大型鋼筋混凝土水池的裂縫成因和裂縫控制的研究

馬高強 羅坤生 朱俊松

摘要：大型鋼筋混凝土水池池壁的裂縫控制，一直以來都是困擾著水池建筑人員的重點問題。本文針對大型鋼筋混凝土水池的裂縫成因進行了分析，并通過原料、設計、施工三個角度對水池裂縫的預防提供了建議，希望能夠給施工單位，在進行大型鋼筋混凝土水池建設時提供參考。

關鍵詞：鋼筋混凝土；大型水池；裂縫控制

引言：

鋼筋混凝土水池作為特種結構，一直以來施工簡單、成型方便、造價低都是其最突出的特點，與此同時還具有著較好的防滲、防腐蝕和耐久性能，這也是其使用較多的原因。但長期以來，鋼筋混凝土水池的裂縫一直是困擾著水池施工人員的最主要問題，通過對水池裂縫的成因進行分析，并做好裂縫的預防工作在水池的建設是很有必要的。

1大型鋼筋混凝土水池裂縫的成因

大型鋼筋混凝土水池的裂縫形成原因主要有：溫度變化引起的裂縫、混凝土收縮引起的裂縫、沉陷引起的裂縫、施工方法不當引起的裂縫四種[1]。混凝土在固化的過程中，會釋放出大量的水化熱并在水池表面產生拉應力，固化后水池在降溫拉應力也會隨之生成，氣溫的改變也是拉應力產生的原因之一。當混凝土的抗裂能力不足以抵抗這些拉應力時，水池就會產生裂縫。在施工過程中，混凝土會發生塑性、縮水兩種收縮，塑性收縮的生成是因為受到鋼筋阻擋，所以就沿著鋼筋的方向出現裂紋?？s水收縮時，墻體內外的收縮不均勻，此時表面就會產生拉應力，當墻體所承受的拉應力超過抗拉強度時，水池就產生了裂縫。裂縫的產生也與地基的土質不均勻或是松軟有關，當水池發生沉降是，也會造成裂縫的產生。在冬季，由于模板的剛性較差，支撐間距過大或是支撐底部松動，此時都會造成沉降，這也是水池裂縫的產生的原因。施工不當引起裂縫的原因主要有：澆筑內部出現空洞、麻面、蜂窩，這主要是因為混凝土的攪拌不均，而導致裂縫的形成；預埋件固定效果好較差，止水鋼板的焊接沒有做好，當受到外力時產生松動，最終導致裂縫產生；綁扎鋼筋時保留層未設置或是設置不當，最終引起裂縫產生；裂縫產生也會由于混凝土的配比不符合標準，其固化的強度不高而產生。

2大型鋼筋混凝土水池裂縫的控制措施

2.1從原料角度進行控制

在對水池裂縫進行控制中，對建材的控制是最主要的[2]。在進行澆注水泥的選擇時，適合選擇的水泥為由硅酸鹽水泥熟料、適量石膏磨細和礦渣構成的低熱礦渣硅酸鹽水泥。這種水泥的鋁含量低，固化時的水化熱較少，利于水池的抗裂。水泥的用量也要盡可能降低，雖然水池的池壁較薄，但固化初期的升溫還是可能產生裂縫，所以在保持水池的強度同時，應該盡可能的降低水泥的用量。大型鋼筋混凝土水池在建設時，通常使用泵進行混凝土連續澆筑，這時控制混凝土的水灰比和含砂量是很重要的，含砂量是保證混凝土的流動性和水泥用量關鍵原料，混凝土的強度得力于合適的水灰比支撐。合適的外加劑也是保證混凝土質量的重要因素，外加劑的種類主要包括有減水劑、引氣劑、膨脹劑、緩凝劑、早強劑等。減水劑和膨脹劑是最常用的混凝土外加劑，減水劑的主要作用是維持混凝土的坍落度基本不變，同時盡可能的減少拌和用水量的外加劑，而膨脹劑的添加則起到補償混凝土縮水收縮、密實混凝土、提高混凝土抗滲性的效果。

2.2從設計角度進行控制

從設計的角度進行水池裂縫的控制，主要的方法有減少水池的邊界限制、設置后澆帶、加強構造三種。伸縮變形產生的應力是難以通過結構強度抵抗的，同時也需要花費大量的資金。從設計上避免裂縫產生的絕佳方法，是在水池建筑過程中減少對水池的邊界約束，確保水池能夠在發生形變時自由伸縮，以此來釋放應力。為了在建筑中為防止現澆混凝土結構在自身收縮不均時產生裂縫的變形縫，就需要使用后澆帶技術，后澆帶技術首先是先將整體水池劃分為若干組成部分，在各部分固化收縮之后，再澆搗施工縫混凝土，最終將分散水池連成一個整體。設置后澆帶后，混凝土可以進行自有收縮，收縮應力得到了較好的控制，從而提高了水池對溫度變化的抵抗能力，后澆帶的保留時間一般為40天。加強構造時首先要保證結構配筋，同時也要重視構造筋的設置，水池的底部采用上下兩層連續式配筋，對轉角采用上下兩層放射筋，在變截面轉角處進行局部處理，增配抗裂鋼筋，增配斜向鋼筋和鋼筋網片在空洞的周圍。在鋼筋的選擇上，盡可能選用小直徑的鋼筋，鋪設時盡量減小鋼筋之間的間距。

2.3從施工角度進行控制

在進行水池施工中，避免裂縫形成的措施主要有：改善混凝土的澆筑和振搗、降低混凝土的出機溫度、加強混凝土養護、注意防風和回填四種。通過改進混凝土的攪拌工藝，對提高混凝土的抗拉伸能力和強度都有很好的效果。如果混凝土在澆筑后進行二次振搗，鋼筋下部產生的水分和空隙就能夠排除，混凝土對鋼筋的握裹力也會相應提高，因混凝土不均勻發生沉降而產生的裂縫的問題，能夠得到較好的解決。混凝土所有的原材料中，水的比熱容較大，但是所占的比例較小，而石子的比熱容小，但所占的比例較大。對混凝土的溫度影響最大的也正是這兩種材料，所以降低水和石子的溫度，是降低混凝土的出機溫度最有效的辦法。因為混凝土水化作用，混凝土在澆搗后，開始逐漸固化，而適宜的溫度和濕度條件是水化所必須保證的條件，為保證混凝土具有適宜的硬化條件，確保其強度不斷增長，有必要對混凝土進行適當的養護。對于水池，可以使用自動噴淋管進行養護，在養護的過程中要根據環境條件進行適當的調節。

總結：總的來說，為了防止水池裂縫產生，可以從原料、設計和施工三個方面同時入手，提高水池的抗拉伸強度。通過這些措施的預防，保證大型混凝土水池不出現裂縫，水池能夠正常預期的時間完工并使用。

參考文獻：

[1]路繩巖.淺談鋼筋混凝土水池裂縫的成因與控制[J].河南建材， 2012（6）：181-183.

[2]梁勁松.大型鋼筋混凝土水池裂縫控制分析[J].廣東建材， 2010，26（3）：51-53.