關(guān)于超長大型水池混凝土的裂縫控制

于巧珍

摘 要：針對(duì)寧東煤制油工程建設(shè)中大型超長水池出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致的漏水問題。通過對(duì)混凝土配合比進(jìn)行計(jì)算，加入新型材料和防腐抗裂添加劑等，并在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土的裂縫做到了有效控制，避免了該類水池工程裂縫的出現(xiàn)，為大型超長水池工程提供了重要的技術(shù)指導(dǎo)依據(jù)和寶貴的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：水池；裂縫；混凝土：配合比

中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）29-75-2

1 工程概況

神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目生化A/O池，長121m 寬105m 池底標(biāo)高-4.8m，高出地面（±0.00）3.4m。水池底板0.8m厚，水池外壁截面呈梯形，下口700mm厚，上扣400mm厚。水池內(nèi)倒流墻500mm厚?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為補(bǔ)償收縮混凝土C35p8F200，后澆帶為補(bǔ)償收縮混凝土C40p8F200，基礎(chǔ)墊層為C20。

2 原材料及施工配合比

2.1 原材料

水泥采用寧夏賽馬股份有限公司“雙鹿”牌P·O42.5水泥，粉煤灰采用三力Ι級(jí)粉煤灰，寧夏盛遠(yuǎn)S95級(jí)礦渣粉，上海研鉑HA高效防腐蝕抗裂添加劑，泵送劑采用寧夏盛遠(yuǎn)聚羧酸泵送劑。

2.2 施工配合比

3 超長大型水池早期裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的有害收縮，主要分為：自收縮、塑性收縮、干燥收縮、溫度收縮等。

①當(dāng)混凝土強(qiáng)度較高，水泥用量過大，且池壁較薄時(shí)，水泥的水化熱溫升較高，降溫散熱較快，在干縮和溫縮的共同作用下，池壁收縮變形較大，易引起混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。

②池壁受底板和另兩側(cè)壁的約束，使其不能完全自由伸縮，具有較大的約束作用力.如果混凝土澆筑時(shí)氣溫較高，加上水泥的水化熱作用，混凝土內(nèi)部溫度較高。當(dāng)混凝土防溫收縮，池壁邊緣的約束不能滿足其要求的收縮變形時(shí)，將會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)貫穿性裂縫。

③池壁一側(cè)內(nèi)充滿水體，另一側(cè)受室外氣溫，尤其是夏季高溫的影響，外側(cè)表面溫度高于內(nèi)側(cè)。當(dāng)池壁較大，且邊緣受到底板，隔墻或梁等的約束時(shí)，易產(chǎn)生較大的溫差變形裂縫使構(gòu)筑物滲水。

4 裂縫防治措施

針對(duì)以上混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因及其有害收縮類型，分別采取以下措施進(jìn)行防治。

4.1 自收縮

自收縮是在外界無水分交換的情況下，因水泥水化消耗漿體內(nèi)部自身的水分而產(chǎn)生的，自收縮從混凝土初凝就開始產(chǎn)生，在1d以內(nèi)發(fā)展最快，3d以后減慢，后期發(fā)展更加緩慢?；炷恋淖允湛s與水膠比和材料密切相關(guān)：在水膠比在0.25～0.5之間時(shí)，水膠比越小，自收縮越大；膠凝材料越多，自收縮越大。針對(duì)自收縮特征，采取以下防治措施：

①在混凝土配合比設(shè)計(jì)上將強(qiáng)度等級(jí)C35P8F200的水膠比設(shè)計(jì)為0.43，膠凝材料總量為405kg；C40P8F200的水膠比設(shè)計(jì)為0.37，膠凝材料總量為485 kg，經(jīng)過大量試配這兩組水膠比和膠凝材料最適宜該工程，水膠比既不過小增大自收縮，又不過大造成混凝土強(qiáng)度不合格，膠凝材料的用量也非常適宜。

②在膠凝材料中，摻入了優(yōu)質(zhì)的粉煤灰和礦渣粉，不但改善了混凝土和易性，使混凝土更加密實(shí)達(dá)到了抗?jié)B效果，還提高了混凝土的耐久性和后期強(qiáng)度。使用內(nèi)摻法在膠凝材料中摻入了HEA防腐蝕抗裂添加劑（膨脹劑），7d膨脹率不低于0.08%，該添加劑可以使混凝土達(dá)到微膨脹的效果除抑制混凝土的自收縮外，也可以使混凝土通過膨脹達(dá)到抗?jié)B效果。

