两例防水卷材保护层细石混凝土裂缝原因探析

杨俊飞，王思谦，张华，刘晓

（1. 陕西明泰工程建设有限责任公司，陕西，西安 710065；2. 中铁十五局集团计量测试中心，河南 洛阳 471013；3. 南水北调中线干线工程建设管理局河北直管项目建设管理部，河北 石家庄 050035；4. 中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

两例防水卷材保护层细石混凝土裂缝原因探析

杨俊飞1，王思谦2，张华3，刘晓4

（1. 陕西明泰工程建设有限责任公司，陕西，西安 710065；2. 中铁十五局集团计量测试中心，河南 洛阳 471013；3. 南水北调中线干线工程建设管理局河北直管项目建设管理部，河北 石家庄 050035；4. 中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

本文主要介绍了两例防水卷材保护层细石混凝土裂缝产生的原因，主要为粗骨料含泥量变化、施工过程中加水、不合理留设分割缝。

防水卷材；细石混凝土；裂缝

0 引言

细石混凝土指用粒径较小的粗骨料拌制的混凝土，粗骨料粒径一般为 5～16mm 或者 5～10mm，细石混凝土使用范围由工程部位所决定，一般使用细石混凝土的部位较薄或体积较小，不宜用大石子做粗骨料。细石混凝土广泛应用于屋面、筏板底、仓库地面、护栏以及一些小型预制构件等；细石混凝土对防水层的老化、破坏等，起隔离、保护作用；细石混凝土比砂浆成本低且易于施工，其抗裂性和防起砂效果较好，且不起壳。

1 问题的提出

近段时间，某地区常有商品混凝土公司发现防水材料保护层细石混凝土出现裂缝，而且裂缝较多，有些已经严重影响到工程质量、外观及商品混凝土公司的回款以及后续合同的执行，很多商品混凝土公司很是无奈，又是掺膨胀剂，又是修改配合比等，结果收效甚微。他们认为，难道防水保护层细石混凝土裂缝多是这一地区的质量通病吗？

依常理，如果细石混凝土不产生裂缝，会有一定的自防水作用且能更好地保护其下铺设的卷材防水层不宜老化、不被拉裂，提高卷材防水层使用寿命。笔者被邀请对两起比较典型的卷材防水保护层细石混凝土裂缝问题进行分析并提出改进措施。这两例裂缝典型分别为两家商品混凝土公司所供混凝土产生，图 1 为某火车站地下商场顶层卷材防水保护层细石混凝土层；图 2 为某大型食品公司仓库地面卷材防水保护层细石混凝土，在当地工程建设市场影响较大并引起了一定的争议。

图 1 地下商场顶层裂缝

图 2 仓库地面裂缝

2 原因分析

两者的裂缝似乎没有什么规律，但同属于一个地区，同样的部位，有裂缝且裂缝多就成了它们的一个共性，笔者通过混凝土原材料及配合比、生产过程、施工过程的跟踪调查，以期找到产生裂缝的根源。

2.1 混凝土原材料及配合比

水泥：水泥均采用 P·O42.5 水泥，其物理力学性能满足国标要求。

掺合料：有的公司选择了 Ⅱ 级粉煤灰，有的选择了 S95级矿粉，也有双掺的，掺合料技术指标也满足规范要求。

粗骨料 1：采用榆林产 5～10mm 碎石（见图 3），其压碎值为 17.9%，表观密度 2550kg/m3，含泥量 7.6%；吸水率为2.9%，母岩为绿色砂岩及页岩（风化岩含量较多），表面较粗燥，石粉含量高。

粗骨料 2：采用山西产 5～10mm 碎石（见图 4），其压碎值为 9.1%，表观密度为 2710kg/m3，含泥量 0.2%；吸水率为 0.3%，母岩为石灰岩，风化岩含量较少，颗粒接近圆形，表面较光滑。

图 3 粗骨料 1

图 4 粗骨料 2

细骨料：采用中砂，其细度模数及含泥量等指标满足规范要求。

外加剂：均采用聚羧酸系泵送剂，该泵送剂复合有引气、缓凝、增粘组分。

水：地下饮用水。

由于几家商品混凝土公司所使用的材料都一样，配合比也大同小异，摘录其中一家配合比表 1 所示。

表 1 C20 细石混凝土配合比 kg/m3

两例典型裂缝事故设计强度等级均为 C20，配合比经试配验证基本合理，虽然之前也有用 C20 细石混凝土作卷材防水保护层的，但之前很少出现裂缝，今年秋季裂缝就特别多。笔者建议这几个商品混凝土公司近段时间暂停粗骨料1的使用，因为近段时间该地区多雨，石料厂设备及工艺较落后，石粉、泥在生产过程中包裹在碎石外面，这一现状暂时改变不了。

JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中规定：当碎石或卵石中含泥量是非粘土质的石粉时，C25 以下的混凝土用石含泥量不得超过 3.0%；粗骨料 1 远远超过此指标，在拌制的混凝土内粗骨料表面和水泥砂浆之间存在一个薄弱的泥过渡层，水泥砂浆对粗骨料的粘结力下降，后期胶凝材料水化及与泥争夺水分形成收缩不均，这可能是造成裂缝大量产生的主要原因。

2.2 混凝土生产过程

经检查，这两家计量系统误差均控制在规定范围内，人员操作均为熟练技工，生产过程均未进行手动操作，搅拌时间也满足要求且有记录可查。混凝土运输也满足相关规定，因此排除生产过程中存在导致裂缝产生的可能。

2.3 混凝土施工过程

笔者观察大多工地施工比较规范，用刮杠轻刮一遍，初步抹平，当面层砂浆初凝后，地面面层上有脚印但走上去不下陷时，用木抹子进行第一遍抹压，把凹坑、砂眼填实抹平，注意不得漏压。当面层砂浆终凝前，即人踩上去稍有脚印，用铁抹子压光，无抹痕时，可用铁抹子进行第三遍压光，此遍要用力抹压，把所有抹纹压平压光，此过程也有采用圆盘打磨机进行的，要做到细石混凝土表面密实光洁。

个别工地工人为了施工方便，在罐车达到工地后往混凝土内加水，认为低强度等级加水无关紧要，保护层细石混凝土加水好往平摊铺。采用粗骨料 2 后，因防水卷材不吸水，细石混凝土摊平后表面上浮一层水，粉煤灰有时会漂浮上来，硬化后表面不美观，且加水后裂缝较多，到工地给混凝土加水硬化后的图片见图 5。由此可见，加水造成实际水灰比过大，对混凝土裂缝的产生也有一定影响。

图 5 加水后产生的裂缝

但是个别工地采用粗骨料 2 拌制细石混凝土还有裂缝存在，笔者经过观察发现大多为每隔 5m 左右的不规则的横向裂缝（见图 6）。

3 改进措施及跟踪观察

针对粗骨料 1 的含泥量过大，笔者提出采用粗骨料 2 拌制细石混凝土。虽然粗骨料 1 成本稍低些，改用粗骨料 2 成本稍高些，但是比起掺膨胀剂等其他材料综合成本还是具有一定优势的，而且掺了膨胀剂等其他材料的实际效果通过实践验证也并不理想。

采用粗骨料 2 后，仍采用以上配合比，裂缝数量显著减少，裂缝宽度也变细，许多地方甚至没有 1 条裂缝（见图7）。由此分析，粗骨料1含泥量大可能是产生大面积裂缝的主因。

图 6 不规则裂缝

图 7 光洁密实无裂缝的表面

针对混凝土到工地后的加水现象进行了制止，对工人进行了教育和合理引导，因加水造成裂缝产生的可能性被消除，裂缝数量也减少了。

对于产生的不规则的横缝，笔者建议按照规范要求留设分割缝，其纵横缝间距不宜大于 6m，有效地解决了横向不规则裂缝的产生。

4 结语

（1）防水卷材保护层细石混凝土裂缝的产生和其原材料的质量是密不可分的，原材料质量不符合规范要求时，要及时作出相应调整；

（2）施工过程中，严禁向混凝土内加水，增大混凝土水灰比，也会造成裂缝增加现象的产生；

（3）细石混凝土应按照规范要求留设分割缝。

[1] JGJ 52—2006．普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S].

[2] GB 50345—2004．屋面工程技术规范[S]．

［通讯地址］陕西省西安市科技七路 18 号（710065）

杨俊飞（1980—），男，高级工程师，国家二级建造师，交通部试验检测工程师，石家庄铁道学院无机非金属材料专业毕业，工科学士，西安交通大学在读工商管理硕士，主要从事建筑施工管理及商品混凝土的研制与应用工作。