污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的裂縫控制

紀(jì)濤

摘要：水池結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因很多，與設(shè)計、施工、使用過程中的多種因素均有關(guān)聯(lián)。本文就水池混凝土施工、水池產(chǎn)生裂縫的原因以及在混凝土施工過程中的抗?jié)B、防裂技術(shù)措施這三個方面對污水廠水池施工及裂縫控制進行闡述。

關(guān)鍵詞：污水處理；裂縫成因；裂縫控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.010

0引言

污水廠的水池構(gòu)筑物關(guān)系著水廠的正常運行，各種水池構(gòu)筑物，常年處于盛水或潮濕環(huán)境，因此防滲漏及構(gòu)筑物耐久性設(shè)計是必須考慮的。要滿足混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用，裂縫控制十分必要，對于一些特殊的盛水構(gòu)筑物，例如圓形構(gòu)筑物或矩形構(gòu)筑物的角隅處，其多處于軸拉或小偏心受拉狀態(tài)，受力十分不利，這就需要嚴(yán)格控制其裂縫的出現(xiàn)。而更多的受力構(gòu)件則處于受彎及大偏心受拉狀態(tài)，這些構(gòu)件從耐久性設(shè)計要求，需要控制其裂縫開展寬度，防止鋼筋銹蝕而影響構(gòu)筑物的使用年限。

1污水處理混凝土構(gòu)件的裂縫類型及原因分析

（1）塑性收縮裂縫?；炷翗?gòu)件在凝結(jié)之前，會因水分的流失而收縮。這種收縮多見于大風(fēng)或溫度較高天氣，裂縫形式棗核狀，中間寬，兩側(cè)細(xì)且長短不一，且不連通。裂縫長度一般20-30厘米，較長的裂縫可達2-3米，寬度一般1-5毫米。這種裂縫產(chǎn)生的原因為：混凝土構(gòu)件在凝結(jié)之前強度很低，受到外部環(huán)境影響，例如較高的溫度或大風(fēng)的影響，表面水分流失嚴(yán)重，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，混凝土此時的強度又難以抵抗這種收縮力，因此會產(chǎn)生開裂。這種裂縫影響的因素有很多，如混凝土的凝結(jié)時間、水灰比、大氣環(huán)境、風(fēng)速、溫、濕度等。

（2）化學(xué)反應(yīng)裂縫。化學(xué)反應(yīng)裂縫包含鋼筋銹蝕引起的裂縫及堿骨料反應(yīng)裂縫，是混凝土裂縫產(chǎn)生的常見形式。堿骨料反應(yīng)裂縫是膨脹性裂縫，在沒有約束的情況下出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，當(dāng)有外部約束的情況下，由于受到限制，膨脹力較大區(qū)域會出現(xiàn)于鋼筋兩側(cè)，會導(dǎo)致順筋裂縫的產(chǎn)生。另外，二氧化碳溶于水會形成碳酸，可與混凝土材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成碳酸鈣，即所謂的碳化反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋缺乏保護，碳化還會破壞混凝土內(nèi)鋼筋的氧化膜引起生銹，進而導(dǎo)致鋼筋與混凝土的剝離，混凝土構(gòu)件缺乏整體性，影響混凝土結(jié)構(gòu)的安全性及正常使用。

（3）干縮裂縫。這種裂縫多出現(xiàn)于混凝土澆筑完畢一段時間之后，主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)不一致所引起的，裂縫形式為網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫或表面性的平行線狀，此種裂縫寬度多在0.05-0.2mm之間，嚴(yán)重者超過0.2mm，裂縫沒有規(guī)律性，其走向縱橫交錯，這種裂縫在梁，板類構(gòu)件中多沿短向分布，混凝土構(gòu)件變截面處也易產(chǎn)生，平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣，對于大體積的混凝土，此種裂縫在平面部位較為多見，這種收縮裂縫是不可逆的。

（4）內(nèi)外約束產(chǎn)生的裂縫。外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，除結(jié)構(gòu)自身之外的約束條件如支座等，支座沉降可產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的開裂。內(nèi)約束是指較大斷面的結(jié)構(gòu)，如大體積混凝土，由于其內(nèi)部非均勻的溫度及收縮分布，各質(zhì)點變形不均勻而產(chǎn)生的相互約束。如大體積的混凝土底板由于受到池壁及自身內(nèi)部約束，易產(chǎn)生裂縫。

