许振财，单世恒，张勇，杨文军，孙震

（沧兴商砼沧州渤海新区有限公司，河北 沧州 061113）

C50池壁混凝土防裂控制研究与实践

许振财，单世恒，张勇，杨文军，孙震

（沧兴商砼沧州渤海新区有限公司，河北 沧州 061113）

本文通过采取优选混凝土原材料，特别是选择优质膨胀剂，优化混凝土配合比、严格控制混凝土出站质量，严格执行施工中架设防裂网、充分振捣、晚拆模早养护等防裂措施，有效的避免了有害裂缝的出现，达到了预期的防裂抗渗效果。

池壁墙体裂缝；膨胀剂；混凝土配合比

0 引言

随着经济的飞速发展，工业蓄水池工程日益增多，对于混凝土的要求也日趋严格，特别是墙体的混凝土强度越来越高，进而带来墙体裂缝越来越多，如何减少甚至杜绝混凝土裂缝是值得工程技术人员研究探讨的一个重要课题。

沧州渤海新区污水处理池，长 40m、宽 20m，中间有隔墙，成”曰”字型。其池壁墙体混凝土强度等级 C50，抗渗等级为 P8。根据池壁墙体混凝土的防裂要求，进行了专项研究，在大量的试验基础上进行了材料优选、配合比优化。并与施工方密切配合，采取了增设防裂网、加强养护等多项防裂措施，收到良好的效果。

1 混凝土原材料的质量控制

现代搅拌站的混凝土其原材料种类较多，包括：胶凝材料：水泥，矿粉，粉煤灰，砂石料 Ⅱ 区中砂、5～10mm、10～20mm、16.5～32.5mm 的石子，减水剂，膨胀剂等。根据混凝土强度要求特别是混凝土防裂要求，经过多次试验和多年的使用经验，优选各种材料如下：

（1）临港金隅 P·O42.5 水泥，依据 GB/T 175—2007《通用硅酸盐水泥》标准，检验结果如表1。

表1 水泥性能检验结果

（2）矿粉采用沧州中铁装备制造材料有限公司生产的S95 级矿粉，依据 GB/T 18046—2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准，检验结果如表2。

表2 矿粉检验结果

（3）粉煤灰采用山东华能德州电厂 F 类 Ⅱ 级粉煤灰，依据 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准，检验结果如表3。

表3 粉煤灰检验结果

（4）砂石料中含泥量和泥块含量，降低了石子与砂浆之间的粘接力，弱化石子的界面结构，降低界面强度，特别是降低抗拉强度，容易使混凝土结构开裂。因此，对于砂石的含泥量和泥块含量按现行国家标准进行控制，检测结果如下：砂为绥中河砂，细度模数 2.6、含泥量 2.0%、氯离子含量 0.03%。石子为机制碎石，粒径 5～10mm（小石）、10～20mm（中石）、16.5～31.5mm（大石），粒型和粒径良好，压碎指标符合要求。

（5）减水剂为北京建工 AN400 型聚羧酸高性能减水剂，减水率为 28%；膨胀剂为武汉三源特种材料有限公司生产的“锦源”牌 FQY 型高性能膨胀剂，限制膨胀率为0.05%，实测结果符合使用要求。

2 优化混凝土配合比

水池墙壁混凝土结构为“薄壁长墙” 类结构，这种结构极易出现竖向裂缝，沿海地区多大风天气，更是加剧这种危害的出现。特别是强度较高的 C50 混凝土，温差裂缝、收缩裂缝更为严重，根据以上情况经设计、施工单位同意，把混凝土强度龄期改为 60d。减少了温差裂缝的机率；调整砂率和粗骨料级配。经过大量的试验，优化后的配合比及性能指标见表4。

表4 混凝土配合比

3 混凝土生产控制

（1）延长混凝土搅拌时间。为了使出站的混凝土拌合物的质量更均匀，我们在比常规泵送混凝土搅拌 40s 的基础上延长 20s，达到 60s 的搅拌时间。

（2）严格控制出站坍落度。根据 GB/T 14902—2012《预拌混凝土》的要求，泵送混凝土坍落度不应宜大于180mm，坍落度损失不宜大于 30mm/h，但该工程施工和监理方要求坍落度 (200±20)mm，坍落度损失不大于 20mm/h。因此我站严格控制出站混凝土坍落度在 220mm 以内，现场混凝土坍落度在 200mm 左右，监理单位对于运送至现场混凝土进行坍落度检测，没有发生混凝土坍落度过大、离析、泌水等质量问题。

