水廠混凝土構(gòu)筑物裂縫成因及防范

鮑煜曦

[摘要]水廠運行過程中需要使用沉淀池、清水池等設(shè)備，這些設(shè)備都是使用混凝土構(gòu)建而成，為了減少水的滲漏一般情況下都是利用防滲漏混凝土進行施工的。在使用過程中若混凝土構(gòu)筑物產(chǎn)生裂縫必然會造成水的流失。本文就水廠混凝土構(gòu)筑物裂縫成因及防范措施進行闡述

[關(guān)鍵詞]水廠；混凝土；構(gòu)筑物；裂縫；成因

中圖分類號：TV331文獻標(biāo)識碼： A

一、前言

在水廠施工過程中，要對預(yù)防混凝土構(gòu)建物的裂縫進行充分的考慮，否則，在使用過程中產(chǎn)生裂縫就造成水廠的停產(chǎn)和水資源的浪費，本文就混凝土構(gòu)建物產(chǎn)生裂縫的原因和相關(guān)的防范措施進行闡述和分析。

二、混凝土裂縫的成因

裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計方面的原因、施工方面的原因，原材料選擇方面的原因，施工工藝方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的，下面就對其原因進行分析。

1、砼的收縮

收縮是砼的一個主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴(yán)重后果。

2、設(shè)計原因

無錫市錫澄凈水廠位于江陰市長江大堤內(nèi)，設(shè)計取水能力為100萬噸/日，在設(shè)計過程中由于對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境考慮不周，在使用過程中出現(xiàn)防水混凝土裂縫。

3、混凝土材料及配合比

配合比設(shè)計不當(dāng)直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)龋@幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。近兩年發(fā)現(xiàn)不少混凝土出現(xiàn)裂縫，總結(jié)的原因有如下方面：

（一）粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

（二）骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

（三）混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

（四）水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。

（五）水泥是存在等級的，在使用的過程中要根據(jù)工程的需要來選擇水泥的等級和凝固強度。

4、施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因

施工是將建筑產(chǎn)品由設(shè)想變成現(xiàn)實的過程，也是水廠混凝土結(jié)構(gòu)能否達到防滲漏要求的關(guān)鍵。

（一）現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

（二）高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

（三）對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

5、使用原因(外界因素)

（一）在施工過程中構(gòu)建物未能形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)，使用過程中出現(xiàn)不同程度的基礎(chǔ)下沉。

（二）儲水量超過設(shè)計的容量，造成壓力增加，破壞混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（三）周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等會混凝土產(chǎn)生侵蝕，隨著時間的延長也會出現(xiàn)裂縫。

（四）意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

6、溫度裂縫

沉淀池、濾池、清水池等構(gòu)筑物的混凝土澆筑，因防滲漏要求必須一次性澆注完成，一次性澆注工作量大，澆注的混凝土體積和面積均較大。大體積混凝土在施工過程中如果現(xiàn)場降溫、保溫和散熱工作不到位，由水泥水化熱引起的內(nèi)外溫差就會過大（>25℃），從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

三、混凝土裂縫防治措施

水廠沉淀池、濾池、清水池等水廠構(gòu)筑物防滲要求高，這些構(gòu)筑物的防滲目前主要采用防水混凝土，所以要求混凝土必須具有良好的抗裂性能，嚴(yán)格控制裂縫的產(chǎn)生和形成。筆者針對寧夏水廠混凝土產(chǎn)生裂縫的原因進行了分析，并提出了相應(yīng)的防治措施。

1、收縮裂縫

混凝土收縮裂縫主要包括塑性收縮、干燥收縮和自收縮裂縫等。產(chǎn)生收縮裂縫的原因很多，如環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、干縮率、抗拉強度和極限拉應(yīng)變等。

2、采用補償收縮混凝土。

3、摻加適量粉煤灰或高效減水濟，減少水泥用量。

4、選擇合理的混凝土塌落度值。

5、嚴(yán)格控制配合比。根據(jù)骨料含水量及時調(diào)整施工配合比，并加強計量。

6、保證混凝土攪拌時間。

7、采用切實可行的施工工藝：根據(jù)泵送大體積混凝土的特點，采取“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長，從而提高泵送效率，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據(jù)混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，打磨壓實，以閉合混凝土的收縮裂縫。

