大型污水池超长薄壁混凝土结构裂缝控制探讨.pdf

图3 动态摩擦系数衰变规律改性沥青不仅存在骨料表面的快速磨光现象，骨料脱粒及掉渣现象突出，温拌环氧沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土抗滑系数衰减至养护规范要求的磨耗周期分别7 h、4 h，环氧沥青的抗滑寿命是SBS改性沥青1.75倍，略低于规范要求值后会长期处于恒定状态。SBS改性沥青试验磨耗过程脱落显著，与胶结料粘结力差紧密相关，是路面需定期养护维修根本原因。4 结论（1）后掺法温拌环氧沥青混合料拌和温度控制在110130内，是一种低碳的隧道路面铺装材料。（2）环氧沥青混凝土马歇尔稳定度可超过90 kN，劈裂强度可达3.76 MPa，70动稳定度高达86 480次/mm，同比条件下，抗滑衰减是SBS改性混合料的1.75倍。（3）温拌环氧沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土抗滑系数衰减至养护规范要求的磨耗周期分别7 h、4 h，环氧沥青的抗滑寿命是SBS改性沥青的1.75倍，且略低于规范要求值后会长期处于恒定状态。参考文献1 晏永.环氧沥青混合料性能评价及施工关键技术研究D.昆明:昆明理工大学,2017.2 马永,孙武云,赵雁宾,等.环氧沥青混合料后掺法工艺正交试验及性能研究J.公路交通技术,2021,37(5):1723.3 交通运输部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E202011M.北京:人民交通出版社,2011.4 李菁若,张东长,谭巍.粗骨料的抗滑耐磨性能评价新方法J.公路交通科技,2016,33(12):7.大型污水池超长薄壁混凝土结构 裂缝控制探讨康 静，帅耀东，尤彬锋（中信建设有限责任公司，北京 100027）摘要 为探索膨胀混凝土加强带在控制超长薄壁混凝土结构裂缝方面的工程效果，以某综合污水处理厂拟建1号电子废水综合处理车间为例，针对工程实际提出“补偿收缩混凝土+膨胀加强带”的裂缝控制方案，并对微膨胀混凝土配合比设计及施工控制要点展开分析探讨。结果表明，补偿收缩混凝土+膨胀加强带的方案具有较好的裂缝防控效果，可在大体积混凝土结构施工中推广应用。关键词 大型污水池；超长薄壁；裂缝；膨胀加强带 中图分类号TU 74 文献标志码B 文章编号1001-523X（2023）08-0140-03DISCUSSION ON CRACK CONTROL OF SUPER LONG AND THIN WALL CONCRETE STRUCTURE FOR LARGE SEWAGE TANKKang Jing，Shuai Yao-dong，You Bin-feng AbstractIn order to explore the engineering effect of expansive concrete reinforcement bands in controlling cracks in ultra-long and thin-walled concrete structures,taking the proposed 1 号 electronic wastewater comprehensive treatment workshop of a comprehensive sewage treatment plant as an example,a crack control scheme of compensating shrinkage concrete+expansive reinforcement bands is proposed based on the actual engineering situation,and the key points of mix design and construction control of micro-expansive concrete are analyzed and discussed.The results show that the scheme of compensating shrinkage concrete+expansion reinforcing belt has a good crack prevention and control effect,and can be widely applied in the construction of mass concrete structures.Keywordslarge sewage tank;ultra long thin wall;cracks;expansion reinforcement belt混凝土结构早期裂缝控制始终是混凝土质量控制的重难点所在，特别是大体积超长薄壁混凝土结构，主要通过施工缝或永久伸缩缝释放温度应力，但预留施工缝过程复杂，更不利于防水抗震。