摘要：池壁抗?jié)B混凝土裂縫成因分析、池壁抗?jié)B混凝土裂縫防治措施
　　關(guān)鍵詞：裂縫成因分析，塑性收縮裂縫，水化收縮及自干縮裂縫，溫差脹縮裂縫，干燥收縮，裂縫防治措施，原材料及配合比控制，施工控制
　　一、工程概況
　　安陽市東區(qū)污水處理廠除磷脫氮及中水回用工程為安陽市東區(qū)污水處理廠二期工程，有生物反應(yīng)池、回流污泥反硝化池、污水分配井等構(gòu)筑物水池，占地面積約30畝，主要構(gòu)筑物生物反應(yīng)池，長約75m,寬約50m,水池深8m。工程建設(shè)規(guī)模為日處理污水10萬m3/d,處理后的出水水質(zhì)符合國家二級污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，它的建設(shè)對減輕海河流域水污染程度，改善城市水環(huán)境狀況具有重要意義。
　　構(gòu)筑物水池對抗?jié)B混凝土的施工質(zhì)量要求高，抗?jié)B混凝土質(zhì)量的好壞直接影響到結(jié)構(gòu)的安全使用，因此提高抗?jié)B混凝土的施工質(zhì)量就顯得至關(guān)重要，工程實(shí)踐證明，抗?jié)B混凝土的施工質(zhì)量難度較大，稍有差錯將會造成無法估量的損失，為了降低經(jīng)濟(jì)損失，提高工程質(zhì)量，池壁抗?jié)B混凝土裂縫防治是關(guān)鍵。
　　二、池壁抗?jié)B混凝土裂縫的成因
　　水池池壁在施工階段特別是水池池壁混凝土在澆筑后的3～28d之間常會出現(xiàn)不同程度、不同數(shù)量的開裂，裂縫多為豎向裂縫，裂縫的原因是多方面的，與水池的平面形狀、設(shè)計構(gòu)造、池壁周長、配筋、施工及養(yǎng)護(hù)條件等都有關(guān)系。
　　（一）塑性收縮裂縫
　　混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成混凝土在塑性階段收縮。一般混凝土的塑性收縮為1%，坍落度大的混凝土則可達(dá)到2%，當(dāng)施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下，表面失水干縮受到下面混凝土的約束，會出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫，這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝錢，二次振搗（壓抹）可以愈合，但是如果不及時處理，可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。
　　（二）水化收縮及自干縮裂縫
　　水泥在水化反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量為1%～2%。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮，初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程中不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少，濕度降低，外部養(yǎng)護(hù)水供應(yīng)不充分的情況下，內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，引起混凝土自干燥收縮。一般混凝土水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮，但是對于高強(qiáng)商品混凝土水膠比可能小于0.35，自干燥收縮不可忽略。
　　（三）溫差脹縮裂縫
　　混凝土澆筑后，水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，一般每100㎏水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右，加入混凝土的入模溫度，在2～5d內(nèi)，內(nèi)部溫度可達(dá)50～80℃。而混凝土的線性膨脹系數(shù)約為10×10-6/℃。試驗(yàn)表明，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。
　　（四）干燥收縮
　　水池池壁混凝土開裂主要是由于混凝土在硬化以后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)失水，導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。干燥收縮包括發(fā)生在開始階段不可逆收縮和再潮濕后的體積膨脹，后期干燥時發(fā)生的可逆收縮。影響混凝土干燥收縮的因素有：水灰比、水化程度、養(yǎng)護(hù)溫度、含水量、水泥含量、構(gòu)件厚度與體積和表面積之比、相對濕度、干燥速度、干燥時間等，水池池壁拆模后，雖然進(jìn)行了澆水養(yǎng)護(hù)，但由于受到現(xiàn)場條件的限制，不可能做到恒溫恒濕進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，而只能采用澆水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。因此水池池壁混凝土的干燥及收縮在所難免。
　　同時由于水池池壁混凝土體積和表面積之比較小，從而導(dǎo)致干燥速度快、時間短；通過觀察發(fā)現(xiàn)水池池壁混凝土收縮開裂大多數(shù)均發(fā)生在澆筑后的15d內(nèi)，裂縫主要集中在墻高1/2處向上下擴(kuò)展，根部及頂部幾乎沒有，沿墻長每2～3m一道。
　　三、池壁抗?jié)B混凝土裂縫防治措施