8、加強混凝土養(yǎng)護：養(yǎng)護是確?；炷量沽逊罎B性能的一項十分關(guān)鍵的工作。為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12小時內(nèi)加以覆蓋和澆水養(yǎng)護。普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護時間不少于14天；但在前7天時間內(nèi)，依氣溫高低2～4小時澆水養(yǎng)護一次，8～14天內(nèi)依氣溫高低4～6小時澆水養(yǎng)護一次

四、溫度的控制和裂縫防治措施

1、溫度控制

（一）進一步優(yōu)化骨料級配，使用干硬性混凝土，摻混合料，并添加適量的塑化劑或引氣劑，達到減少水泥用量的要求；

（二）拌制混凝土?xí)r，可在拌合料中摻入適量的水，或用水冷卻碎石，以免澆筑溫度過高；

（三）夏季施工時（或外部環(huán)境氣溫過高時），要嚴(yán)格控制混凝土澆筑厚度，以達到良好的散熱效果；

（四）利用通入混凝土內(nèi)部的冷水管達到降溫的效果；

（五）根據(jù)外界氣溫變化設(shè)定拆模時間，當(dāng)氣溫驟降時立即采取保溫措施，以免混凝土表面溫度呈梯度急劇變化；

（六）冬期施工應(yīng)加強混凝土構(gòu)筑物的保溫工作，尤其是長時間暴露在空氣中的混凝土表面和薄壁結(jié)構(gòu)，更要按照施工規(guī)范做好細部構(gòu)件的保溫措施.

2、改善約束條件

（一）按設(shè)計要求分縫分塊；

（二）注意避免基礎(chǔ)發(fā)生大幅度沉降；

（三）根據(jù)施工規(guī)范合理部署施工活動，確保每道工序順延銜接，避免施工過程中側(cè)面長期暴露，將高差控制在可控范圍內(nèi)；

（四）準(zhǔn)確把握拆模時間。施工單位還可通過改善混凝土性能，提高結(jié)構(gòu)自身的抗裂能力，做好后續(xù)保溫措施，防止表面裂縫產(chǎn)生，從而確?；炷潦┕べ|(zhì)量等方法也是防治混凝土裂縫的有效途徑。此外，要注意防止貫穿裂縫發(fā)生。貫穿裂縫是眾多種類的裂縫中比較特殊的一種，它會破壞混凝土構(gòu)筑物整體結(jié)構(gòu)，不易治理。

3、合理使用外加劑經(jīng)過實踐驗證，上述技術(shù)措施能夠提高混凝土施工質(zhì)量，增強混凝土的耐久性，有效預(yù)防混凝土開裂。除此之外，在混凝土拌合料中按比例添加外加劑也是預(yù)防混凝土開裂的主要措施，如按比例摻加減水防裂劑。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗，對其作用進行了研究：

（一）混凝土中有很多毛細孔道，水蒸發(fā)后毛細管內(nèi)產(chǎn)生毛細管張力，致使混凝土產(chǎn)生干縮變形的問題。擴大毛細孔徑雖然能有效抑制毛細管張力產(chǎn)生，但是會對混凝土強度的形成造成不利影響。早在六十年代，世界各國已普遍承認(rèn)該表面張力理論的科學(xué)性。

（二）導(dǎo)致混凝土收縮變形的一個重要原因就是水灰比的設(shè)計不合理。在設(shè)計水量與水泥用量的配比時，可按比例添加適量的減水防裂劑，就能減少25％的用水量。

（三）嚴(yán)格控制水泥用量也是降低混凝土收縮率的一項關(guān)鍵性因素。摻加減水防裂劑的混凝土可減少15％水泥用量卻不影響混凝土強度，可添加等比例的添加劑。

五、結(jié)束語

在水廠混凝土施工的過程中，我們要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件采用相應(yīng)的措施，避免在使用過程中出現(xiàn)裂縫，保證施工的質(zhì)量。

參考文獻

[1]公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程（JTG E30-2005）．

[2]王成輝.混凝土施工過程中預(yù)防裂縫的措施和方法[J].科技向?qū)?2012