水处理构筑物混凝土结构渗裂控制

续表2序号因素影响后果5混凝土养护养护不到位会使前期混凝土过早失水，造成收缩开裂6施工缝和对拉螺栓处理施工缝和对拉螺栓节点处理不到位容易产生渗漏7模板安装质量模板质量差会造成混凝土表面粗糙，失水速度快，导致混凝土收缩开裂;模板加固不牢会造成混凝土浇筑时约束降低，产生变形，影响混凝土密实度，易造成开裂、渗漏，并影响混凝土外观8拆模时间拆模过早容易造成对拉螺栓松动而渗水;拆模过晚则会使混凝土表面补水困难，造成收缩裂纹9钢筋施工质量钢筋间距、保护层控制不好易产生裂纹10施工组织管理施工组织不到位会造成施工过程混乱，影响混凝土正常施工，甚至会出现冷缝等质量问题，导致混凝土渗漏1.3混凝土防裂纹措施分析水泥水化过程中会释放水化热，当结构截面尺寸较小时，热量散失比较快，水化热对结构应力的影响较小。但对于大体积混凝土或截面尺寸较大的构件，混凝土凝固过程中积聚在内部的热量散失较慢，导致温度峰值较高，构件内外部温差较大，混凝土内部冷却时会发生收缩，从而使混凝土内部产生拉应力。当内部拉应力超过混凝土的抗拉强度时会产生内部裂缝，而这些内部裂缝可能会与外部的干缩裂缝连通，从而导致渗漏甚至结构破坏［1－4］。因此，为了保障混凝土不渗、不裂，拟从以下方面进行控制。①加强混凝土的养护，使混凝土表面始终处于湿润状态，避免混凝土表面出现干缩裂缝。②严格控制混凝土水化过程中混凝土构件的内外温差，以控制混凝土内部拉应力的上限值。③在混凝土配合比设计中加入适量膨胀剂，以缓解混凝土冷却时产生的收缩变形，减弱内部拉应力对混凝土的影响;通过掺加粉煤灰等胶凝材料降低水泥用量，以减少水化热量。采用早强普硅水泥，提高混凝土早期强度和早期抗拉能力。2措施的制定措施的制定2.1混凝土配合比2.1.1混凝土掺合料在混凝土中适量掺加胶凝材料(掺合料)不但能节约水泥用量，降低水化热量，而且能大大提高混凝土的耐久性。《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476—2008)严格规定了单位体积混凝土胶凝材料的用量。2.1.2混凝土膨胀剂混凝土膨胀剂可以对混凝土冷却过程中因温度变化产生的收缩进行补偿，对混凝土前期抗裂很重要。在施工过程中，选取高性能混凝土膨胀剂(highperformancecalciumsulphoaluminate，HCSA)。HC-SA为硫铝酸钙－氧化钙类混凝土膨胀剂，具有与强度发展相协调的膨胀速率，膨胀性能高，稳定性好，安全可靠，对后期水分补充的依赖程度低等特点。单位体积混凝土中膨胀剂的掺加量通过实验室确定。津滨水厂水处理构筑物工程池壁混凝土采用C30，掺加量为35kg/m3。2.1.3实际混凝土配合比津滨水厂深度处理工程底板、池壁均采用C30P6混凝土，其配比见表3。表3C30P6混凝土配合比项目水泥细骨料粗骨料粉煤灰外加剂膨胀剂水重量/kg210710112590835180百分比7．829．246．23．71．57．4比热容/(kJ·kg－1·K－1)0．5360．7450．7084．1872.2混凝土的降温养护在施工过程中，采取布管喷淋不仅能为混凝土的养护提供保障，喷淋在模板表面的水还可以带走部分混凝土水化热，使水化热量及时散失，从而达到控制混凝土构件绝对温度的目的，最大限度减小内部拉应力对结构构件的影响。同时，喷淋水可以起到对混凝土补水的作用，较好地解决了人工养护的随意性，保证了混凝土养护的质量。3喷淋的实施喷淋的实施3.1喷水量的计算3.1.1混凝土技术参数工程中底板、池壁均采用C30P6混凝土，计算得出:混凝土密度P=2358kg/m3，混凝土比热C=0．896kJ/(kg·K)，混凝土导热系数λ=2．46W/(m2·K)，混凝土扩散系数a=1．126m2/h。3.1.2喷淋管管径假设水泥水化热全部转化成温度的升高，则水化期间最大绝对温升值Tmax=mcQ/Cρ，式中mc为每立方米混凝土的水泥用量;Q为每千克水泥的水·85·第5卷第3期供水技术2011年6月化热量，取377J/kg;C为混凝土的比热容;ρ为混凝土的密度。计算得出Tmax=35．9℃。根据前期试验中池壁的测温记录(无喷淋降温措施)，温度上升的峰值为58℃，入模温度为24℃左右，实际温升值为34℃，与计算结果相差不大。温度峰值出现在混凝土浇筑完毕后26h，环境平均温度为31℃。当混凝土内外温差大于25℃时，会不可避免地出现裂缝。该水厂建设中的控制目标为构件内外温差小于20℃。由前期实验结果可知，混凝土温升值为34℃，在混凝土浇筑完毕后26h内需降温14℃。以长1m、高1m、厚0．75m的池壁为理论计算模型。根据混凝土温度变化曲线，混凝土在浇筑完毕后的26h内，平均每小时升温1．31℃，控制混凝土每小时平均温升值为0．77℃。计算得出:在长1m、高1m、厚0．5m的池壁范围内，每小时需带走的水