　　（一）原材料及配合比控制
　　（1）水泥選用水化熱較低的水泥品種，本工程采用商品混凝土，因含膠凝材料較多，故采用金湖波32.5級低水化熱水泥。
　　（2）砂采用邢臺中砂，細(xì)度模數(shù)不低于2.6。石子粒徑在滿足可泵送的條件下，本工程盡量選擇大粒徑、連續(xù)級配，通過采取以上措施可以有效的減少用水量，相應(yīng)減少混凝土的干縮，同時本工程所使用的砂、石含泥量控制在1%～5%以內(nèi)。
　　（3）混凝土中摻入“適量”的外加劑、優(yōu)質(zhì)粉煤灰（可減少干燥收縮），降低水泥用量，有效減少水泥的水化熱(有資料表明，每立方米混凝土降低水泥用量10㎏，可降低內(nèi)部溫度1℃)，并可減少混凝土中多于水分的蒸發(fā)，達(dá)到減小收縮量的目的。本工程經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位共同對外加劑及粉煤灰市場進(jìn)行調(diào)查，確定外加劑為-安建H型多功能外加劑，粉煤灰為—鶴壁萬和。在試驗(yàn)室工作人員的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)廠家提供的說明書及相關(guān)資料，試驗(yàn)室工作人員經(jīng)多次試配，對外加劑及粉煤灰摻量試驗(yàn)出了一個合理科學(xué)切實(shí)可行的數(shù)值，達(dá)到了提高砼抗?jié)B性能指標(biāo)。
　　（4）摻用膨脹劑，普通混凝土中摻入適量膨脹劑，可配成補(bǔ)償收縮混凝土，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)產(chǎn)生適度體積膨脹，在鋼筋和鄰位約束情況下能對鋼筋產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，對混凝土產(chǎn)生壓縮作用，因而在混凝土中建立一定的預(yù)應(yīng)力，使它能大致抵消混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而達(dá)到補(bǔ)償收縮的效果。
　　（5）現(xiàn)場必須加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制工作，對于超時混凝土、坍拉度過大（大于180㎜）的混凝土不予使用，更不準(zhǔn)在現(xiàn)場對混凝土任意加水、外加劑，改變混凝土的配合比。
　　（6）優(yōu)化配合比。在保證一定的施工和易性的前提下，降低水灰比，適當(dāng)提高砂率和灰砂比，以減少毛細(xì)孔的數(shù)量和孔徑。
　　（二）施工控制
　　（1）從技術(shù)角度講，混凝土采用現(xiàn)場攪拌膠凝材料用量較少，混凝土的收縮裂縫少，采用非泵送混凝土所需的水泥用量小及坍落度較小，容易控制混凝土凝結(jié)過程的收縮。
　　本工程混凝土為商品混凝土，針對商品混凝土流動性大的特點(diǎn)，施工中采用斜面分層法進(jìn)行澆筑，在施工中加強(qiáng)混凝土的二次振搗，二次振搗的時間控制在混凝土初凝前，保證混凝土的握裹力，另外澆筑速度控制在30m3/臺.h左右，澆筑時嚴(yán)禁在一處面料厚度超過1m,下料間距不超過3m。振動時要快插慢拔，同時插入點(diǎn)要緊密排列，防止漏振，導(dǎo)致混凝土的蜂窩、麻面現(xiàn)象。
　　（2）拆模、養(yǎng)護(hù)。對于剛澆筑的混凝土因其尚處在凝結(jié)硬化階段，水化速度快，表面熱量散失大，在“散熱順利，適當(dāng)保溫”的養(yǎng)護(hù)原則下，及時采取養(yǎng)護(hù)措施。混凝土干縮隨齡期增長而減少。大部分干縮發(fā)生在早期，而早期混凝土抗拉強(qiáng)度低，因而，混凝土易在早期發(fā)生干縮裂縫。為此，加強(qiáng)混凝土早期濕養(yǎng)護(hù)，可以推遲產(chǎn)生收縮的時間，減少干縮裂縫。當(dāng)混凝土終凝之后，即應(yīng)開始澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。冬季施工時采取保溫措施，混凝土表面溫度宜控制在30℃左右。混凝土拆模時間不能過早，拆模時混凝土表面溫度與周圍氣溫之差不得超過20℃，以防混凝土表面出現(xiàn)裂縫。未拆模前從池壁上口澆水養(yǎng)護(hù)。
　　四、結(jié)束語
　　實(shí)踐證明在水池池壁抗?jié)B混凝土施工中，針對池壁抗?jié)B混凝土裂縫的防治，應(yīng)在優(yōu)化配合比設(shè)計、改善施工工藝、提高施工質(zhì)量及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效技術(shù)措施，堅持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，完全可以控制池壁抗?jié)B混凝土裂縫的發(fā)生，使池壁裂縫能夠得到有效的控制。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》作者：王鐵夢北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997年
　　[2]《給水排水構(gòu)筑物體施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ141-90）
　　[3]《城市污水處理廠工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50334-2002）
　　[4]《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50208-2002）
　　[5]《建筑施工手冊》第四版