广州市自来水工程公司
摘要：针对水厂混凝土构筑物结构产生的裂缝，本文以宁夏某水厂为例，深入探讨了水厂混凝土结构裂缝出现的原因，包括温度裂缝、收缩裂缝、塑性裂缝、沉陷裂缝以及一些其他原因，由此针对性的提出裂缝控制策略，为水厂混凝土的施工提供相应参考。
关键词：混凝土结构；裂缝；控制
当今社会，在工民建筑工程中，混凝土由于具有高稳定性，耐久性强等自身优势，因此是十分常见的建筑材料，发挥着至关重要的作用。但是在实际建筑施工过程中，由于工人操作不恰当或者一些其他因素直接或间接影响到了混凝土出现裂缝，这样不仅降低了整个建筑的承重性和美观性，而且存在极大地安全隐患，最将直接影响整个建筑工程的质量。在水厂构筑物中，对混凝土结构的抗渗漏要求尤其高，因此，探讨水厂混凝土结构裂缝出现的原因，从而针对性的作出判断分析和控制措施，对混凝土构件进行抗裂处理，最终有效减少混凝土的裂缝，从而在水厂工程中发挥更好的作用。
1.案例分析
宁夏某水厂梁板混凝土产生的裂缝。如图1所示，针对这一现象，水厂专业设计人员，技术人员和供货方（某商品混凝土公司）经过分析之后，猜想原因可能由于外来设计人员对宁夏局部地区的实际情况不十分了解，对结构抵抗外荷载、水泥水化热、温度、内外温差、钢筋约束以及基础约束、材料干缩、不均匀沉降等作用因素考虑欠周，由此造成的收缩裂缝和温度裂缝，为了解决这个问题，施工方采用补偿收缩混凝土，通过改变原有的施工工艺，重新设置合理的补偿收缩混凝土配合比，选择合格稳定性好的膨胀剂，并通过表面修补法处理了裂缝而且加强了后期混凝土养护工作，最终水厂裂缝得到了有效控制。通过这个案例可以知道，防水混凝土施工裂缝控制涉及到设计、施工、环境等诸多因素，设计人员要在结构设计，混凝土配合比设计上多花心思；施工人员也要在混凝土拌合、浇注和养护等环节采取措施；管理人员应树立强烈的责任心，从而确保整个施工过程的各个环节都合理进行，确保混凝土防渗性能。下面再具体探讨其他一些水厂混凝土结构裂缝出现的原因及如何控制这些裂缝。
图1：水厂混凝土裂缝
2.水厂混凝土结构裂缝出现的原因
2.1温度裂缝
常见的温度裂缝包括外部温度裂缝和内部温度裂缝，外部温度裂缝是指地区温差大，当气温的降低时，会对混凝土表面产生很大的拉应力，墙体产生变形，形成表面裂缝。这种裂缝出现的时期通常在施工之后的几个月；内部温度裂缝是指混凝土浇筑结束3-5天后，内部水泥硬化放热量很大，研究得出平均每立方米的混凝土，使用300～500kg/m3的水泥，约释放 17000～28000kJ 的热量，可让混凝土内部的温度达到70℃以上，导致混凝土内部的温度极度升高，而表面温度散热快，内外温差出现热胀冷缩的现象，由此出现裂缝。产生这种裂缝的时间通常是混凝土养护的早期。
2.2收缩裂缝
常见的收缩裂缝包括干收缩式和自收缩式。干收缩式是指混凝土在养护完成以后一段时间内由于失水引起的收缩，这种收缩是先从外部向内部，从表面再到深层慢慢发展的不可逆的过程，一般为细小的裂缝常出现在表层较浅地方，不易观察到；自收缩式又称为化学收缩，常见的包括钢筋结构锈蚀和碱骨料化学反应，具体分析主要为CO2+H2O→H2CO3, H2CO3+Ca（OH）2→CaCO3+H2O, 出现碳化收缩，不仅腐蚀破坏了内部钢筋氧化膜，同时还引起其他形式裂缝，最终导致整个水厂工程质量下降。
2.3塑性裂缝
