薄壁混凝土水池渗漏原因分析及控制措施

薄壁混凝土水池渗漏原因分析及控制措施【摘要】分析薄壁混凝土水池渗漏产生的原因，从混凝土选材及混凝土配合及施工工艺及工程质量控制关键点等方面提出渗漏的控制措施。【关键词】薄壁混凝土水池；渗漏原因；混凝土配制；施工措施薄壁混凝土水池是工业工程、及水利工程中的常见构筑物，由于混凝土自身的特性及水池构造、施工的特点，减小和控制渗漏成为工程质量控制的关键和重要技术问题。根据对混凝土性能的研究，结合工程实际，就薄壁混凝土水池的渗漏控制进行分析，并总结相关的防止措施。1.水池渗漏原因分析造成水池渗漏的原因主要有两方面：施工因素和混凝土本身的因素。1.1施工因素是指施工组织的不合理和施工质量控制关键点质量控制不到，形成人为的渗漏通道，在工程蓄水后出现集中渗漏点。施工原因形成的渗漏有：（1）施工缝渗漏主要因为施工缝老混凝土处理不好、新老混凝土结合不好，施工缝止水措施不倒位造成。（2）预埋件、套管周边渗漏因为预埋件周边混凝土不密实、没有配套设止水环造成。（3）下部混凝土不密实形成渗漏通道下料高度太大、没有缓降措施，下部混凝土离析，振捣不够，使仓下部的混凝土容易产生堆石、缺浆，形成渗漏通道。（4）池壁模版拉杆与混凝土未能紧密结合形成渗漏通道。1.2混凝土自身的因素混凝土在凝结固化过程中及后期养护过程中，因为混凝土收缩、温差等原因引起的裂缝，造成水池渗漏。包括：（1）薄壁混凝土结构温度应力产生的裂缝混凝土热性材料。在刚浇筑后不久，在混凝土的于水泥水化反应阶段，混凝土总体温度逐步上升，其外部温度收周围环境温度影响较大，当外部气温较低时，其外部降温较快，因其热惰性影响，内部温度下降较慢，形成内外温差，温差过大就会导致结构内外温度变形不一致，外部混凝土对内部混凝土变形形成约束，表面产生拉应力，当该应力超过混凝土抗拉强度时就产生了裂缝。在新老混凝土结合情况下，由于新老混凝土的浇筑老化时间阶段的差异，在新混凝土的降温阶段，新混凝土的收缩变形收到老混凝土的约束，产生拉应力，新旧混凝土的时间间距越长、降温幅度越大约束越明显。（2）混凝土结构的收缩裂缝形成渗漏混凝土收缩包括塑性收缩和干缩，两者都是因为混凝土中水分的建设而引起的体积收缩。塑性收缩一般在浇筑后4-5h左右，因为水泥水化反应，混凝土出现泌水和水分子快速蒸发，混凝土产生收缩，此时混凝土因自重下沉，形成塑性收缩裂缝。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间，环境温度、风速、相对湿度等等。干缩是在混凝土硬解以后，随着水分蒸发，体积缩小，因表层水分损失较快，内部水分损失较慢，从而表面收缩大与内部收缩，形成不均匀收缩，这种表里不同步的变化，使混凝土表面产生拉应力，当拉应力答应混凝土抗拉强度时，便产生收缩裂缝。2.合理配置混凝土是降低和控制渗漏的基础措施2.1原材料选择（1）水泥采用低发热及泌水性小的水泥。一般使用不低于32.5级普通硅酸盐水泥，也可使用火山灰水泥、粉煤灰水泥。（2）砂采用洁净的中砂。粗砂，容易使拌合物泌水，不宜使用。砂中含泥量对混凝土的抗渗性影响显著，因此应严格控制砂的含泥量，不超过3%。（3）石应使用连续级配的卵石或碎石，有利于减少水泥用量，从而降低水化热，减少温度裂缝的发生。根据结构厚度及钢筋间距合理控制最大粒径，以利于施工振捣密实和钢筋与混凝土的结合，避免石块架空。（4）外加剂使用减水剂改善拌合物的和易性，减少水泥用量，降低水化热。使用膨胀剂，不仅替代部分水泥，降低水化热，其膨胀性能还可以抵消结构由于干缩、冷缩、化学收缩产生的拉应力，从而防止或减少收缩裂缝的出现。在工程实践中曾使用UEA膨胀剂，掺入量一般控制在为水泥用量的8%-12%。2.2混凝土配合比的确定（1）和易性要求当采用泵送混凝土是，塌落度应在15cm以上，当采用一般混凝土，用于水池地板、顶板的塌落度应为3-5cm，用于池壁的应为7-9cm.（2）水泥和外加剂用量为防止混凝土出现温度裂缝和收缩裂纹，应降低水泥用量，为了保证必要的和易性，满足施工要求，就需要掺用减水剂。据相关研究，掺JM-2型减水剂的水泥基材早期水化热仅为水泥桨体的七分之一。