2混凝土裂縫控制措施

（1）設(shè)置伸縮縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的伸（膨脹）縫、縮（收縮）縫合稱伸縮縫。伸縮縫是結(jié)構(gòu)縫的一種，目的是為減小由于溫差（早期水化熱或使用期季節(jié)溫差）和體積變化（施工期或使用早期的混凝土收縮）等間接作用效應(yīng)積累的影響，將混凝土結(jié)構(gòu)分割為較小的單元，避免引起較大的約束應(yīng)力和開裂。

（2）摻加復(fù)合型抗裂防水劑?，F(xiàn)代水泥強度等級提高、水化熱加大、凝固時間縮短，結(jié)構(gòu)的體量越來越大以及為滿足混凝土泵送、免振等工藝而造成混凝土組分的變化，近年由此而引起的混凝土體積收縮呈增大趨勢，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題比較普遍。通過補償收縮混凝土的自應(yīng)力補償混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，可以提高混凝土的抗裂性能，并改善混凝土的變形性能。

（3）加強施工階段的早期控制。施工階段采取的措施對于早期防裂最為有效，例如，加強澆筑后的養(yǎng)護；采用跳倉法、后澆帶、控制縫等施工措施。后澆帶是避免施工期收縮裂縫的有效措施，但間隔期及具體做法不確定性很大，難以統(tǒng)一規(guī)定時間，由施工、設(shè)計根據(jù)具體情況確定。應(yīng)該注意的是：設(shè)置后澆帶可適當(dāng)增大伸縮縫間距，但不能代替伸縮縫?？刂瓶p也稱引導(dǎo)縫，是采取弱化截面的構(gòu)造措施，引導(dǎo)混凝土裂縫在規(guī)定的位置產(chǎn)生，并預(yù)先做好防滲、止水等措施，或采用建筑手法（線腳、飾條等）加以掩飾。

（4）采取結(jié)構(gòu)措施。結(jié)構(gòu)在形狀曲折、剛度突變，孔洞凹角等部位容易在溫差和收縮作用下開裂，在這些部位增加構(gòu)造配筋可以控制裂縫。此外，施加預(yù)應(yīng)力也可以有效地控制溫度變化和收縮的不利影響，減小混凝土開裂的可能性。對于容易受到溫度變化和收縮影響的結(jié)構(gòu)部位是指施工期的大體積混凝土（水化熱）以及暴露的部位（季節(jié)溫差）等，在這些部位應(yīng)分別采取針對性的措施（如施工控溫、設(shè)置保溫層等）以減少溫差和收縮的影響。

（5）其他措施。第一，加強保溫措施，對于長而高的池壁，可以在池壁外側(cè)砌墻或其他保溫材料，施工時不僅可以作為模板使用，而且可以作為水池池壁的保溫膜，減少池壁的內(nèi)外溫差。第二，減少施工縫數(shù)量，對于較薄的池壁，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原因是收縮，池壁應(yīng)盡量一次性成模，以減少施工冷縫，要盡量預(yù)防急劇的溫、濕度變化。第三，采取適當(dāng)?shù)亟禍卮胧?，在夏季施工時，要采取措施降低溫度。例如，設(shè)置遮陽棚、埋設(shè)冷卻水管及定期噴灑冷水等。第四，做好保溫措施，在冬季施工時，因為晝夜溫差較大，空氣溫度非常低，不利于混凝土的養(yǎng)護，覆蓋棉被做好混凝土的保溫。

3結(jié)語

（1）關(guān)于溫度裂縫的控制應(yīng)以預(yù)防為主，必須采取恰當(dāng)?shù)念A(yù)防措施以控制裂縫的產(chǎn)生，防患未然。

（2）大部分混凝土結(jié)構(gòu)是允許裂縫產(chǎn)生的，帶裂縫工作對大部分混凝土構(gòu)件是適用的，通過相應(yīng)的防止裂縫產(chǎn)生的措施把裂縫控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

（3）只有采取明確設(shè)計理念、優(yōu)化施工方案、嚴(yán)格監(jiān)理制度等綜合措施，溫度裂縫控制才能達到預(yù)期目的。