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论钢筋

毕业论文

题目：

论土建中钢筋砼常见的问题及解决办法

系部：

土木工程系

专业：

工程造价

班级：

工程造价0931

姓名：

俞康

学号：

200904063124

指导教师：

郭洋

2011年10月26日

目录

摘要························································Ⅴ

1前言·······················································1

1.1钢筋混凝土结构发展概况及现状··································1

2钢筋混凝土构件中钢筋的配置要求······························4

2.1普通建筑中梁构件的配筋········································5

3钢筋砼构件产生裂缝等问题的防治······························8

3.1现浇钢筋混凝土构件开裂的原因···································8

3.1.1施工阶段··················································8

3.1.2后期养护阶段··············································9

3.2裂缝的修复··················································10

4钢筋混凝土的配合比·········································11

4.1什么是配合比················································11

4.2配合比的设计以及设计要求······································12

5骨料外加剂以及混凝土的维护·································13

5.1骨料外加剂··················································13

5.1.1对混凝土的影响············································13

5.2外加剂·····················································14

6钢筋混凝土构件中钢筋的保护·································15

6.1混凝土构件中钢筋的腐蚀········································15

6.2钢筋腐蚀破坏的主要表征········································16

6.3钢筋的保护··················································17

谢辞·······················································20

参考文献·····················································21

摘要

钢筋混凝土的发明出现在近代，通常为人认为发明于1848年。

1868年一个法国园丁，获得了包括钢筋混凝土花盆，以及紧随其后应用于公路护栏的钢筋混凝土梁柱的专利。

1872年，世界第一座钢筋混凝土结构的建筑在美国纽约落成，人类建筑史上一个崭新的纪元从此开始，钢筋混凝土结构在1900年之后在工程界方得到了大规模的使用。

1928年，一种新型钢筋混凝土结构形式预应力钢筋混凝土出现，并于二次世界大战后亦被广泛地应用于工程实践。

钢筋混凝土的发明以及19世纪中叶钢材在建筑业中的应用使高层建筑与大跨度桥梁的建造成为可能。

钢筋混凝土是当今最主要的建筑材料之一，但它的发明者既不是工程师，也不是建筑材料专家，而是一位法国名叫莫尼埃的园艺师。

莫尼埃有个很大的花园，一年四季开着美丽的鲜花，但是花坛经常被游客踏碎。

为此，莫尼埃常想：

“有什么办法可使人们既能踏上花坛，又不容易踩碎呢？

”有一天，莫尼埃移栽花时，不小心打碎了一盆花，花盆摔成了碎片，花根四周的土却仅仅包成一团。

“噢！

花木的根系纵横交错，把松软的泥土牢牢地连在了一起！

”他从这件事上得到启发，将铁丝仿照花木根系编成网状，然后和水泥、砂石一起搅拌，做成花坛，果然十分牢固。

关于混凝土的最早起源就是这样。

混凝土在现代拥有的广大的应用领域，在建筑、桥梁、航空航天等等几乎在我们身边每个触手可及的地方。

依据现代科学技术，人们将混凝土内加入各种外加剂配合使用调配处不同用途的混凝土。

目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。

关键词：

混凝土组成；钢筋配置；裂缝；配合比；外加剂骨料；保养保护

1前言

1.1钢筋混凝土结构发展概况及现状

钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料结合成整体共同受力的工程结构。

承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。

包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。

钢筋承受拉力，混凝土承受压力。

混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定的比例拌和而成。

凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂。

为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。

钢筋混凝土结构按层数或建筑高度可以分为：

单层钢筋混凝土结构、多层钢筋混凝土结构、高层钢筋混凝土结构；按结构形式分：

框架结构、框架抗震墙结构、抗震墙结构、框架-核心筒结构、大跨框架结构、板柱-抗震墙结构、筒体结构、多层砖砌体结构、多层砌块结构、单层钢筋混凝土柱厂房（这个是混合结构）。

钢筋混凝土结构的优点：

1.取材容易：

混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。

另外，还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。

2.合理用材：

钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能，与钢结构相比，可以降低造价。

3.耐久性：

密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。

4.耐火性：

混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏。

与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。

5.可模性：

根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。

6.整体性：

整浇或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震、抵抗振动和爆炸冲击波。

缺点：

1.自重大。

钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3，比砌体和木材的重度都大。

尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸较大，因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构的重量。

2.抗裂性差。

如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。

尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。

当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。

3.性质脆。

混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。

综上所述不难看出，钢筋混凝土结构的优点多于其缺点。

而且，人们已经研究出许多克服其缺点的有效措施。

例如，为了克服钢筋混凝土自重大的缺点，已经研究出许多质量轻、强度高的混凝土和强度很高的钢筋。

为了克服普通钢筋混凝土容易开裂的缺点，可以对它施加预应力。

为了克服混凝土的脆性，可以在混凝土中掺入纤维做成纤维混凝土。

　　钢筋混凝土最主要当然与其材料，也就是钢筋和混凝土有关，其中钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度最重要。

