污水處理廠水池結構的裂縫控制

紀濤

摘要：水池結構產生裂縫的原因很多，與設計、施工、使用過程中的多種因素均有關聯。本文就水池混凝土施工、水池產生裂縫的原因以及在混凝土施工過程中的抗滲、防裂技術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

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

1污水處理混凝土構件的裂縫類型及原因分析

（1）塑性收縮裂縫。混凝土構件在凝結之前，會因水分的流失而收縮。這種收縮多見于大風或溫度較高天氣，裂縫形式棗核狀，中間寬，兩側細且長短不一，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。這種裂縫產生的原因為：混凝土構件在凝結之前強度很低，受到外部環境影響，例如較高的溫度或大風的影響，表面水分流失嚴重，造成毛細管中產生較大的負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，因此會產生開裂。這種裂縫影響的因素有很多，如混凝土的凝結時間、水灰比、大氣環境、風速、溫、濕度等。

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

（3）干縮裂縫。這種裂縫多出現于混凝土澆筑完畢一段時間之后，主要是由于混凝土內外水分蒸發不一致所引起的，裂縫形式為網狀淺細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，嚴重者超過0.2mm，裂縫沒有規律性，其走向縱橫交錯，這種裂縫在梁，板類構件中多沿短向分布，混凝土構件變截面處也易產生，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）內外約束產生的裂縫。外約束是指結構物的邊界條件，除結構自身之外的約束條件如支座等，支座沉降可產生結構的開裂。內約束是指較大斷面的結構，如大體積混凝土，由于其內部非均勻的溫度及收縮分布，各質點變形不均勻而產生的相互約束。如大體積的混凝土底板由于受到池壁及自身內部約束，易產生裂縫。

2混凝土裂縫控制措施

（1）設置伸縮縫。混凝土結構的伸（膨脹）縫、縮（收縮）縫合稱伸縮縫。伸縮縫是結構縫的一種，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）等間接作用效應積累的影響，將混凝土結構分割為較小的單元，避免引起較大的約束應力和開裂。

（2）摻加復合型抗裂防水劑。現代水泥強度等級提高、水化熱加大、凝固時間縮短，結構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，現澆混凝土結構的裂縫問題比較普遍。通過補償收縮混凝土的自應力補償混凝土收縮產生的拉應力，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，難以統一規定時間，由施工、設計根據具體情況確定。應該注意的是：設置后澆帶可適當增大伸縮縫間距，但不能代替伸縮縫。控制縫也稱引導縫，是采取弱化截面的構造措施，引導混凝土裂縫在規定的位置產生，并預先做好防滲、止水等措施，或采用建筑手法（線腳、飾條等）加以掩飾。

（4）采取結構措施。結構在形狀曲折、剛度突變，孔洞凹角等部位容易在溫差和收縮作用下開裂，在這些部位增加構造配筋可以控制裂縫。此外，施加預應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構部位是指施工期的大體積混凝土（水化熱）以及暴露的部位（季節溫差）等，在這些部位應分別采取針對性的措施（如施工控溫、設置保溫層等）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，減少池壁的內外溫差。第二，減少施工縫數量，對于較薄的池壁，導致裂縫產生的原因是收縮，池壁應盡量一次性成模，以減少施工冷縫，要盡量預防急劇的溫、濕度變化。第三，采取適當地降溫措施，在夏季施工時，要采取措施降低溫度。例如，設置遮陽棚、埋設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，不利于混凝土的養護，覆蓋棉被做好混凝土的保溫。

3結語

（1）關于溫度裂縫的控制應以預防為主，必須采取恰當的預防措施以控制裂縫的產生，防患未然。

（2）大部分混凝土結構是允許裂縫產生的，帶裂縫工作對大部分混凝土構件是適用的，通過相應的防止裂縫產生的措施把裂縫控制在規范允許的范圍內。

（3）只有采取明確設計理念、優化施工方案、嚴格監理制度等綜合措施，溫度裂縫控制才能達到預期目的。