聚丙烯抗裂混凝土在污水廠污水處理系統中的應用

巨春霞,宋延芬

1.河南省濟源市規劃市政管理局,河南濟源 454600

2.河南省濟源市建設工程標準定額管理站,河南濟源 454600

聚丙烯抗裂混凝土在污水廠污水處理系統中的應用

巨春霞1,宋延芬2

1.河南省濟源市規劃市政管理局,河南濟源 454600

2.河南省濟源市建設工程標準定額管理站,河南濟源 454600

混凝土由于塑性收縮、干縮、水化熱等因素容易形成大大小小的裂縫，極大的降低了混凝土的抗滲性，特別是有害裂縫會導致鋼筋混凝土中的鋼筋銹蝕加快，隨著鋼筋的銹蝕，混凝土強度會降低，而且體積會膨脹，進一步形成和加大裂縫，形成惡性循環。因此在河南省濟源市污水處理二期的污水處理系統施工中，為達到整體的設計效果，做到不滲、不漏、不裂的要求，在施工前，我們經過調研和分析，最終確定在混凝土中加入聚丙烯抗裂纖維的施工方案。

污水處理；聚丙烯；抗裂

混凝土由于塑性收縮、干縮、水化熱等因素容易形成大大小小的裂縫，極大的降低了混凝土的抗滲性，特別是有害裂縫會導致鋼筋混凝土中的鋼筋銹蝕加快，隨著鋼筋的銹蝕，混凝土強度會降低，而且體積會膨脹，進一步形成和加大裂縫，形成惡性循環。因此，在河南省濟源市污水處理二期的污水處理系統施工中，為達到整體的設計效果，做到不滲、不漏、不裂的要求，在施工前，我們經過調研和分析，最終確定在混凝土中加入聚丙烯抗裂纖維的施工方案。

1 項目概況

濟源市污水處理二期工程污水處理系統有兩座前置厭氧氧化溝、兩座二次沉淀池組成，這四座池體均為半地上露明單體構筑物。氧化溝為長72.5m，寬37.5 m的圓端形（兩端是半圓形，中間是矩形）構筑物，二次沉淀池為直徑45 m的圓形構筑物。根據設計要求，各池體的池底、池壁等均為防水混凝土，混凝土強度等級C30，抗滲等級P10。

2 聚丙烯纖維概述

2.1 特點

聚丙烯纖維是一種新型的混凝土纖維，被建筑工程界稱為混凝土的“次要增強鋼筋”，它是一種經特殊工藝加工處理而形成的高強度束狀單絲纖維，加入混凝土中后，可以起到有效控制混凝土因塑性收縮、干縮、溫度變化等引起的微裂縫，防止或抑制裂縫形成及發展。

2.2 主要性能參數

密度：0.91；當量直徑18～48um；規格3～50mm；抗拉強度≥350 MPa；彈性模量≥3500 MPa；極限延伸率≥15%；熔點：160℃～170℃；燃點：580℃；含濕量≤0.2%；吸水性：無；導電性：極低；導熱性：極低；酸堿阻抗高；安全性：無毒。

2.3 作用機理

聚丙烯纖維主要通過改變混凝土的物理力學性能來達到改變混凝土內部結構的效果，聚丙烯纖維在混凝土中具有極佳的分散性及與水泥機體的握裹力，可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，而且它在混凝土中分布極其均勻，能在混凝土中形成一種均勻的亂向支持體系，能產生有效的三維加強效果，就像在混凝土中加入了大量的微小鋼筋，同時它的效果有遠遠比加強鋼筋的效果明顯。正是由于聚丙烯纖維的亂向分布減弱了混凝土的塑性收縮，它使收縮量被分配到混凝土中具有高強度低彈性模量的纖維上，使纖維吸收部分能量，從而極大地提高了混凝土的韌性，抑制了微裂縫的產生和發展。同時，由于無數根纖維在混凝土內部形成的支撐體系，可以有效地防止混凝土骨料的離析，保證混凝土早期泌水性的均勻，從而防止了沉降裂縫的形成。