另外，施工之中还和天气的温度湿度等有关，因为会影响到混凝土的凝结速度。

钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广，各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。

钢筋混凝土结构在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合，如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等，均得到十分有效的应用，解决了钢结构所难于解决的技术问题。

我国在铁路、公路、城市的立交桥、高架桥、地铁隧道以及水利港口等交通工程中用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头已是星罗棋布。

目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。

据发改委相关数据显示，该地区其主要原材料水泥产量已于2005年达到10.60亿吨，占世界总产量48%左右。

大型建筑均采用钢筋混凝土框架结构。

我国的钢筋混凝土结构发展比较曲折，解放前几乎是空白，60年代边学习苏联的经验边完善提高，70年代自己动手搞科研，编规范；80年代规范的设计水准正力争赶上世界先进水平。

近30年来，我国在钢筋混凝土基本理论与计算方法、可靠度与荷载分析、单层与多层厂房结构、高层建筑结构、大板与升板结构、大跨度结构、结构抗震、工业化建筑体系、电子技术在钢筋混凝土结构中的应用和测试技术等方面取得了很多成果，为修订和制定有关规范和规程提供了大量的数据和科学依据。

编制出了国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB/T50068，《混凝土结构设计规范》GB50010-2001，；《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）；《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）；《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2002）等。

这些规范和规程积累了我国半个世纪以来丰富的工程实践经验和最新的科研成果，把我国混凝土结构设计方法提高到了当前的国际水平，它将在工程设计中发挥指导作用。

必将促进我国混凝土结构设计的进一步发展。

在这里我主要简述一下建筑工程中钢筋混凝土的有关知识。

1.2普通钢筋混凝土构件的施工方法

一般民用建筑当中，混凝土构件施工方法有两种：

现浇与预制。

现浇法以及现浇法的优点：

现浇法是在现场搅拌混凝土混着购买商品混凝土，现场浇筑混凝土构件，通过振捣密实来进行建筑结构的建造。

这种方法在建筑工程中是经常用的，现浇混凝土有一系列的优点，结构的整体性能与刚度较好，适合于抗震设防及整体性要求较高的建筑，抗震性能好，整体性好，可塑性好，空间分割随意等等。

但是现浇混凝土也有其自身的缺点，如混凝土结构自重太大，脆性，造价相对较高等缺点。

预制相对于现浇来说造价方面相对较低，而且运用更加灵活，但预制混凝土构件对于建筑整体来说整体性较差，在有抗震要求的建筑当中预制构件的使用是有限制的。

预制混凝土构件的制作方法主要有先张法和后张法两种。

先张法：

先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75％，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺，如图5.1所示。

先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。

图5.1

先张法生产构件可采用长线台座法，一般台座长度在50～150m之间，或在钢模中机组流水法生产构件。

先张法生产构件，涉及到台座、张拉机具和夹具及先张法张拉工艺。

预应力混凝土先张法工艺的特点是：

预应力筋在浇筑混凝土前张拉，预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力，为了获得良好质量的构年，在整个生产过程中，除确保混凝土质量以外，还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好粘结，使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。

后张法：

后张法,指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法，如图5.2.

图5.2

先制作构件

并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道,待构件的混凝土强度达到规定的强度（一般不低于设计强度标准值的75%）后,在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉,并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部,依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土,使其产生预压应力;最后在孔道中灌入水泥浆,使预应力筋与混凝土构件形成整体.

后张法

有粘结预应力混凝土

　　先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋（钢筋束）.其主要张拉程序为:

埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆（防止钢筋生锈）.其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力,这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘结预应力混凝土.

有粘结预应力混凝土由于粘结力（阻力）的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,适用于大型构件的现场施工.

无粘结预应力混凝土

　　其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管（预应力钢筋与混凝土不建立粘结力）→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固.

施工时跟普通混凝土一样,将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土,不必预留孔洞,穿筋,灌浆,简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体.

