C50池壁混凝土防裂控制研究與實踐

許振財，單世恒，張勇，楊文軍，孫震

（滄興商砼滄州渤海新區有限公司，河北 滄州 061113）

C50池壁混凝土防裂控制研究與實踐

許振財，單世恒，張勇，楊文軍，孫震

（滄興商砼滄州渤海新區有限公司，河北 滄州 061113）

本文通過采取優選混凝土原材料，特別是選擇優質膨脹劑，優化混凝土配合比、嚴格控制混凝土出站質量，嚴格執行施工中架設防裂網、充分振搗、晚拆模早養護等防裂措施，有效的避免了有害裂縫的出現，達到了預期的防裂抗滲效果。

池壁墻體裂縫；膨脹劑；混凝土配合比

0 引言

隨著經濟的飛速發展，工業蓄水池工程日益增多，對于混凝土的要求也日趨嚴格，特別是墻體的混凝土強度越來越高，進而帶來墻體裂縫越來越多，如何減少甚至杜絕混凝土裂縫是值得工程技術人員研究探討的一個重要課題。

滄州渤海新區污水處理池，長 40m、寬 20m，中間有隔墻，成”曰”字型。其池壁墻體混凝土強度等級 C50，抗滲等級為 P8。根據池壁墻體混凝土的防裂要求，進行了專項研究，在大量的試驗基礎上進行了材料優選、配合比優化。并與施工方密切配合，采取了增設防裂網、加強養護等多項防裂措施，收到良好的效果。

1 混凝土原材料的質量控制

現代攪拌站的混凝土其原材料種類較多，包括：膠凝材料：水泥，礦粉，粉煤灰，砂石料 Ⅱ 區中砂、5～10mm、10～20mm、16.5～32.5mm 的石子，減水劑，膨脹劑等。根據混凝土強度要求特別是混凝土防裂要求，經過多次試驗和多年的使用經驗，優選各種材料如下：

（1）臨港金隅 P·O42.5 水泥，依據 GB/T 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準，檢驗結果如表1。

表1 水泥性能檢驗結果

（2）礦粉采用滄州中鐵裝備制造材料有限公司生產的S95 級礦粉，依據 GB/T 18046—2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》標準，檢驗結果如表2。

表2 礦粉檢驗結果

（3）粉煤灰采用山東華能德州電廠 F 類 Ⅱ 級粉煤灰，依據 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準，檢驗結果如表3。

表3 粉煤灰檢驗結果

（4）砂石料中含泥量和泥塊含量，降低了石子與砂漿之間的粘接力，弱化石子的界面結構，降低界面強度，特別是降低抗拉強度，容易使混凝土結構開裂。因此，對于砂石的含泥量和泥塊含量按現行國家標準進行控制，檢測結果如下：砂為綏中河砂，細度模數 2.6、含泥量 2.0%、氯離子含量 0.03%。石子為機制碎石，粒徑 5～10mm（小石）、10～20mm（中石）、16.5～31.5mm（大石），粒型和粒徑良好，壓碎指標符合要求。

（5）減水劑為北京建工 AN400 型聚羧酸高性能減水劑，減水率為 28%；膨脹劑為武漢三源特種材料有限公司生產的“錦源”牌 FQY 型高性能膨脹劑，限制膨脹率為0.05%，實測結果符合使用要求。

2 優化混凝土配合比

水池墻壁混凝土結構為“薄壁長墻” 類結構，這種結構極易出現豎向裂縫，沿海地區多大風天氣，更是加劇這種危害的出現。特別是強度較高的 C50 混凝土，溫差裂縫、收縮裂縫更為嚴重，根據以上情況經設計、施工單位同意，把混凝土強度齡期改為 60d。減少了溫差裂縫的機率；調整砂率和粗骨料級配。經過大量的試驗，優化后的配合比及性能指標見表4。

表4 混凝土配合比

3 混凝土生產控制

（1）延長混凝土攪拌時間。為了使出站的混凝土拌合物的質量更均勻，我們在比常規泵送混凝土攪拌 40s 的基礎上延長 20s，達到 60s 的攪拌時間。

（2）嚴格控制出站坍落度。根據 GB/T 14902—2012《預拌混凝土》的要求，泵送混凝土坍落度不應宜大于180mm，坍落度損失不宜大于 30mm/h，但該工程施工和監理方要求坍落度 (200±20)mm，坍落度損失不大于 20mm/h。因此我站嚴格控制出站混凝土坍落度在 220mm 以內，現場混凝土坍落度在 200mm 左右，監理單位對于運送至現場混凝土進行坍落度檢測，沒有發生混凝土坍落度過大、離析、泌水等質量問題。

