關于超長大型水池混凝土的裂縫控制

于巧珍

摘 要：針對寧東煤制油工程建設中大型超長水池出現裂縫而導致的漏水問題。通過對混凝土配合比進行計算，加入新型材料和防腐抗裂添加劑等，并在大量試驗的基礎上，對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，為大型超長水池工程提供了重要的技術指導依據和寶貴的工程實踐經驗。

關鍵詞：水池；裂縫；混凝土：配合比

中圖分類號： TU37 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）29-75-2

1 工程概況

神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目生化A/O池，長121m 寬105m 池底標高-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。水池內倒流墻500mm厚。混凝土強度等級為補償收縮混凝土C35p8F200，后澆帶為補償收縮混凝土C40p8F200，基礎墊層為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級粉煤灰，寧夏盛遠S95級礦渣粉，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生的原因

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

①當混凝土強度較高，水泥用量過大，且池壁較薄時，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，易引起混凝土產生收縮裂縫。

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

③池壁一側內充滿水體，另一側受室外氣溫，尤其是夏季高溫的影響，外側表面溫度高于內側。當池壁較大，且邊緣受到底板，隔墻或梁等的約束時，易產生較大的溫差變形裂縫使構筑物滲水。

4 裂縫防治措施

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

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部自身的水分而產生的，自收縮從混凝土初凝就開始產生，在1d以內發展最快，3d以后減慢，后期發展更加緩慢。混凝土的自收縮與水膠比和材料密切相關：在水膠比在0.25～0.5之間時，水膠比越小，自收縮越大；膠凝材料越多，自收縮越大。針對自收縮特征，采取以下防治措施：

①在混凝土配合比設計上將強度等級C35P8F200的水膠比設計為0.43，膠凝材料總量為405kg；C40P8F200的水膠比設計為0.37，膠凝材料總量為485 kg，經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，摻入了優質的粉煤灰和礦渣粉，不但改善了混凝土和易性，使混凝土更加密實達到了抗滲效果，還提高了混凝土的耐久性和后期強度。使用內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到抗滲效果。

③在混凝土中摻入了優質的聚羧酸泵送劑，聚羧酸與水泥適應性較強，對混凝土適應性好，改善了混凝土和易性；減水率大于30%以上，減少了用水量，提高了混凝土強度。生產過程中在攪拌樓和現場都設置了專業技術人員，負責調整混凝土用水量，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，內部毛細管大量出現，由于毛細管張力的作用，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管壓力而產生的表面收縮，裂縫在混凝土終凝之前形成，一般分布不規則，易產生龜裂，該水池如果發生塑性收縮，極易出現在水池底板和水池內部倒流墻頂部等大面積暴露的結構表面，嚴重時可造成通縫。

4.3 溫度收縮

溫度收縮是產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，使得其內部溫度較外部高，有可達50～70℃，這將使內部混凝土的體積產生較大的膨脹，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，整體結構長，溫度收縮會比其他小型工程更難控制。針對溫度收縮特征，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，并且在配合比設計充分考慮到水泥水化熱的問題，在保證強度合格的情況下降低水泥每方用量分別為強度等級C35P8F200為240kg、強度等級C40P8F200為260kg，并摻入粉煤灰、礦渣粉、HEA防腐蝕抗裂添加劑，從而降低混凝土內部溫度，減少混凝土內部與外部的溫差。

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混凝土表面的直射而造成的表面因快速失水而干縮產生裂縫。

4.4 對混凝土的攪拌到入模進行監控

澆筑混凝土時，在攪拌樓和工地現場都設置了專業人員對混凝土的質量進行監控，澆筑時如果需要調整坍落度，首先固定用水量，其次通過調整泵送劑摻量來控制坍落度，保證混凝土不會因用水量過大而造成強度不合格，并且保證所澆筑混凝土的坍落度既能滿足規范要求，又能滿足現場施工要求，并且能達到穩定狀態，同時也能保證混凝土的和易性處于良好狀態，從而有效地防止了該水池工程出現裂縫。

5 結束語

超長大型水池裂縫的控制是混凝土行業內的一項難點，通過大量實驗并采取有針對性的措施成功攻克了這一難點，保證了該水池工程的混凝土質量，澆筑出來的混凝土表面既沒有蜂窩麻面又沒有出現裂縫，蓄水后也未出現漏水現象，寧東站也受到了甲方、監理方和施工方的一致好評，被評為寧東煤制油項目的典范工程，同時也積累了寶貴的經驗，為繼續承接類似大型超長的水池工程，奠定了寶貴的技術基礎。

參 考 文 獻

[1] 韓素芳，耿維恕，主編.鋼筋混凝土結構裂縫控制指南[M].化學工業出版社，2006，2.