淺析污水處理廠混凝土裂縫防治技術(shù)

摘要：混凝土裂縫是一種常見的現(xiàn)象，其產(chǎn)生的成因和防治的措施復(fù)雜，是影響混凝土工程質(zhì)量的重要因素。文章詳細(xì)分析了其產(chǎn)生的原因及在污水處理廠施工過程中如何應(yīng)用混凝土裂縫防治技術(shù)，并客觀地提出了防治的措施。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；混凝土裂縫；防治技術(shù)；干縮裂縫；溫度裂縫；基礎(chǔ)裂縫；施工裂縫；原材料裂縫

中圖分類號：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0089-03

混凝土在現(xiàn)代工程中有重要作用，使得混凝土裂縫問題成為工程中極為常見的問題。在工程中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多，總的來說主要有濕度變化、溫度變化、混凝土的脆性、工程結(jié)構(gòu)的不合理性、混凝土的不均勻性、工程過程中模板的變形、原材料的質(zhì)量不合格及地基不均勻而導(dǎo)致的沉降等?；炷潦┕ず笤谟不^程中水泥通常放熱，使得混凝土內(nèi)部的溫度迅速地上升，這些溫度變化讓混凝土表面會產(chǎn)生拉應(yīng)力。同時(shí)在后面的降溫過程中，因?yàn)槭艿降鼗蚺f混凝土的限制，在混凝土的內(nèi)部會出現(xiàn)相應(yīng)的拉應(yīng)力。外部環(huán)境中氣溫的降低同樣會使得混凝土的表面產(chǎn)生較強(qiáng)的拉應(yīng)力。如果混凝土的抗裂能力小于這些拉應(yīng)力，則混凝土出現(xiàn)裂縫問題。雖然大多數(shù)混凝土內(nèi)部的濕度變化較小且變化較慢，但是混凝土表面濕度變化通常較大甚至很劇烈。如果出現(xiàn)時(shí)干時(shí)濕、養(yǎng)護(hù)不周，表面的干縮形變受內(nèi)部混凝土約束，極易導(dǎo)致混凝土裂縫。因此，在污水處理廠的工程施工過程中要盡量地采取有效的措施避免、控制混凝土裂縫產(chǎn)生，讓工程結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或減少裂縫數(shù)量、寬度，盡量避免一些關(guān)鍵部位裂縫的產(chǎn)生，保證工程質(zhì)量。本文以融安污水處理廠為例詳細(xì)闡述污水處理廠混凝土裂縫的防治措施。

1 污水處理廠混凝土裂縫類型及產(chǎn)生的原因

對混凝土產(chǎn)生各種裂縫的原因進(jìn)行分析，有助于提出更加切實(shí)有效的污水處理廠混凝土裂縫預(yù)防措施。在工程中運(yùn)用混凝土極其的常見，其質(zhì)量的好壞很大程度上影響著工程結(jié)構(gòu)物的造價(jià)、設(shè)施的安全、結(jié)構(gòu)物的美觀。但在各個(gè)工程中混凝土由于各種不同的原因?qū)е铝芽p的產(chǎn)生。

1.1 干縮裂縫

干縮性裂縫是指混凝土在硬化過程中由于內(nèi)部水分蒸發(fā)，導(dǎo)致建筑體體積縮小而引起的混凝土裂縫問題；同時(shí)在一些施工過程中水灰比不合理，導(dǎo)致水灰比例不標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而使得混凝土太稀，經(jīng)過振搗后表面聚集了大量的水分，如果砂漿遇到暴曬或大風(fēng)會使建筑物表面的水分蒸發(fā)過快，這樣極易產(chǎn)生干縮性裂縫。如果新混凝土表面的護(hù)理時(shí)間不科學(xué)、護(hù)理不均勻及護(hù)理不夠全面，會讓建筑物的局部失水太多、太快，最后產(chǎn)生干縮性裂縫。

1.2 溫度裂縫

溫度裂縫包括內(nèi)部溫度裂縫和外部溫度裂縫兩種。其中內(nèi)部溫度裂縫是指混凝土在硬化過程中內(nèi)部水泥放的熱使得混凝土內(nèi)部溫度急劇上升（350～550kg/m3的水泥用量，平均每m3的混凝土釋放17500～27500kJ的熱量，可讓混凝土內(nèi)部的溫度達(dá)到70℃或者更高）。

