工序，要對鋼筋進行徹底除銹。必要是對已經(jīng)銹蝕的鋼筋進行焊接補強。鋼筋除銹可以采用砂紙、鋼絲刷或噴砂等多種方法進行除銹。
?、?、剔掉的混凝土截面修補
剔除的混凝土截面必須干凈、無浮渣，露出混凝土新茬。
修補可采用噴砂漿、使用標(biāo)號較高的細石料水泥混凝土、環(huán)氧混凝土、環(huán)氧砂漿等進行修復(fù)。
噴砂除銹后采用噴砂漿方法進行修補。首先濕潤原混凝土表面，而后分層進行修補。其優(yōu)點是：修補效率高、質(zhì)量好；缺點是：需要養(yǎng)護，需要專用機具和熟練的操作人員。
水泥混凝土修補，可以選用細石料進行修補，具有高強、快硬、無收縮等優(yōu)點。
環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土修補，修補前原有混凝土表面必須干燥、凈潔，分層修補厚度不超過20mm，間隔相隔時間不少于3h，該類材料為非耐燃材料，修復(fù)完畢須進行飾面防護。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因不是單方面的，而是由于多方面的因素引起的。因此即便是在裂縫處理后不得不對混凝土結(jié)構(gòu)物進行整體補強。
參考文獻：
[1]DBJ15-1997，建筑防水工程技術(shù)規(guī)程[S]
[2]GB50207-2002,屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S]
關(guān)鍵詞：屋面防水；基層收縮；裂縫機理 ；防治措施
當(dāng)前屋面防水滲漏現(xiàn)象日見突出，某廠每年用于屋面防水的資金為100萬左右，面積達2500m2，然而防水效果并不理想。造成這一問題的主要原因：一材料質(zhì)量不過關(guān)；二是不嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)施工。從自己所接觸的工程實踐來分析，屋面基層出現(xiàn)裂縫而造成防水層開裂滲水，也是屋面防水施工中因引起足夠的重視的一方面。
一、產(chǎn)生層收縮裂縫的機理及種類
裂縫的原因主要是外荷載和變形荷載兩類，通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對外荷載已明確計算要求，但由變形荷載引起的干縮拉應(yīng)力超過砼或水泥砂漿的抗拉強度時，就會導(dǎo)致屋面開裂，致使屋面滲漏。防水屋面的基層，多數(shù)是由水泥砂漿或砼材料構(gòu)成，此類屋面裂縫，一種發(fā)生在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中部位，是由溫差變形，冷縮形成的有規(guī)則的橫向裂縫；一種是位置、形狀、大小各不相同的裂縫，是由于砂漿或砼內(nèi)部空隙原水分蒸發(fā)散發(fā)引起的無規(guī)則干縮裂縫。
二、收縮裂縫的主要因素和預(yù)防措施
1、收縮裂縫的材料因素。從水泥材料的性能來看，在一定條件下，減少用水量和水泥用量，不僅可以減低干縮率，而且還可以提高抗拉強度。水泥在水化反映時，會發(fā)出熱量，這種熱稱為水化熱。水泥的水化熱，大部分在水化初期7d內(nèi)發(fā)出，以后逐漸減少。其量的大小和發(fā)出熱量的速度同水泥的種類、礦物組成、水灰比、細度、養(yǎng)護條件等不同。水泥的水化熱。因熱量積聚在內(nèi)部不易發(fā)散，致使內(nèi)外產(chǎn)生很大的溫差，引起內(nèi)應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。
水泥標(biāo)號和水灰比是影響砂漿和混凝土強度的最主要因素。因為砂漿和混凝土的強度主要取決于水泥石的強度及其與骨料間的粘結(jié)力，而水泥石的強度及其與內(nèi)料的粘結(jié)力，又取決于水泥的標(biāo)號及水灰比的大小，因此在一定范圍內(nèi)水灰比越小，則強度越高，反之，水灰比大，則用水量大，砂漿或混凝土強度底。在砂漿配合比完全相同條件下，普通水泥的干縮抗裂性較差，礦渣水泥則較好，而適量參加減水劑，可較少用水量，改善和易性，適量參加膨脹劑可以補償收縮作用，均有利于防止干縮裂縫。
2、影響基層收縮裂縫的工藝因素?；炷梁退嗌皾{在初期塑性狀態(tài)下，如水分蒸發(fā)過快，泌水率小于表面蒸發(fā)率就會引起表面失水過多而開裂，且裂縫隨時間向砼內(nèi)部發(fā)展。因此，早期濕養(yǎng)能有效防止水分過快蒸發(fā)，從而保證強度的正常增長和對干縮的抗裂性。工程實踐還表明，如在砼或砂漿表面進行二次振搗或壓光及時覆蓋，均可減少干縮裂縫。值得提出的是，在保溫材料上抹砂漿找平層時，一般都會因吸收了一些水分而出現(xiàn)表面開裂，此時更應(yīng)注意找平層的濕養(yǎng)。
3、影響基層收縮裂縫的環(huán)境原因。屋面工程處于露天作業(yè)，有關(guān)氣溫、日照、濕度、風(fēng)速之間的關(guān)系都對質(zhì)量有一定影響。一般來說，在盛夏干燥季節(jié)施工時，相對濕度小，干縮影響大，裂縫機會多。此外，在高溫下施工，水泥水化速度快，凝結(jié)也快，容易產(chǎn)生搗固不實，抹面困難，養(yǎng)護中斷現(xiàn)象，從而留下裂縫隱患，也應(yīng)該注意防止。