3 抗裂混凝土施工

3.1 配合比

1）水泥：采用PO32.5R普通硅酸鹽水泥，必須具有出廠質量合格證，儲存時間不得大于3個月，水泥進場必須復試合格后方可使用；

2）石子：選用最大粒徑不超過20mm的潔凈碎石，鋼筋稠密及預埋件部位，石子粒徑宜小于15mm，石子的吸水率＜1.5%；

3）砂率的確定：砂子采用中粗砂，砂率宜控制在40%～50%，含泥量＜3%，細度模數2.62；

4）細粉料選用活性較高的I級粉煤灰，應具有出廠合格證明，進場復檢符合使用要求后方可使用。摻量為45 kg/m3；

5）聚丙烯纖維的摻量0.9 kg/m3；

6）混凝土水灰比控制W/C＝0.4～0.5。

3.2 混凝土攪拌

選用強制式攪拌機。嚴格按照經試配確定的施工配合比計算材料用量，并標準稱量。入料時，先投入碎石、纖維、砂子干拌，使纖維充分打開，然后投入水泥和水攪拌。攪拌時采用電腦控制機械拌合，時間宜比普通混凝土延長15～30s。為防止攪拌機超載停拌或出料口堵塞，一次攪拌量不宜超過額定量的80%。

3.3 混凝土運輸

混凝土料拌合完畢后在半小時內運至施工現場，運至現場后應轉動罐體二次攪拌，若坍落度損失較大，應加入原水灰比的水泥砂漿進行攪拌，嚴禁直接加水。

3.4 混凝土澆筑

1）澆筑前對模板及支架、鋼筋和預埋件位置進行檢查，并做好記錄，派專人進行旁站控制。模板縫隙用專業膠條封好，清除模板內雜物并澆水濕潤。

2）在混凝土澆筑過程中，鋼筋工、模板工、水電工跟班作業，隨時檢查模板、支架、鋼筋、預埋件和預留孔洞的情況，若發現有變形、移位時，及時采取措施，以保證混凝土的連續澆筑。

3）混凝土自由下落高度不應大于1.5m，以防止混凝土離析而形成石子堆積；下落高度大于1.5m時，采用串筒澆筑。澆筑時混凝土應分層，分層厚度300mm～500mm，相鄰兩層澆筑時間間隔不得大于2h。

4）混凝土必須連續澆筑，不得留設施工縫或出現冷茬。泵送時間過長（超過2h）時，應將泵管內殘留的混凝土用壓力水清洗干凈，然后重新澆筑新拌混凝土。

5）混凝土采用高頻機械振動棒，振動棒的操作要做到“快插慢拔”，以便有效排出混凝土中的氣體，振搗過程中不得觸及模板、鋼筋、預埋件等，振點呈梅花型布置，相鄰振點的水平間距不得大于500mm，沿兩側池壁平行推進，不漏振、不過振。

3.5 混凝土養護

對已澆筑完畢的混凝土，養護也尤為重要。具體做法是： 混凝土表面手壓無印痕后即用塑料薄膜覆蓋嚴密，并應保持塑料薄膜內有凝結水。混凝土養護天數不得少于14d.

4 質量控制

4.1 質量要求

1）原材料稱量要準確，投料順序要準確。每臺班要測砂石含水率，保證配合比準確；

2）聚丙烯纖維計量要準確，纖維須每盤計量一次，與砂石一同投入到攪拌機內，計量投入人員要認真負責。

4.2 池壁模板

池壁模板應牢固、緊密、光滑，支模時對拉螺栓必須焊接止水環，嚴禁內外模板使用鉛絲對拉加固。池壁模板 拆除時間不少于7d，模板拆除后，混凝土用薄膜覆蓋并噴水養護7d。

4.3 坍落度

嚴格控制坍落度。現場泵送混凝土坍落度控制在180mm～200mm，盡可能縮短混凝土出機到入模時間，防止水分蒸發過快，影響坍落度。入泵前坍落度損失值應＜30/h，每工作班測定兩次，若坍落度＞60mm，混凝土應當重新攪拌處理后方能使用。

5 效果

經同條件試塊檢測，按上述方法施工的混凝土14d后強度增長已達到設計強度的80%，抗滲等級達到75%。

所有抗滲試塊均執行見證取樣制度，經28d檢測全部合格，較未摻纖維混凝土比較抗壓強度提高10%，抗滲提高70%，效果明顯。

現該工程已竣工并已投入試運行，池體未發現有裂縫滲漏出現，受到業主好評。

TU528

A

1674-6708（2010）24-0186-02