1.3 基礎(chǔ)裂縫

基礎(chǔ)裂縫是因?yàn)樵谑┕で皩Φ鼗刭|(zhì)的勘察不夠詳細(xì)，施工過程沒有按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，施工后使得地基產(chǎn)生超載或下沉產(chǎn)生局部沉降導(dǎo)致的裂縫。同時(shí)基礎(chǔ)裂縫也可能是因?yàn)槭┕らL度太長，并沒有全面地考慮沉降縫、伸縮縫、膨脹縫或設(shè)計(jì)長度間距不正確，混凝土自由伸縮達(dá)到應(yīng)具有的沉降縫、膨脹縫、伸縮縫需要的間距時(shí)產(chǎn)生的裂縫。

1.4 施工裂縫

施工裂縫是指在施工過程中活性砂石比例不合理，水灰比太大，振搗過程中讓混凝土離析，建筑物表面積水或局部過稀，在起吊、拆模、加載過程中都會出現(xiàn)混凝土的裂縫。

1.5 原材料裂縫

原材料裂縫是指因?yàn)樗嗟姆€(wěn)定性不好、活性砂石含泥量過高、含堿量過高等造成的裂縫。

2 污水處理廠混凝土裂縫防治技術(shù)及措施

融安污水處理廠包括主要構(gòu)筑土建工程（細(xì)格柵間及旋流沉砂池、改良性型卡魯塞爾氧化溝、二沉池、污泥泵房、紫外線消毒池、儲泥池、粗格柵間及進(jìn)水泵房等）、鋪筑用房土建工程（污泥濃縮脫水車間、配電中心、綜合樓、機(jī)修、車庫、倉庫、傳達(dá)室、圍墻等）兩大部分。對于各個(gè)部分工程在防治混凝土裂縫方面需要有對應(yīng)的策略，我主要介紹以下幾方面：

2.1 選材及設(shè)計(jì)

對混凝土的強(qiáng)度等級、水泥品種和等級的選擇，嚴(yán)格根據(jù)污水處理廠工程的實(shí)際結(jié)構(gòu)要求。盡量避免采用強(qiáng)度太高的水泥。選擇砂石時(shí)，一定注意其質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，嚴(yán)格根據(jù)要求進(jìn)行外加劑的添加、摻料。學(xué)習(xí)混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)、方法，在污水處理廠施工過程中盡量準(zhǔn)確地運(yùn)用，并經(jīng)過試驗(yàn)確定配置的比例。在污水處理廠施工過程中，對混凝土的塌落度要合理地設(shè)計(jì)，要針對現(xiàn)場原材料實(shí)際的情況及時(shí)地調(diào)整，確保現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)工作能夠順利地進(jìn)行。

2.2 溫控防裂措施

為了防止污水處理廠工程混凝土產(chǎn)生裂縫。首先，改善骨料的級配，用硬性的混凝土塑化劑、摻混合料或引氣劑等來減少混凝土中的水泥用量；其次，在混凝土攪拌過程中添加一定比例的水或用水冷卻碎石，降低澆筑時(shí)混凝土的溫度。如果進(jìn)行混凝土的澆筑時(shí)，特別是在大體積混凝土澆筑時(shí)天氣較熱，要減少澆筑的厚度，最好控制在500mm之內(nèi)，這樣能夠讓混凝土表面散熱，在澆筑第二層時(shí)，盡量在第一段混凝土的初次澆筑前完成。根據(jù)實(shí)際混凝土澆筑面積來進(jìn)行測溫管的設(shè)置，進(jìn)行混凝土內(nèi)外的溫度及時(shí)測量。澆筑的前4天應(yīng)該保持每2個(gè)小時(shí)測量1次，5～7天時(shí)盡量做到每4小時(shí)確保測量1次，8～15天區(qū)間確保每天測量1次便可，使得混凝土內(nèi)外溫差保持在25℃以內(nèi)，如果出現(xiàn)溫度不在范圍之內(nèi)，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整護(hù)理方式，盡快降低混凝土內(nèi)外溫差。再次，拆模時(shí)間要有合理的規(guī)定，以便防止混凝土側(cè)面發(fā)生急劇的溫度、濕度變化，應(yīng)該加強(qiáng)混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)措施，通常多是通過混凝土澆筑完后在上面覆蓋一層塑料薄膜或者利用裝了鋸末的麻袋來進(jìn)行保護(hù)，厚度一般在80～lOOmm之間。最后，覆蓋一層或兩層100mm厚的巖棉被。如果夏季施工，要對混凝土采取灑水養(yǎng)護(hù)的工作，可以大大地避免由于混凝土內(nèi)部水分過快的蒸發(fā)而使之產(chǎn)生裂縫。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)盡量避免大風(fēng)、大雨天氣。

