摘要：池壁抗滲混凝土裂縫成因分析、池壁抗滲混凝土裂縫防治措施
　　關鍵詞：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
　　安陽市東區污水處理廠除磷脫氮及中水回用工程為安陽市東區污水處理廠二期工程，有生物反應池、回流污泥反硝化池、污水分配井等構筑物水池，占地面積約30畝，主要構筑物生物反應池，長約75m,寬約50m,水池深8m。工程建設規模為日處理污水10萬m3/d,處理后的出水水質符合國家二級污水綜合排放標準，它的建設對減輕海河流域水污染程度，改善城市水環境狀況具有重要意義。
　　構筑物水池對抗滲混凝土的施工質量要求高，抗滲混凝土質量的好壞直接影響到結構的安全使用，因此提高抗滲混凝土的施工質量就顯得至關重要，工程實踐證明，抗滲混凝土的施工質量難度較大，稍有差錯將會造成無法估量的損失，為了降低經濟損失，提高工程質量，池壁抗滲混凝土裂縫防治是關鍵。
　　二、池壁抗滲混凝土裂縫的成因
　　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之間常會出現不同程度、不同數量的開裂，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、設計構造、池壁周長、配筋、施工及養護條件等都有關系。
　　（一）塑性收縮裂縫
　　混凝土在初凝前由于水分蒸發，內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到2%，當施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內部水分向表面遷移供應不上蒸發量的情況下，表面失水干縮受到下面混凝土的約束，會出現不規則的塑性收縮裂縫，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
　　水泥在水化反應過程中，會產生水化收縮。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生成空隙。水泥在繼續水化過程中不斷消耗水分導致毛細孔中自由水減少，濕度降低，外部養護水供應不充分的情況下，內部產生自干燥現象。由于自干燥作用導致毛細孔內產生負壓，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生自干燥收縮，但是對于高強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，內部溫度可達50～80℃。而混凝土的線性膨脹系數約為10×10-6/℃。試驗表明，在標準環境下，混凝土溫度和環境溫差大于25℃時，即出現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，內部的游離水會由表及里逐漸蒸發失水，導致混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導致的收縮應力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土出現由表及里的干燥收縮裂縫。干燥收縮包括發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、養護溫度、含水量、水泥含量、構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，雖然進行了澆水養護，但由于受到現場條件的限制，不可能做到恒溫恒濕進行養護，而只能采用澆水進行養護。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，從而導致干燥速度快、時間短；通過觀察發現水池池壁混凝土收縮開裂大多數均發生在澆筑后的15d內，裂縫主要集中在墻高1/2處向上下擴展，根部及頂部幾乎沒有，沿墻長每2～3m一道。
　　三、池壁抗滲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，細度模數不低于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、連續級配，通過采取以上措施可以有效的減少用水量，相應減少混凝土的干縮，同時本工程所使用的砂、石含泥量控制在1%～5%以內。
　　（3）混凝土中摻入“適量”的外加劑、優質粉煤灰（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㎏，可降低內部溫度1℃)，并可減少混凝土中多于水分的蒸發，達到減小收縮量的目的。本工程經建設單位、監理單位、施工單位共同對外加劑及粉煤灰市場進行調查，確定外加劑為-安建H型多功能外加劑，粉煤灰為—鶴壁萬和。在試驗室工作人員的經驗基礎上，根據廠家提供的說明書及相關資料，試驗室工作人員經多次試配，對外加劑及粉煤灰摻量試驗出了一個合理科學切實可行的數值，達到了提高砼抗滲性能指標。
　　（4）摻用膨脹劑，普通混凝土中摻入適量膨脹劑，可配成補償收縮混凝土，在養護期內產生適度體積膨脹，在鋼筋和鄰位約束情況下能對鋼筋產生一定的拉應力，對混凝土產生壓縮作用，因而在混凝土中建立一定的預應力，使它能大致抵消混凝土產生的拉應力，從而達到補償收縮的效果。
　　（5）現場必須加強混凝土的質量控制工作，對于超時混凝土、坍拉度過大（大于180㎜）的混凝土不予使用，更不準在現場對混凝土任意加水、外加劑，改變混凝土的配合比。
　　（6）優化配合比。在保證一定的施工和易性的前提下，降低水灰比，適當提高砂率和灰砂比，以減少毛細孔的數量和孔徑。
　　（二）施工控制
　　（1）從技術角度講，混凝土采用現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，施工中采用斜面分層法進行澆筑，在施工中加強混凝土的二次振搗，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，同時插入點要緊密排列，防止漏振，導致混凝土的蜂窩、麻面現象。
　　（2）拆模、養護。對于剛澆筑的混凝土因其尚處在凝結硬化階段，水化速度快，表面熱量散失大，在“散熱順利，適當保溫”的養護原則下，及時采取養護措施。混凝土干縮隨齡期增長而減少。大部分干縮發生在早期，而早期混凝土抗拉強度低，因而，混凝土易在早期發生干縮裂縫。為此，加強混凝土早期濕養護，可以推遲產生收縮的時間，減少干縮裂縫。當混凝土終凝之后，即應開始澆水養護，養護時間不少于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裂縫。未拆模前從池壁上口澆水養護。
　　四、結束語
　　實踐證明在水池池壁抗滲混凝土施工中，針對池壁抗滲混凝土裂縫的防治，應在優化配合比設計、改善施工工藝、提高施工質量及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制池壁抗滲混凝土裂縫的發生，使池壁裂縫能夠得到有效的控制。
　　
　　參考文獻：
　　[1]《工程結構裂縫控制》作者：王鐵夢北京:中國建筑工業出版社，1997年
　　[2]《給水排水構筑物體施工及驗收規范》（GBJ141-90）
　　[3]《城市污水處理廠工程質量驗收標準》（GB50334-2002）
　　[4]《地下防水工程質量驗收規范》（GB50208-2002）
　　[5]《建筑施工手冊》第四版