③在混凝土中摻入了優(yōu)質(zhì)的聚羧酸泵送劑，聚羧酸與水泥適應(yīng)性較強(qiáng)，對(duì)混凝土適應(yīng)性好，改善了混凝土和易性；減水率大于30%以上，減少了用水量，提高了混凝土強(qiáng)度。生產(chǎn)過程中在攪拌樓和現(xiàn)場都設(shè)置了專業(yè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)調(diào)整混凝土用水量，防止因混凝土用水量過大而造成混凝土離析，并且防止了因混凝土中游離水過多，內(nèi)部毛細(xì)管大量出現(xiàn)，由于毛細(xì)管張力的作用，造成混凝土自收縮。

4.2 塑性收縮

塑性收縮是由于混凝土終凝以前表面失水引起的毛細(xì)管壓力而產(chǎn)生的表面收縮，裂縫在混凝土終凝之前形成，一般分布不規(guī)則，易產(chǎn)生龜裂，該水池如果發(fā)生塑性收縮，極易出現(xiàn)在水池底板和水池內(nèi)部倒流墻頂部等大面積暴露的結(jié)構(gòu)表面，嚴(yán)重時(shí)可造成通縫。

4.3 溫度收縮

溫度收縮是產(chǎn)生混凝土早期開裂的主要原因。混凝土硬化初期，水泥水化熱釋放出熱量，由于混凝土散熱較慢，使得其內(nèi)部溫度較外部高，有可達(dá)50～70℃，這將使內(nèi)部混凝土的體積產(chǎn)生較大的膨脹，而外部混凝土隨著氣溫降低而收縮。該水池工程由于池壁厚，整體結(jié)構(gòu)長，溫度收縮會(huì)比其他小型工程更難控制。針對(duì)溫度收縮特征，采取以下防治措施。

①在混凝土采用低水化熱水泥-普通硅酸鹽水泥，并且在配合比設(shè)計(jì)充分考慮到水泥水化熱的問題，在保證強(qiáng)度合格的情況下降低水泥每方用量分別為強(qiáng)度等級(jí)C35P8F200為240kg、強(qiáng)度等級(jí)C40P8F200為260kg，并摻入粉煤灰、礦渣粉、HEA防腐蝕抗裂添加劑，從而降低混凝土內(nèi)部溫度，減少混凝土內(nèi)部與外部的溫差。

②在完成澆筑完混凝土后，由于晝夜溫差較大，及時(shí)覆蓋黑心棉，防止混凝土與外部空氣接觸，而造成溫度收縮。并且覆蓋黑心棉后可防止陽光對(duì)混凝土表面的直射而造成的表面因快速失水而干縮產(chǎn)生裂縫。

4.4 對(duì)混凝土的攪拌到入模進(jìn)行監(jiān)控

澆筑混凝土?xí)r，在攪拌樓和工地現(xiàn)場都設(shè)置了專業(yè)人員對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，澆筑時(shí)如果需要調(diào)整坍落度，首先固定用水量，其次通過調(diào)整泵送劑摻量來控制坍落度，保證混凝土不會(huì)因用水量過大而造成強(qiáng)度不合格，并且保證所澆筑混凝土的坍落度既能滿足規(guī)范要求，又能滿足現(xiàn)場施工要求，并且能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)也能保證混凝土的和易性處于良好狀態(tài)，從而有效地防止了該水池工程出現(xiàn)裂縫。

5 結(jié)束語

超長大型水池裂縫的控制是混凝土行業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)難點(diǎn)，通過大量實(shí)驗(yàn)并采取有針對(duì)性的措施成功攻克了這一難點(diǎn)，保證了該水池工程的混凝土質(zhì)量，澆筑出來的混凝土表面既沒有蜂窩麻面又沒有出現(xiàn)裂縫，蓄水后也未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，寧東站也受到了甲方、監(jiān)理方和施工方的一致好評(píng)，被評(píng)為寧東煤制油項(xiàng)目的典范工程，同時(shí)也積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為繼續(xù)承接類似大型超長的水池工程，奠定了寶貴的技術(shù)基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 韓素芳，耿維恕，主編.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006，2.