当前，一些大型混凝土结构采用临时性伸缩缝（即后浇带）控收稿日期：20230317作者简介：康静（1983），男，河北保定人，高级工程师，主要研究方向为工程管理、房建和市政工程结构施工。安全质量建 筑 技 术 开 发 141Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月制裂缝，此类缝保留一段时间后填充封闭，最终后浇带为连续的无缝整体结构。但是这种后浇带设置后只能部分解决结果沉降差并消散水化热温升膨胀后的拉 应力。1 工程概况某综合污水处理厂1号电子废水综合处理车间建筑面积15989.23 m2，建筑高度14.25 m，为超长薄壁钢筋混凝土结构，均采用桩基础。根据GB 500102010混凝土结构设计规范，与土壤直接接触的独立柱和条形基础、地下室筏形和外墙及上部有覆土的地下室顶板以及地上外露的混凝土构件均为二类B结构，卫生间等室内潮湿环境的混凝土构件为二类A，室内干燥环境混凝土构件为一类。抗震烈度为7度，安全等级为二级，抗震设防等级为三级，设计使用年限为50年。本工程1号电子废水综合处理车间混凝土施工任务安排在冬季，全部混凝土标号均增加1个等级，并备足保温防护措施，对冬期施工混凝土加强保温养护。2 裂缝防治方案2.1 裂缝防治对于底板及侧墙板式结构超长薄壁混凝土结构裂缝，应采用“补抗放兼用，以补为主”的处治思路1以及“补偿收缩混凝土+膨胀加强带”的施工工艺。（1）“补”就是在混凝土中掺加膨胀剂并设置2.03.0 m宽的后浇式膨胀加强带，通过混凝土膨胀抵补其收缩；膨胀加强带混凝土必须在施工区混凝土浇筑完成714 d后浇筑，混凝土14 d限制膨胀率应控制在2.510%4%5.010%4%。（2）“抗”就是重新合理布筋并对薄弱处加强配筋，避免收缩裂缝的发生。（3）“放”就是将该大型污水池超长薄壁结构划分成若干施工区，通过采用分块跳仓浇筑措施，释放部分热量，使混凝土结构自由收缩。设置膨胀加强带以控制超长薄壁混凝土结构裂缝的技术原理在于，将适量膨胀剂掺入加强带内，膨胀剂和水泥发生化学反应后使混凝土微膨胀，在钢筋及相邻结构的限制下，混凝土内将产生0.20.7 MPa的压应力，抵消混凝土结构温缩、干缩拉应力，预防结构裂缝的发生。通常情况下，应将膨胀加强带设置在混凝土结构收缩应力最大的区域2；对于伸缩缝距离过长或连续无缝施工的混凝土结构，应在合理部位增设膨胀加强带。各施工区均使用低膨胀率补偿收缩混凝土，并按设计要求增设2.0 m宽的膨胀加强带，持续养护7 d后填充高膨胀率补偿收缩混凝土材料，加强养护714 d，确保混凝土充分膨胀以抵补混凝土干缩应力。与传统后浇带设计思路相同3，该大型污水池超长薄壁无缝设计也需要设置钢片止水带，但回填时间比传统后浇缩缝短30 d左右，工期节省。2.2 膨胀加强带的设置根据GB 500102010混凝土结构设计规范，应用普通混凝土浇筑超长薄壁混凝土结构时，钢筋混凝土结构伸缩缝间距应控制在2030 m，而应用补偿收缩混凝土时，则可适当延长浇筑时间；按照JGJ T1782009补偿收缩混凝土应用技术规范，补偿收缩混凝土浇筑长度应延长至60 m以上，具体规定，见表1。表1 补偿收缩混凝土浇筑长度结构类型 结构长度L/m 结构厚度H/m浇筑方式构造形式墙体L60连续浇筑L60间断浇筑 后浇式膨胀加强带板式结构L60连续浇筑601.5间断浇筑后浇式间歇膨胀加强带L120间断浇筑后浇式间歇膨胀加强带3 配合比设计混凝土配合比由商品混凝土供应单位根据现行的JGJ 552011普通混凝土配合比设计规程以及技术部提供的混凝土强度等级及各种技术指标确定。混凝土强度必须满足国家现行GB/T 501072010混凝土强度检验评定标准的有关规定。根据施工季节和气候条件，以及所使用的原材料，通过计算和试配确定各种材料的用量，包括粉煤灰、缓凝剂、高效减水剂、泵送剂等其他外掺剂的用量，同时确保混凝土的可泵送性。根据JGJ T1782009补偿收缩混凝土应用技术规范，板式结构及墙体、梁体结构补偿收缩混凝土限制膨胀率应分别在1.510%4%和2.010%4%以上，膨胀加强带收缩混凝土限制膨胀率则应在2.510%4%以上。