4 混凝土現場澆筑與養護

現場補償收縮混凝土的澆筑應按照 JGJ/T 178—2009《補償收縮混凝土應用技術規程》、GB 50666—2011《混凝土結構工程施工規范》的技術要求，科學、規范組織施工，為此，我站與施工方共同研究主要控制要點如下：

4.1 加設防裂網

根據我們建議，施工時在池壁墻體內外側加設了防裂鋼絲網，有效地分散混凝土的拉應力，減少混凝土裂縫的產生。

4.2 振搗密實

振搗混凝土應使用高頻振動器，振動器的插點間距為 1.5倍振動器的作用半徑， 振動混凝土時，振動器應均勻地快插慢拔，插入下層混凝土 50mm 左右，每點振動時間 10～15s以混凝土泛漿不再溢出氣泡為準，不得漏振也不可過振。

4.3 連續澆筑、避免冷縫

此工程連續澆筑方量較大，攪拌站應提前準備足量的混凝土原材料、人員、設備，保證每一區域連續澆筑不中斷，避免出現施工冷縫，造成滲水隱患，混凝土接茬時間不得超過 2 小時。

施工方在混凝土澆筑前應充分考慮到各種不利因素，合理安排施工進度，完善技術措施，確保不出現“冷縫”。為確保質量做出了出現冷縫的處理預案。

4.4 側墻拐角、變截面控制

側墻拐角、變截面部位為施工重點區域，原因是變截面位置應力較為集中，通常是開裂多發部位，而且變截面位置澆筑、振搗較難控制，因此采用二次振搗的施工工藝，確保該區域混凝土質量。

（1）墻體下料起始點選擇在拐角點位置，然后向兩端加強帶推進。嚴格控制混凝土流動性，保證泵送時混凝土流在拐角、變截面位置填充到位；

（2）在拐角、變截面位置應加強振搗，采用二次振搗的施工工藝，避免混凝土澆筑不密實等質量問題，具體做法是混凝土澆筑后 3～4h 混凝土接近終凝之前進行二次振搗，使混凝土達到密實。

4.5 拆模與養護

對于池壁這樣的結構，特別是強度等級較高的混凝土結構，拆模與養護的時間與質量對防止裂縫的產生十分重要。池壁過早的拆模會因混凝土內外溫差過大，導致收縮裂縫。濕養護過晚會因失水而產生混凝土收縮裂縫。因此，我們采取晚拆模早養護（帶模養護）的措施。因此混凝土的拆模時間根據我們的經驗側墻拆模時間控制在 7d。

根據 GB/T 50146—2014《粉煤灰混凝土應用技術規范》要求保濕養護時間不宜少于 28d。濕養護對充分發揮膨脹劑的性能至關重要，有充足的水分才能充分發揮膨脹劑的效能，實現提高混凝土抗裂、抗滲的能力。

池壁混凝土終凝后松動固定模板的螺栓，在模板頂部澆水對池壁混凝土進行養護，應帶模養護 7d，模板拆除后，應避免墻體暴露，受陽光直射，干燥太快易產生開裂，架設塑料花管 24h 不間斷澆水進行養護（圖 1），不少于 14d。

圖 1 墻體養護淋水裝置

由于工程進度要求的原因，沒能實現 14d 的連續澆水養護，只澆水養護 7d，導致池壁墻體出現長度不等。寬度微細的裂紋。后來再次澆水養護，混凝土內部充分吸收水分，膨脹劑經連續濕養護，進一步水化、膨脹。經過一周的時間后，池壁墻體裂縫愈合了。

5 結論

通過本工程的研究與實踐，對較高強度等級的自防水結構混凝土可采取以下措施，實現防裂抗滲的目的：

（1）優選混凝土的原材料，特別是選用高性能膨脹劑，實現要求的限制膨脹率。

（2）延長混凝土強度設計齡期，優化配合比，減少溫差裂縫和收縮裂縫的機率。

（3）嚴格控制混凝土出站質量，滿足施工要求的坍落度和和易性。

（4）施工中池壁墻體兩側加設防裂網，這是一項十分重要的防裂措施。

（5）嚴格控制混凝土澆筑程序，重點部位實行二次振搗工藝。

（6）執行晚拆模早養護的帶模濕養護工藝。濕養護時間不得少于 14d，使膨脹劑充分水化，起到補償收縮的作用。

[1] 趙順增，游寶坤．補償收縮混凝土裂滲控制技術及其應用[M]．北京：中國建筑工業出版社，2010: 203-219．

[2] 趙順增，劉立．高性能混凝土膨脹劑及其應用[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2012, 4: 7-11．

［通訊地址］河北省滄州市海河西路 16 號（061113）

許振財（1990—），男，滄興商砼渤海新區有限公司實驗室主任。