2.3 施工監(jiān)測

在污水處理廠施工過程中，應(yīng)該加強(qiáng)混凝土的收縮變形度和溫度的測試及監(jiān)督工作，要及時(shí)地反饋現(xiàn)場情況，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，專業(yè)人員應(yīng)該通過討論提出相應(yīng)的措施，及時(shí)地采取補(bǔ)救措施。此外，應(yīng)該做好混凝土的性能改善工作，要加強(qiáng)混凝土抗裂能力的養(yǎng)護(hù)。在污水處理廠施工過程中，其混凝土的質(zhì)量對于預(yù)防裂縫的產(chǎn)生起著關(guān)鍵的作用，如果發(fā)現(xiàn)貫穿性混凝土裂縫的形成，情況之后再做更改，就難以保持結(jié)構(gòu)的整體性，所以在污水處理廠施工過程中，要盡量避免貫穿性的裂縫產(chǎn)生，如果發(fā)現(xiàn)該類裂縫出現(xiàn)，不要盲目地采取補(bǔ)救措施，應(yīng)該先對混凝土裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查的結(jié)果及各項(xiàng)數(shù)據(jù)來對產(chǎn)生原因和條件、問題進(jìn)行分析，再在研究分析的基礎(chǔ)上，確定如何詳細(xì)、正確地進(jìn)行修補(bǔ)。

2.4 冷卻管降溫

在污水廠施工過程中可以在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋪設(shè)冷卻管來避免其施工過程中混凝土在硬化時(shí)內(nèi)部溫度過大，尤其是在大體積混凝土施工過程中，通過這種方式可以有效地避免裂縫形成。混凝土澆筑完成之后，進(jìn)行通水循環(huán)的冷卻工作，使得管內(nèi)水流量控制在1.5m2/h之內(nèi)。若浸水溫度大于10℃，則水流量可以適當(dāng)?shù)丶涌欤┕と藛T應(yīng)該控制好“度”。在冷卻管出水口的位置選擇過程中，避免對施工部位產(chǎn)生一定的影響，如果大體積混凝土整體初次凝固后，應(yīng)該依據(jù)實(shí)際的情況利用出水采取蓄水保溫護(hù)理工作。此外，還應(yīng)該注意在進(jìn)行大體積混凝土護(hù)理工作之后，應(yīng)該采取注漿和壓漿的措施，為了鞏固防止空冷卻管對混凝土的強(qiáng)度及其他屬性產(chǎn)生不利的影響，通過真空壓降方式來實(shí)現(xiàn)注漿、壓漿工作。

2.5 綜合措施

通過綜合措施控制混凝土的初始溫度、混凝土溫度及變化。將澆筑時(shí)間盡量安排在夜間，這樣可以最大限度地降低混凝土初凝溫度。白天施工過程中要求在沙、石堆場搭設(shè)簡易的遮陽裝置或用濕麻袋覆蓋，有必要的情況下向骨料噴適量的冷水?；炷猎诒盟瓦^程中，應(yīng)該在其水平和垂直泵管上的地方加蓋草袋，并噴適量的冷水。

根據(jù)污水處理廠工程的特點(diǎn)，利用混凝土在后期施工過程中的強(qiáng)度，可以減少用水量，并且能夠減少水化熱及收縮。通過加強(qiáng)混凝土澆灌振搗，可以提高混凝土的密實(shí)度。

在污水處理廠工程中混凝土應(yīng)盡量晚點(diǎn)拆模，拆模完成后混凝土表面下降溫度不能大于15℃。根據(jù)具體的污水處理廠工程特點(diǎn)，使用UEA補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。

3 結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫是普遍存在的現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅降低了污水處理廠的防滲能力、影響污水處理廠設(shè)施的使用壽命，而且會導(dǎo)致設(shè)施中鋼筋的銹蝕，甚至?xí)茐幕炷恋慕Y(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響設(shè)施的承載能力，并且處理過程中費(fèi)工費(fèi)時(shí)，增加了成本，延長了施工工期。所以在澆筑混凝土之前，要根據(jù)污水廠施工的方法、條件和氣溫，充分考慮骨料活性、基礎(chǔ)穩(wěn)定性、構(gòu)件超載等情況，要分析化驗(yàn)混凝土所處的污水環(huán)境是否有有害成分，制定一個(gè)有針對性的措施，做到預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。對已產(chǎn)生的混凝土裂縫要認(rèn)真研究，通過合理的方法處理，保證工程質(zhì)量。

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作者簡介：陳蓮（1977-），女，廣西壯族自治區(qū)冶金建設(shè)公司工程師，研究方向：土木工程。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）