浅谈污水处理厂抗渗混凝土施工

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【摘要】：如何解决池类结构的防渗抗裂，是水处理厂工程建设中最为关键的问题。从结构形式到施工工艺以及细部处理，多种措施并重，多项技术的采用，才能较好的解决污水处理厂工程中的问题，针对污水处理厂抗渗混凝土施工中常见问题做出大量分析后提出处理措施。

【关键词】：污水处理厂；混凝土施工

中图分类号： U664.9+2 文献标识码： A 文章编号：

1.原材料使用

1.1水泥

由于普通硅酸盐水泥（P.O）具有耐腐蚀、抗碳化、抗冻、抗渗等综合性能较好的特点，在污水处理厂构筑物施工中被普遍采用。为降低混凝土的碱活性骨料反应，应控制混凝土原材料中的碱含量，将每立方米混凝土的总碱含量控制在3kg以内。

1.2砂

采用细度模数为2.3--3.0，含泥量小于3%的中砂，可使混凝土具有良好的和易性、泵送性，并提高混凝土强度及密实度，改善混凝土的抗渗性能。抗渗混凝土细骨料不宜采用对钢筋有腐蚀作用的海砂。

1.3碎石

尽可能采用连续粒级碎石，以改善混凝土的和易性及泵送性能。碎石最大粒径，要小于泵管直径的1/4。为达到抗渗要求，抗渗混凝土一般都掺加具有减水、引气性能的外加剂，以保证混凝土的抗渗性能。砂石使用前要测定含水率，严格按配比要求生产混凝土。

2.模板制作安装

2.1穿墙螺栓

为保证混凝土的抗渗性能，加固模板的穿墙螺栓应具有止水功能。一般采用在螺杆中间焊接100 × 100 × （1--2）mm钢板阻断渗水通路的方法，做法见图1。经两个污水处理厂施工过程的统计，抗渗混凝土穿墙螺栓实际渗水率一般在1.5--2%之间。通过对穿墙螺栓止水片焊接质量的控制，可将渗水率控制在1%以内。虽然百分比的数值较小，但中型污水处理厂所用具有止水功能的穿墙螺栓一般要达到几万根，渗水点的绝对数量是很大的，因此，在保证混凝土浇筑安全的前提下应尽量减少穿墙螺栓的使用量。螺栓杆与混凝土形成光滑的渗水通路，止水片几乎承担全部止水功能，止水片的焊接质量十分关键。为达到较好的止水效果，可将止水片边缘向临水面弯曲45度或在穿墙螺杆上焊接两道止水片。制作过程中，应定期对止水片的焊接质量进行油渗透检验。两个污水处理厂穿墙螺栓止水片焊接质量检验情况及螺栓孔实际渗水率统计，图形的前半部分是对某污水处理二厂抗渗混凝土穿墙螺栓止水片进行控制的效果，尤其最后施工的反应池效果更加明显。通过对止水片焊接质量的检验，督促操作人员加强责任心，提高焊接质量。应控制混凝土的拆模时间，过早拆模会破坏止水片与混凝土的结合，人为造成渗水通路。另外，过早拆模会使混凝土表面失去潮湿环境，加剧混凝土裂缝，因此拆模应尽量延后。应采用气割或锯割的方式去掉螺栓多余部分，不能用套管反复弯曲，以免破坏螺栓的止水功能和螺杆周围的混凝土。螺栓孔清理干净并浇水湿润后，用1:3防水砂浆掺入水泥用量6--8%的膨胀剂，搅拌均匀，堵孔后要压实擀光，养护期不应少于14天。螺栓孔数量多，分布面积大，多分布在垂直的立面，养护比较困难。可用粘土加水拌成胶泥状封住螺栓孔以达到养护的目的。只有保证穿墙螺栓孔砂浆质量，才能有效防止污水过早腐蚀螺栓，破坏混凝土。提高抗渗混凝土的质量、降低施工成本是承包商追求的目标，我们应寻找成本较低、质量更好、操作容易的螺栓制作、安装和堵孔方法。其中一种方法是去掉止水片，用2--3cm直径的半硬质塑料套管套住穿墙螺栓，套管长度至少应等于墙体宽度与两侧模板宽度之和，透过模板与模板外表面齐平。混凝土浇筑完成后，取下螺栓及套管，以重复利用穿墙螺栓。对螺栓孔进行相应的毛化处理，吹净孔内尘粒，浇水湿润，然后用干硬性纤维水泥加适量膨胀剂的方法打孔。通过对某日处理量12万吨/日的中型污水处理厂的2个初沉池、2个反应池、4个二沉池穿墙螺栓两种制作方法的比较，后一种方法至少可降低成本50%，节约18万元以上。