4、影響基層收縮裂縫的齡期因素。混凝土和砂漿一般均以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d齡期的抗壓強度為基準(zhǔn)，通常屋面結(jié)構(gòu)層的混凝土不低于C20,找平層不低于C15。由于砂漿和混凝土的收縮值隨齡期的增長而加大，完成最終收縮甚至要延續(xù)年數(shù)，因此，要掌握適當(dāng)?shù)凝g期進行防水施工，實驗表明，在常溫條件下，大約經(jīng)過7-10d正常養(yǎng)護，砂漿強度可達10-11MPa，此時含水率約在5%左右波動，如基層未浸水，則可適時各類防水層施工。
三、防止基層收縮裂縫的幾點建議
防水工程的基層收縮裂縫成因復(fù)雜，環(huán)境影響也大，因此必須按“多道防線，綜合治理”的原則，綜合考慮制定防止干縮裂縫的措施，在設(shè)計施工方面應(yīng)注意以下幾個方面：
1、基層的整體強度，對與保溫屋面或采用散找坡材料時最好選細石砼找平層，必要時還宜加配鋼筋網(wǎng)。
2、在施工措施中，推薦優(yōu)選的減水劑，或膨脹劑施工應(yīng)掌握適當(dāng)?shù)凝g期，鋪設(shè)防水層。
3、為滿足水泥化的需要，混凝土澆筑后，必須保持一定時間的潮濕，一般混凝土在澆筑后12小時內(nèi)，進行覆蓋，待具有一定強度時應(yīng)注意澆水樣護。混凝土澆水樣日期，不得少于7晝夜。
4、對混凝土或砂漿找平層要嚴(yán)格按配合比計量，采用二次振搗或二次壓光。
5、對于已出現(xiàn)的收縮裂縫，要制定有效措施精心修補，一般可采用瀝青冷底子油，厚質(zhì)塑料油膏，用熔融瀝青滲透入裂縫的深部裂隙?；?qū)⒒鶎尤坎鸪伦?，從而徹底消除這一隱患。
四、混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的預(yù)防與加固補強
A、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防從原材料的源頭控制、施工工藝技術(shù)、施工過程的質(zhì)量控制等各個方面入手加以控制。主要是以下幾個方面：
1、選用有利于減緩混凝土碳化速度的水泥；選用氯鹽含量小的塑料與外加劑；不得使用海砂、海水拌制混凝土，也不得采用引起鋼筋銹蝕或加速混凝土碳化的外加劑；盡量減少引氣型外加劑的使用。從源頭抓起，保證混凝土原材料的內(nèi)在質(zhì)量。
2、從設(shè)計上適當(dāng)提高外露構(gòu)件混凝土標(biāo)號等級；混凝土配合比設(shè)計要合理，有條件時塑料級配盡量選用連續(xù)級配；盡量減小水灰比，使配合比趨于最佳狀態(tài)。
3、加強混凝土振搗工作，保證混凝土的密實性；采用先進的施工工藝流程，保證混凝土澆筑的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量。
4、從鋼筋綁扎、模板支設(shè)到混凝土澆筑等各道工序?qū)訉影殃P(guān)，確?；炷帘Ｗo層符合規(guī)定要求。從施工全過程加以有效控制工程施工質(zhì)量。
5、在有害介質(zhì)、干濕交替的不利環(huán)境中，加厚混凝土保護層厚度或飾面，防止有害介質(zhì)的侵入。
B、凝土裂縫的加固補強
根據(jù)裂縫的種類和產(chǎn)生的病因，采取有效措施進行加固補強。
1、順筋裂縫該類裂縫是由于鋼筋銹蝕引起的。根據(jù)電化學(xué)原理，對已經(jīng)銹蝕的鋼筋必須進行徹底除銹，否則，鋼筋的銹蝕還將發(fā)生蔓延。鋼筋一旦發(fā)生銹蝕，即便是在真空狀態(tài)下，還將會繼續(xù)發(fā)展，只不過銹蝕的速度比較緩慢而已。除銹修補步驟如下：
⑴、剔鑿出已經(jīng)銹蝕的鋼筋。
在順筋裂縫區(qū)域內(nèi)，剔鑿出銹蝕的鋼筋。
如果鋼筋的銹蝕由于混凝土碳化引起銹蝕，只需露出有銹蝕的鋼筋即可；如果因氯鹽引起鋼筋銹蝕，則應(yīng)將鋼筋周圍的混凝土鑿掉，以達到換混凝土的目的。
⑵、鋼筋除銹 該道工序是加固補強的關(guān)鍵工序，要對鋼筋進行徹底除銹。必要是對已經(jīng)銹蝕的鋼筋進行焊接補強。鋼筋除銹可以采用砂紙、鋼絲刷或噴砂等多種方法進行除銹。
?、?、剔掉的混凝土截面修補
剔除的混凝土截面必須干凈、無浮渣，露出混凝土新茬。
修補可采用噴砂漿、使用標(biāo)號較高的細石料水泥混凝土、環(huán)氧混凝土、環(huán)氧砂漿等進行修復(fù)。
噴砂除銹后采用噴砂漿方法進行修補。首先濕潤原混凝土表面，而后分層進行修補。其優(yōu)點是：修補效率高、質(zhì)量好；缺點是：需要養(yǎng)護，需要專用機具和熟練的操作人員。
水泥混凝土修補，可以選用細石料進行修補，具有高強、快硬、無收縮等優(yōu)點。
環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土修補，修補前原有混凝土表面必須干燥、凈潔，分層修補厚度不超過20mm，間隔相隔時間不少于3h，該類材料為非耐燃材料，修復(fù)完畢須進行飾面防護。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因不是單方面的，而是由于多方面的因素引起的。因此即便是在裂縫處理后不得不對混凝土結(jié)構(gòu)物進行整體補強。
參考文獻：
[1]DBJ15-1997，建筑防水工程技術(shù)規(guī)程[S]
[2]GB50207-2002,屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S]