该大型污水池混凝土结构底板厚度大，墙体高，为将混凝土开裂风险降至最低，必须对不同部位限制安全质量建 筑 技 术 开 发142 Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月膨胀率做出严格限定。采 用 工 程 所 在 地 B T 新 材 料 有 限 公 司 提 供HMER型膨胀剂，该型号膨胀剂碱含量在0.5%以下，膨胀效能比二代膨胀剂高，对侧墙混凝土补偿收缩效果更好，对掺合料的二次反应有促进作用，还能改善大掺量矿物掺合料混凝土贫钙问题，增强混凝土结构的抗碳化、抗渗性能。与底板混凝土相比，污水池墙体混凝土发生开裂的可能性更大，为此必须加强其膨胀性能受矿粉影响的分析，配合比及不同矿粉掺量下补偿收缩混凝土膨胀性能的检测结果，为保证试验结果的准确性，在试验开始后筛除混凝土中的石子。根据表中结果，矿粉掺加后混凝土膨胀效能大幅降低，且矿粉掺量为30%时，对混凝土膨胀的抑制效果最好。考虑到该污水池工程外购商品混凝土拌和站会掺加20%左右的矿粉，能补偿50%左右的收缩混凝土膨胀，故在侧墙、顶板等结构补偿收缩混凝土中并未掺加矿粉。最终确定的施工配合比，见表2。表2 污水池超长薄壁混凝土结构施工配合比强度及抗渗等级水泥：矿粉：粉煤灰：砂：石：水：HME：PCA（）外加剂砂率/%施工部位C35 P624840797101111168324.839底板C40 P63250636901127160345.538侧墙及顶板C40 P62734364685111816452：5.638底板膨胀加强带C45 P63310676621128158546.337侧墙及顶板膨胀加强带4 施工控制要点及效果4.1 混凝土浇筑采用设计输送能力25 m3/h的HBT60型输送泵运输混凝土，并在输送泵相应位置增设信号灯，便于换管时及时通知后台停止送料。低温季节浇筑时应将入模温度控制在5以上。为避免增加混凝土泵送难度，不同等级混凝土不得混淆输送；膨胀加强带处不同强度混凝土应改用塔式起重机运输。该1号电子废水综合处理车间污水池混凝土浇筑时应将入模坍落度控制在1418 cm，还应加强浇筑落差控制，避免混凝土离析以及石子重力过大引发不均匀沉缩裂缝。浇筑期间下料速度也不应过快，并保证浇筑过程的连续性，防止冷缝出现。4.2 混凝土养护为防止污水池超长薄壁混凝土板式结构发生塑性开裂，必须在抹面后结构表面初变干前覆盖养护；如果施工温度过高或风速过大，则应在浇筑结束后抹面前在混凝土结构表面适量喷洒水分蒸发抑制剂，控制因水分过快蒸发而引起塑性开裂。底板补偿收缩混凝土达到初凝状态并抹面后，应在浇筑膨胀加强带前，通过薄膜覆盖养护，养护龄期控制在14 d以上。侧墙补偿混凝土浇筑结束后，应带模养护，并在浇筑完膨胀加强带后在顶端增设多孔淋水管，待补偿混凝土达到脱模强度后将对拉螺栓拧松，确保侧墙和模板之间形成23 mm宽的缝隙，以使上部淋水顺利流进模板和侧墙之间。拆模后还应继续覆盖养护，直至达到设计强度。4.3 现场监测结果为保证大型污水池超长薄壁混凝土结构安全及施工效果，在工程现场展开监测。具体而言，在膨胀加强带部位共设置12个测点，分别位于顶板、侧墙施工区及侧墙加强带、底板施工区及底板加强带内。待混凝土浇筑结束12 h后，连接并调试应变采集仪，确保达到初始平衡状态后按24 h的时间间隔采集数据，每次采集20组。根据数据绘制各施工部位应变变化曲线，根据变化趋势看出，膨胀加强带混凝土拉应变最大为141.05106，混凝土压应变最大值为206.9110-6 ，均远小于21310-6 的C45P6混凝土极限拉伸应变，结构处于安全状态。5 结束语综上所述，该综合污水处理厂1号电子废水综合处理车间污水池超长薄壁结构以HME膨胀剂为补偿收缩混凝土膨胀源，应用补偿收缩混凝土加膨胀加强带无缝施工技术后，因施工方案合理适用，施工过程控制得当，工程质量有保证，且工期大幅提前。废水处理车间大型污水池竣工投运后至今已逾2年，混凝土结构主体无明显裂纹和渗漏迹象，也为类似大型超长薄壁混凝土结构裂缝控制提供了可借鉴经验。参考文献1 李晓峰,吴芝燕,杨赞平,等.基于膨胀加强带超长超宽混凝土结构裂缝控制技术探究J.建筑技术,2022,53(12):16521656.2 刘强,郝赫,李小鹏,等.大体积混凝土微膨胀加强带快速施工技术J.建筑技术,2022,53(6):694696.3 贺勃涛,冯浩,梁新凯,等.膨胀加强带在超长结构中的应用J.建筑结构,2022,52(S1):14641468.