塑性裂缝发生在混凝土凝结前由于失水较快产生的一种塑性收缩现象，主要因为混凝土自身流动性过大或流动性不足同时加上天气原因，如高温度或是大风力条件下，水厂混凝土结构表面水分蒸发快从而会在混凝土的毛细管中产生较大负压，当干燥强度超过混凝土的自身强度时，就会产生裂缝。
2.4沉陷裂缝
沉陷裂缝是由于地基松软的情况下浇筑混凝土产生不均匀的沉降，包括贯穿性裂缝和深进裂缝，如图2所示。
图2：沉陷裂缝
2.5其他
此外，未达到合理要求的搅拌时间，混凝土混合材料不均匀等、建筑所用水泥安定性较差，水泥与钢筋配比不合适等其他原因也会导致水厂产生裂缝，对建筑造成巨大的安全隐患。
3.水厂混凝土结构裂缝控制策略
3.1减少温度裂缝的发生，做好降温工作。
因温度引起的裂缝控制策略最根本就是要减少混凝土表面与内部的温度差，具体而言，可以通过选择水泥品种并控制水泥用量；合理选择掺合料和外加剂，如粉煤灰等，不仅可代替部分水泥，还可以增加混凝土的流动性和保水性；外加剂还具有减水，引气，增塑等作用，有效降低了水化热，降低散发的热度从而减少温度裂缝的产生；此外，还可以添加一些粗集料和细集料来降低水泥水化热、混凝土温升和收缩；在施工工艺方面，可通过降低原材料温度来控制混凝土初盘温度和入模温度，如设置混凝土内部结构冷却的管路，各个国家温度设置标准如下表1所示；在浇筑终凝前进行振捣以及浇筑完成后进行良好的养护工作，使混凝土保持适当的湿度和温度。
表1：各个国家制定的混凝土初盘温度和入模温度
3.2因收缩引起的裂缝控制策略
因收缩引起的裂缝控制策略最常见的做法是利用膨胀混凝土的膨胀性，从而起到有效的补偿收缩作用，设置合理的补偿收缩混凝土配合比，满足混凝土的强度和抗渗指标要求，在含钢率不变的条件下，宜采用小直径、小间距的配筋形式，对于底板，墙体水平和一些变截面处均选择合适的配筋方式；设计混凝土配比时，不仅按照常规混凝土配合比设计检验外，还应测试混凝土的限制膨胀率，尽可能选择合格稳定性好的膨胀剂，同时注意膨胀剂的添加要适量，应根据所配制的混凝土的限制膨胀率的大小来确定膨胀剂的掺量；混凝土成型以后，也要多加养护，注重混凝土表面的二次压实工作，减少表面龟裂现象，水平混凝土可通过洒水，覆盖等养护方法，墙体可通过延长模板留置时间，表面浇水方式。
3.3 裂缝封堵、修补方式
常见的裂缝封堵、修补方式主要包括表面修补法，灌浆、嵌缝封堵法和电化学防护法。表面修补法是指在商品混凝土的裂缝上面通过涂抹一定量的水泥、油漆、环氧胶泥或沥青等。若为了预防产生裂缝，可以在表面粘贴玻璃纤维布；灌浆、嵌缝封堵法是利用压力将一些特定的材料压入到混凝土的裂缝当中，嵌缝法，采用的方式是沿着裂缝凿一条槽，在槽中嵌填刚性或者塑性的止水材料；电化学防护法利用了施加电场在介质中的电化学作用，这样就可以改变混凝土所处的环境，钝化钢筋，从而起到预防裂缝出现的作用。
4.小结
目前，裂缝产生极容易降低水池抗渗的能力，导致水池使用功能受到影响，水厂混凝土施工裂缝控制应从多方面进行分析，找出裂缝出现的原因并针对性的有效控处理，同时在施工过程中应用有效预防方式，预防混凝土的裂缝产生，从而保证工程质量。
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论文作者:潘永超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 水厂论文; 温度论文; 混凝土结构论文; 表面论文; 水泥论文; 《防护工程》2018年第16期论文;