4 混凝土现场浇筑与养护

现场补偿收缩混凝土的浇筑应按照 JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》、GB 50666—2011《混凝土结构工程施工规范》的技术要求，科学、规范组织施工，为此，我站与施工方共同研究主要控制要点如下：

4.1 加设防裂网

根据我们建议，施工时在池壁墙体内外侧加设了防裂钢丝网，有效地分散混凝土的拉应力，减少混凝土裂缝的产生。

4.2 振捣密实

振捣混凝土应使用高频振动器，振动器的插点间距为 1.5倍振动器的作用半径， 振动混凝土时，振动器应均匀地快插慢拔，插入下层混凝土 50mm 左右，每点振动时间 10～15s以混凝土泛浆不再溢出气泡为准，不得漏振也不可过振。

4.3 连续浇筑、避免冷缝

此工程连续浇筑方量较大，搅拌站应提前准备足量的混凝土原材料、人员、设备，保证每一区域连续浇筑不中断，避免出现施工冷缝，造成渗水隐患，混凝土接茬时间不得超过 2 小时。

施工方在混凝土浇筑前应充分考虑到各种不利因素，合理安排施工进度，完善技术措施，确保不出现“冷缝”。为确保质量做出了出现冷缝的处理预案。

4.4 侧墙拐角、变截面控制

侧墙拐角、变截面部位为施工重点区域，原因是变截面位置应力较为集中，通常是开裂多发部位，而且变截面位置浇筑、振捣较难控制，因此采用二次振捣的施工工艺，确保该区域混凝土质量。

（1）墙体下料起始点选择在拐角点位置，然后向两端加强带推进。严格控制混凝土流动性，保证泵送时混凝土流在拐角、变截面位置填充到位；

（2）在拐角、变截面位置应加强振捣，采用二次振捣的施工工艺，避免混凝土浇筑不密实等质量问题，具体做法是混凝土浇筑后 3～4h 混凝土接近终凝之前进行二次振捣，使混凝土达到密实。

4.5 拆模与养护

对于池壁这样的结构，特别是强度等级较高的混凝土结构，拆模与养护的时间与质量对防止裂缝的产生十分重要。池壁过早的拆模会因混凝土内外温差过大，导致收缩裂缝。湿养护过晚会因失水而产生混凝土收缩裂缝。因此，我们采取晚拆模早养护（带模养护）的措施。因此混凝土的拆模时间根据我们的经验侧墙拆模时间控制在 7d。

根据 GB/T 50146—2014《粉煤灰混凝土应用技术规范》要求保湿养护时间不宜少于 28d。湿养护对充分发挥膨胀剂的性能至关重要，有充足的水分才能充分发挥膨胀剂的效能，实现提高混凝土抗裂、抗渗的能力。

池壁混凝土终凝后松动固定模板的螺栓，在模板顶部浇水对池壁混凝土进行养护，应带模养护 7d，模板拆除后，应避免墙体暴露，受阳光直射，干燥太快易产生开裂，架设塑料花管 24h 不间断浇水进行养护（图 1），不少于 14d。

图 1 墙体养护淋水装置

由于工程进度要求的原因，没能实现 14d 的连续浇水养护，只浇水养护 7d，导致池壁墙体出现长度不等。宽度微细的裂纹。后来再次浇水养护，混凝土内部充分吸收水分，膨胀剂经连续湿养护，进一步水化、膨胀。经过一周的时间后，池壁墙体裂缝愈合了。

5 结论

通过本工程的研究与实践，对较高强度等级的自防水结构混凝土可采取以下措施，实现防裂抗渗的目的：

（1）优选混凝土的原材料，特别是选用高性能膨胀剂，实现要求的限制膨胀率。

（2）延长混凝土强度设计龄期，优化配合比，减少温差裂缝和收缩裂缝的机率。

（3）严格控制混凝土出站质量，满足施工要求的坍落度和和易性。

（4）施工中池壁墙体两侧加设防裂网，这是一项十分重要的防裂措施。

（5）严格控制混凝土浇筑程序，重点部位实行二次振捣工艺。

（6）执行晚拆模早养护的带模湿养护工艺。湿养护时间不得少于 14d，使膨胀剂充分水化，起到补偿收缩的作用。

[1] 赵顺增，游宝坤．补偿收缩混凝土裂渗控制技术及其应用[M]．北京：中国建筑工业出版社，2010: 203-219．

[2] 赵顺增，刘立．高性能混凝土膨胀剂及其应用[J]．膨胀剂与膨胀混凝土，2012, 4: 7-11．

［通讯地址］河北省沧州市海河西路 16 号（061113）

许振财（1990—），男，沧兴商砼渤海新区有限公司实验室主任。