常见的混凝土施工方法总体上有以上几种，其各种施工方法根据不同的施工条件会有不同的变化。

2钢筋混凝土构件中钢筋的配置要求

2.1普通建筑中梁构件的配筋

受弯构件的构造要求

（1）梁的一般构造

钢筋混凝土梁的常用截面有矩形、T形、工形和花篮形等形式，如图3.25

图3.25梁的截面形式

受弯构件在外荷载作用下，截面上将同时承受弯矩M和剪力y的作用。

在弯矩较大的区段可能发生沿横截面的（称为正截面）受弯破坏，在剪力较大的区段可能发生沿斜截面的受剪破坏，当受力钢筋过早切断、弯起或锚固不满足要求时，还可能发生沿斜截面的受弯破坏。

梁和板的一般构造规定

（一）梁的配筋构造

1）梁的截面尺寸

梁的截面高度h与梁的跨度l及所受荷载大小有关。

一般情况下，独立简支梁，其截面高度h与其跨度l的比值（称为高跨比）h/l=1/12—1/8；独立的悬臂梁h/l为1/6左右；多跨连续梁h/l=1/18—1/12。

梁的截面宽度b与截面高度h的比值b/h，对于矩形截面一般为1/2.5～1/2；对于T形截面一般为1/3～1/2.5。

为了统一模板尺寸便于施工，梁的常用宽度一般为180mm、200mm、220mm、250mm，250mm以上以50mm为模数；而梁的高度h一般为250mm、300mm、…、1000mm等尺寸，当h≤800mm时以50mm为模数，当h>800mm时以1OOmm为模数。

2）梁的配筋

梁中一般配置下列几种钢筋（图3.26）：

①纵向受力筋。

如①号筋，它是用来承受弯矩的钢筋。

纵向受力钢筋的常用直径为10-28mm，根数不得少于2根。

梁内受力纵筋的直径应尽可能相同；当采用不同的直径时，它们之间相差至少应为2mm以上，便于施工中容易用肉眼识别，但相差也不宜超过6mm。

②弯起钢筋。

如②、③号钢筋，它是由纵向受力钢筋弯起而成。

它的作用是：

中间段同纵向受力钢筋一样，可以承受跨中正弯矩；弯起段可以承受剪力；弯起后的水平段有时还可以用来承受支座处的负弯矩。

弯起钢筋的弯起角度—般是：

当梁高h≤800mm时为45°；当梁高h>800mm时为60°

图3.26梁的配筋形式

③箍筋。

如④号钢筋，它主要是用于承受剪力。

在构造上还可固定纵向受力钢筋的间距和位置，以便绑扎成一个立体的钢筋骨架。

箍筋的最小直径与梁的截面高度有关，常用直径为6mm、8mm、l0mm等。

④纵向构造钢筋。

如⑤号钢筋，称为架立钢筋，其作用是固定箍筋并与受力钢筋形成骨架，一般设置在梁的受压区外缘两侧。

架立钢筋的直径与梁的跨度l有关。

当l>6m时，架立钢筋的直径不宜小于12mm；当l=4～6m时，直径不宜小于10mm；当l<4m时，直径不宜小于8mm。

简支梁的架立钢筋一般伸至梁端，当考虑其受力时，架立钢筋两端在支座内应有足够的锚固长度。

当梁的腹板高度hw≥450mm时（hw见斜截面承载力计算），在梁的两个侧面沿梁高度方向应设置纵向构造钢筋（腰筋⑥号），每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小于bhw的0.1％，且其间距不宜大于200mm并用拉筋联系（⑦号）。