利用膨胀剂（常用的膨胀剂为UEA）制成膨胀水泥，不但可以减少水泥用量，降低水化热，阻止混凝土中温度裂缝的出现，还可以产生膨胀能抵消结构由于混凝土收缩产生的应力。膨胀剂的掺用量一般为水泥用量的10%左右。当采用32.5级水泥时，水泥用量不应低于300kg/m3以保证达到混凝土设计要求，但不能高于500kg/m3。（3）控制水灰比水灰比过大，混凝土含水量大，收缩率就大，抗渗性也较差。均衡控制收缩率和保证和易性的需要，一般应控制0.55以下，并根据混凝土设计强度和水泥标号经计算和实验确定。（4）配合比最终配合比应优化各种参数，根据实验，综合满足施工性能、强度要求、抗渗等级的要求确定。3.减小渗漏的施工措施3.1立模和拉筋的使用。立模要牢固、结合紧密，支撑牢靠，避免因模版变形和漏桨引起水池漏水。当采用拉筋固定内外模时，要在拉筋中间焊接止水环，且以方形止水环为更好、拉筋的中间部分（长度约小于混凝土壁厚4-6cm），在拆模后永久留在混凝土中。拉杆两端，位于水池壁内外侧表面位置以内设3cm*3cm的橡胶垫块，拆模后剔除，形成凹陷，用膨胀混凝土填塞补密实。要做好拉杆及止水环的清污，防止渗漏通道形成。3.2混凝土浇筑控制下料高度，避免混凝土分层离析。在某县的1000吨清水池施工中，下料高度约2.5米，因缓降措施没有跟上，试水是水池的下部多发渗漏点。严格控制拌合物的自由下料高度不大于1.5米。对于高仓浇筑，考虑到使用串筒缓降受钢筋影响操作不变，易失控，建议采用模版开侧孔或分层支模浇筑。各层混凝土浇筑时间要控制在初凝时间以内，防止冷缝发生。振捣要细致，防止漏振、欠振。振捣棒宜插入下层混凝土中5-10cm，以保证接层部位混凝土的质量，每次投料后应从底层开始，渐渐上移进行振捣，以避免拌合物离析。要严格控制振捣时间，以混凝土开始泛桨和不冒气泡为准，不要欠振或超振。3.3控制混凝土的入仓温度。合理安排浇筑时间，选在春秋浇筑，夏季时应早晚浇筑。冬季施工应做好混凝土的保温措施，控制入仓温度，以不低于12度为宜。3.4施工缝的处理整体式混凝土水池一般不能一次浇筑完成，可分两次浇筑：线浇筑池底与支柱、再浇筑池壁与池顶，或分池底、池壁、池顶三次浇筑。池壁与底板施工缝应高于底板30cm以上，池壁与底板间有斜角的应设在高于斜角15-20cm处。施工缝应设置止水带，上下各埋一半，止水带应固定牢靠，两段止水带的搭接长度应不小于2cm，双面焊接，止水带应除油去污。对施工缝处的老混凝土，应凿除乳皮，石子裸露一半，利于结合。可在浇筑混凝土前，先铺1-2cm与混凝土同标号的水泥砂浆。3.5套管及预埋件的处理水池因其用途需要，常设置多个过水管道，在水池浇筑时需要预埋防水套管，有时还设置其他预埋件。防水套管应固定牢靠，位置准确，应专门架设支撑钢筋焊接固定，套管及其他预埋件应加焊止水环，止水环及套管与混凝土接触面应除油去污。预埋件穿过模版处要堵塞严密，不得漏桨。施工缝穿过套管时，位置应不低于套管三分之一高度，利于套管周边混凝土浇筑振捣密实。3.6浇筑后的保养包括洒水养护和保温。混凝土初凝后即应洒水养护，拆除模板后也应定时浇水，以保持表面湿润，为防止出现干缩裂缝及温度裂缝。高温季节施工时，最好设喷淋装置，不间断洒水。宜覆盖薄膜、草帘等进行保湿，同时可起到低温季节保温和消减昼夜温差作用。4.结语施工原因造成的渗漏，通过严密组织、合理施工，完全能够消除，但是混凝土结构温度裂缝和收缩裂缝形成的渗漏，就目前技术而言，不能消除，只能减少和控制在允许范围内。根据工程实践，合理选用原材料，并合理使用外加剂、外掺料，加强施工工艺控制，采用正确的浇筑方法，做好几个质量控制关键点的质量控制，可以有效的控制和减少水池的渗漏水量，满足设计和规范要求。作者简介：李盈，女，1976年8月出生，陕西省泾阳县人，大专学历，助理工程师。工作单位：泾阳县自来水公司，从事供水工程项目建设管理工作。参考文献：[1]王平，薄壁混凝土结构裂缝成因分析及防止措施[J]科技创业家下旬刊2013（12）[2]王振红、朱岳明，于书萍薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究（J）西安建筑科技大学学报2007（12）[3]陆士强，膨胀剂在大体积混凝土和薄壁混凝土中的应用。全国建筑科学核心期刊2001第2棋总第136期