图1 穿墙螺栓的做法

2.2模板制作安装

构筑物混凝土多为清水混凝土，一般不进行外装修，混凝土外观质量很重要。污水处理厂构筑物基础、墙体多为规则的几何形状，埋入地下的基础或直形池壁应尽量采用普通钢模板或定型钢模，以降低成本。圆型池壁应尽量采用易于弯曲成型、表面光滑、单块面积较大的竹木胶合模板或定型钢模板。竹木胶合板可减少拼缝并使弧度平滑，但钢度较差，成本较高，造成木材的极大浪费。竹木胶合板的加强木方间距应经过计算确定，防止木方间距过大，造成混凝土墙壁表面因涨模而呈波浪形影响混凝土外观。据实践经验，当使用8mm厚的竹胶合板作为直形墙壁的模板时木方间距不应超过20cm。模板缝隙应用胶带或密封条封闭，防止漏浆影响混凝土外观。施工过程中注意保护橡胶止水带，防止刺伤、撕裂橡胶止水带，尤其注意保护止水带上的膨胀止水条，否则将降低止水性能。模板支撑系统要计算确定，既要防止浪费，又要避免因支撑不牢出现崩模、涨模等问题。模板支撑所用钢管一定要与扣件结合紧密，应检查所有扣件与钢管的锁定情况，防止由于扣件不牢固造成模板变形，从而影响混凝土质量。墙体浇筑时要考虑墙体内外支撑面承载能力的差异，承载力较弱的一侧要做好加强支撑，防止不均匀沉陷造成墙体倾斜。高墙体混凝土浇筑时，底部侧压力很大，为防止底部崩模、胀膜，应使用加强扣件，如普通扣件不能满足要求，可自制扣件，不应将扣件叠加使用，这种自制扣件有良好的抗变形性能，某工程墙体模板下3--5层穿墙螺栓使用了这种扣件，未出现胀膜、跑模现象。构筑物变形缝是混凝土分区浇筑的自然界线，一般都设有橡胶止水带。支设模板时应将止水带固定，并使其平直、舒展，以保证止水带两侧混凝土密实。

3.裂缝控制

混凝土裂缝是影响混凝土抗渗性能的重要因素，抗渗混凝土施工中应采取各种措施减少混凝土裂缝。混凝土裂缝种类较多，常见的裂缝有温度裂缝、沉陷收缩裂缝和干缩裂缝。

3.1温度裂缝

3.1.1产生原因

混凝土水泥水化过程中内部积聚大量热量，内外温差较大，产生了很强的温度应力。当温度应力突破混凝土约束应力时，混凝土就会产生裂缝。裂缝会逐渐发展，甚至是穿透混凝土。温度裂缝开始时可能渗水，但随着时间发展，大部分裂缝会逐渐愈合，一般对结构的使用不会构成威胁。混凝土的内部温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。随着水泥用量增大和混凝土厚度的增加，混凝土内部温度会升高，温度应力增大，产生裂缝的可能性也越大。

3.1.2预防措施

掺加少量的粉煤灰代替水泥可减少水泥水化而产生的水化热。实践证明，混凝土中按比例掺入粉煤灰不但能代替部分水泥并减少水化热，还可起到作用，提高混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，改善泵送性能。粉煤灰中的活性Al2O3、SiO2与水泥中析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加混凝土的密实度。在混凝土中掺加具有减水、缓凝作用的外加剂，不但可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性，还可以减少用水量并提高强度。减少用水量可使混凝土水化热不至于过分集中，从而减少温度裂缝。模板可减缓混凝土表面散热速度，减小混凝土内外温度差，从而减少混凝土温度裂缝，因此在混凝土浇筑完毕后，不要急于拆模。构筑物墙体一般较薄，混凝土内部热量积累不多，温度裂缝较少，而在大体积基础混凝土上较多，因此应采用覆盖养护，防止内外温差过大。

3.2沉陷收缩裂缝

3.2.1产生原因

钢筋混凝土现浇结构中，有一种中间宽、两端窄的水平裂缝，多产生在钢筋密集、截面及高度变化较大的部位。主要是由于混凝土流动性差，不同时间浇筑的混凝土物理性质差别较大，混凝土下沉密实过程中受到钢筋、模板限制造成的。

3.2.2预防措施

严格控制混凝土中各种原材料的比例，在满足泵送和浇筑要求的前提下，严格控制混凝土单位用水量，尽可能减小混凝土坍落度。掺加适量外加剂改善混凝土性能。控制混凝土搅拌时间，防止搅拌不均匀造成混凝土物理性能的较大差异。浇筑过程中下料不能太快，并充分振捣，防止混凝土堆积及振捣不充分。

【参考文献】：

【1】《建筑施工手册》(第4版)编写组.建筑施工手册[M].第4版缩印本;北京：中国建筑工业出版社,2003.