2.2楼板配筋

板

钢筋混凝土板的常用截面有矩形、槽形和空心形等形式，如图3.23所示。

图3.23板的截面形式

1）板的厚度

板的厚度h与其跨度l及所受荷载大小有关。

现浇板的最小厚度分别为：

单跨板h/l≥1/35，多跨连续板h/l≥1/40，悬臂板h/l≥1/12。

一般屋面板厚度不小于60mm，楼面板厚度不小于70mm。

2）板的受力钢筋

受力钢筋的直径通常采用6mm、8mm、10mm。

受力钢筋的间距一般不小于70mm；当h<150mm时，间距不应大于200mm；当h≥150mm时，间距不应大于1.5h，且不宜大于250mm（图3.24）

板内钢筋的保护层见图3.27，其厚度取决于周围环境和混凝土的强度等级。

板内混凝土保护层厚度具体要求见《规范》。

3）板的分布钢筋

板内的分布钢筋是指垂直于板内受力钢筋方向布置的构造钢筋。

分布钢筋与受力钢筋绑扎或焊接在一起，形成钢筋骨架。

分布钢筋的作用是：

将板面的荷载更均匀地传递给受力钢筋；抵抗该方向温度和混凝土的收缩应力；在施工中固定受力钢筋的位置等。

分布钢筋的截面面积不应少于受力钢筋截面面积的15％，且不宜小于板该方面截面面积的0.15％，间距不宜大于250mm。

分布钢筋的直径—般为6mm、8mm、10mm（图3.24）。

图3.24板的配筋

为了便于浇注混凝土，保证钢筋与混凝土能够较好地粘结在一起，以及保证钢筋周围混凝土的密实性，纵向受力钢筋的净间距及混凝土的最小保护层厚度应满足有关要求。

2.3钢筋混凝土柱的受力特点及配筋要求

受力特点：

钢筋混凝土柱子是建筑工程中常见的受压构件。

对实际工程中的细长受压柱，破坏前将发生纵向弯曲。

因此，其承载力比同等条件的短柱低。

配筋要求：

在轴心受压柱中纵向钢筋数量由计算确定，且不少于4根并沿构件截面四周均匀设置。

柱的箍筋做成封闭式，其数量（直径和间距）由构造确定。

以上简单介绍了在普通民用建筑中混凝土构件中刚进的配置要求，在具体的操作中还应按具体情况进行配置以满足结构要求。

3钢筋砼构件产生裂缝等问题的防治

3.1现浇钢筋混凝土构件开裂的原因

混凝土构件原因是多方面的，首先在施工阶段。

若施工阶段没有按相关要求进行施工，混凝土构件就容易开裂。

再就是后期对混凝土构件的养护不到位以致混凝土构件产生裂缝。

3.1.1施工阶段

现浇钢筋混凝土构件出现裂缝固然与材料、设计、环境等诸多因素有关，但近几年的工程调查发现：

改善混凝土施工技术和加强施工管理是防止现浇混凝土构件产生裂缝的重要途径。

就拿混凝土现浇板来说，施工单位应采取措施确保楼（屋）面板的厚度和板面负筋的保护层厚度。

首先，板负筋的直角弯钩长度等于板厚减一个保护层厚度。

其次，根据施工实践，建议楼面双层双向钢筋（包括分离式配置的负弯矩筋）必须设置钢筋小马凳，其纵横间距不应大于700mm，特别是对于φ8一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在600mm以内。

浇筑混凝土时应设跳板、马凳，安排专门的护筋人员，严禁施工人员在钢筋网上踩踏。

切实加强混凝土浇筑后的养护工作。

保湿养护是彻底消除混凝土变形裂缝的关键步骤。

在夏季，如果是夜间施工气温比较低，保湿养护可在混凝土浇筑后混凝土达到初凝时（2～3h）进行。

也就是说，当混凝土表面没有浮水，能经住手指轻压，就可以开始保湿养护。

具体操作时，所用的水管要高抬，在水管前接一个铁管，并砸成扁嘴，使水喷射出来落到混凝土表面前已成雨雾状，雨雾使混凝土表面的失水现象消失，又不会把混凝土的表面浇出麻点。

在一般的天气里，雨雾保湿养护应在混凝土浇筑后进行。

这种保湿养护要持续24h。

经过这样的保湿养护，在混凝土的表面可以有效避免收缩变形裂缝。

要特别强调的是，如果不能及时保湿养护，待混凝土终凝后才进行，此时裂缝已产生，即使水浇得再多也枉然。

3.1.2后期养护阶段

混凝土养护不当，尤其是使用钢模板时，未注意浇水养护，易产生收缩裂缝。

混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水分蒸发。

暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。

混凝土养护期间，应对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境温度、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求。

在设计要求以及材料方面据达标的前提下，做好这两方面的工作对于防止混凝土构架的开裂是很有帮助的，这样既满足了设计要求，也免去了后期进行维修的多余工作，在施工过程中应该加强控制。

3.2裂缝的修复

混凝土裂缝问题出现，解决它的方法自然而然也随之产生。

随着施工经验的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多：

如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等，其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。

低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的混凝土裂缝修补。

修补工序如下：

裂缝清理—粘贴注浆咀和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

当裂缝数量较多时，先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。

使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆咀用键包严。

固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆时漏浆。

注浆操作一般在粘咀的第二天进行，若气温高的话半天就可注浆。

操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉。

一般由上往下注浆，水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。

为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。

涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。

工序为：

清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。

混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子（混凝土修补胶：

粉料=1：

1.8~2.0）填充补平，待干后用砂布磨平，再进行底层涂刷（混凝土修补胶：

粉料=1：

0.7~0.8），涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。

主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向最好是相互垂直。

开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。

工序为：

开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。

先用凿子和扁铲沿裂缝开槽，槽深和宽约3~5cm，呈U型，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理浆尚未硬化之前，将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中，压实抹平。

在养护时不需要浇水，在湿空气中即可，养护期间不得淋雨、日晒或风吹，最好覆盖一层塑料薄膜。

这三种方法可以单独使用，也可以同时使用。

例如桥梁裂缝的修补可先注浆,在涂膜封闭；而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜；为了防止钢筋锈蚀，混凝土受到有害离子的腐蚀，则可以采用涂膜防水处理。

小结：

虽然现在混凝