防止混凝土水池裂缝的措施

裂缝是混凝土结构中普遍出现的一种现象。它的出现不仅会降低水池的抗渗能力,影响水池的使用功能,而且会影响钢筋的锈蚀。因此必须重视裂缝的成因、预防和处理,尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现。本文就裂缝的成因、如何预防及处理的方式这三方面加以介绍。

1. 裂缝产生的原因

造成混凝土开裂、渗水的原因较为复杂,涉及的因素颇多,大致可分为两类:荷载引起的裂缝和变形引起的裂缝。对于水池等排水构筑物多半为地下式或半地下式露天结构,防水抗渗要求高,设计上必须控制裂缝的产生。其产生裂缝,主要是由于温差和混凝土干缩引起的变形裂缝。

2. 预防裂缝产生的方法

2.1 精选原材料。

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水以及外加剂所组成。要避免水池结构产生破坏性裂缝,混凝土用料是否适当及材料质量能否保证,起着重要的作用。因用料不当或材料质量有问题而造成的裂缝,即使经修复后能满足正常使用,但往往仍留有隐患,所以一定要注重事前的防范。

2.2 合理设置伸缩缝。

按照设计规范要求设置伸缩缝,但应考虑高温、冬期、长期暴露在大气中的构筑物,承受反复的温差,剧冷剧热,反复的干湿作用,结构内部不断产生裂缝和裂缝扩展等因素。如果超出规范要求长度设置伸缩缝时,必须做好有效的防开裂措施。

2.3 加肋

对于敞开式水池,宜在池壁顶设暗圈梁或加劲肋,以增加池壁顶部边缘的混凝土极限拉伸强度,防止出现边缘效应引起的裂缝。

2.4 增设构造筋

合理增配构造钢筋,提高抗裂能力。可适当增配构造钢筋,使其能起到温度筋的作用。构造筋应尽可能地采用小直径、小间距。全断面的配筋率不小于0.3%。

3. 防止裂缝产生的控制措施

3.1 严格控制混凝土原材料质量。

尽量采用粒径级配良好的石子及中、粗砂,以减少混凝土的用水量,使混凝土的收缩和泌水随之减少,同时应控制含泥量不能超过规范要求。水泥宜选择抵水化热、地收缩质量稳定的普通硅酸盐水泥。外加剂和掺合料必须性能可靠,有利于降低混凝土凝固过程和水化热。

3.2 控制水泥用量、水灰比。

在满足配合比规范和混凝土技术指标前提下,宜适当减少水泥用量和用水量,降低水灰比,提高和易性,对于泵送混凝土不能单用增加单位用水量的方法,来满足泵送混凝土的可泵性要求。这样不仅多用水泥,增大混凝土的收缩,而且还会使水化热升高,易引起裂缝。为此,在施工中可掺入适量的粉煤灰或减水剂来改善混凝土的特性。

3.3 合理设置后浇带。

对于大型排水混凝土构筑物,合理的设置后浇带有利于控制施工期的温差与收缩应力,减少裂缝。后浇带设置时,要遵循“数量适当,位置合理”的原则。后浇带一般间距为20~30m,带宽为700~1000mm,并应贯穿整个底板断面。后浇带内填筑的缓凝土应用微膨胀水泥或无收缩水泥,混凝土强度应比原结构强度提高一级。

3.4 控制入摸坍落度,采用二次振捣,提高混凝土的抗裂性。

在满足混凝土运输和不放要求前提下,要尽可能减小入模坍落度,混凝土入模后,要及时振捣,并做到不漏振,不过振。对重点部位可在混凝土振动界限以前给予二次振捣,再次排除因泌水在粗集料,水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土的握裹力,并在混凝土初凝后、终凝前进行混凝土表面多次抹压,防止因混凝土的表面收缩而出现的细微裂缝,增加混凝土密实度,提高混凝土抗压强度和抗裂强度。

3.5 加强混凝土的保温。

保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度,防止表面裂缝的产生。首先,降低混凝土的入模温度(<25℃),使混凝土凝固时其内部在较低的温度起升点升温,从而避免混凝土内部温度过高。其次,采取延长拆模时间和外保温措施,使内外温差在一定范围之内。如在池壁外侧砌砖墙或其他保温砌块,使之既可作为施工时的外模,又可作为永久性的保温层,有效地较少池壁的内外温差,降低水化热降温引起的拉应力,减少温度裂缝。

3.6 及时回填。

对于地下或半地下工程,拆模后应及时填土。土是混凝土最佳的养护介质,能有效地控制混凝土早期、中期的开裂。

3.7 延长养护期。

加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间,保持混凝土表面湿润,避免混凝土表面温度的急剧升降。

4. 工程实例中裂缝的分析和处理

某水处理工程的一座圆形集水池,内径为10m,高6m,埋深1m,采用一般的圆筒形池体结构。建成运行一段时间后犯嫌池体产生裂缝,并逐渐有渗漏现象,裂缝主体位于池体中上部,为垂直裂缝。

4.1 裂缝产生的原因

通过现场调查,发现裂缝是由于温度应力过大所致。这座水池用于企业生产废水的收集,设计时考虑的各股废水汇集后应在二十多度,但实际使用时的水温达到了四十多度。当冬季壁面温差出现极端值时,温度应力超过了结构所能承受的强度,由此产生了破坏性裂缝。

4.2 裂缝的处理方式

除了对裂缝进行灌浆修补外,还自上而下在距池顶0.5m、2m、4m处,沿圆周在外壁环形贴三道纤维布对结构进行了加固,有效地对裂缝进行了补救。

混凝土水池裂缝控制是一项综合技术,与设计、施工、原材料等方面息息相关。如果水池出现裂缝的话,首先应对裂缝产生的原因进行全面的分析调查,确定原因后才能针对具体问题采取有效地措施。

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