大型钢筋混凝土水池的裂缝成因和裂缝控制的研究

马高强 罗坤生 朱俊松

摘要：大型钢筋混凝土水池池壁的裂缝控制，一直以来都是困扰着水池建筑人员的重点问题。本文针对大型钢筋混凝土水池的裂缝成因进行了分析，并通过原料、设计、施工三个角度对水池裂缝的预防提供了建议，希望能够给施工单位，在进行大型钢筋混凝土水池建设时提供参考。

关键词：钢筋混凝土；大型水池；裂缝控制

引言：

钢筋混凝土水池作为特种结构，一直以来施工简单、成型方便、造价低都是其最突出的特点，与此同时还具有着较好的防渗、防腐蚀和耐久性能，这也是其使用较多的原因。但长期以来，钢筋混凝土水池的裂缝一直是困扰着水池施工人员的最主要问题，通过对水池裂缝的成因进行分析，并做好裂缝的预防工作在水池的建设是很有必要的。

1大型钢筋混凝土水池裂缝的成因

大型钢筋混凝土水池的裂缝形成原因主要有：温度变化引起的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝、沉陷引起的裂缝、施工方法不当引起的裂缝四种[1]。混凝土在固化的过程中，会释放出大量的水化热并在水池表面产生拉应力，固化后水池在降温拉应力也会随之生成，气温的改变也是拉应力产生的原因之一。当混凝土的抗裂能力不足以抵抗这些拉应力时，水池就会产生裂缝。在施工过程中，混凝土会发生塑性、缩水两种收缩，塑性收缩的生成是因为受到钢筋阻挡，所以就沿着钢筋的方向出现裂纹。缩水收缩时，墙体内外的收缩不均匀，此时表面就会产生拉应力，当墙体所承受的拉应力超过抗拉强度时，水池就产生了裂缝。裂缝的产生也与地基的土质不均匀或是松软有关，当水池发生沉降是，也会造成裂缝的产生。在冬季，由于模板的刚性较差，支撑间距过大或是支撑底部松动，此时都会造成沉降，这也是水池裂缝的产生的原因。施工不当引起裂缝的原因主要有：浇筑内部出现空洞、麻面、蜂窝，这主要是因为混凝土的搅拌不均，而导致裂缝的形成；预埋件固定效果好较差，止水钢板的焊接没有做好，当受到外力时产生松动，最终导致裂缝产生；绑扎钢筋时保留层未设置或是设置不当，最终引起裂缝产生；裂缝产生也会由于混凝土的配比不符合标准，其固化的强度不高而产生。

2大型钢筋混凝土水池裂缝的控制措施

2.1从原料角度进行控制

在对水池裂缝进行控制中，对建材的控制是最主要的[2]。在进行浇注水泥的选择时，适合选择的水泥为由硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细和矿渣构成的低热矿渣硅酸盐水泥。这种水泥的铝含量低，固化时的水化热较少，利于水池的抗裂。水泥的用量也要尽可能降低，虽然水池的池壁较薄，但固化初期的升温还是可能产生裂缝，所以在保持水池的强度同时，应该尽可能的降低水泥的用量。大型钢筋混凝土水池在建设时，通常使用泵进行混凝土连续浇筑，这时控制混凝土的水灰比和含砂量是很重要的，含砂量是保证混凝土的流动性和水泥用量关键原料，混凝土的强度得力于合适的水灰比支撑。合适的外加剂也是保证混凝土质量的重要因素，外加剂的种类主要包括有减水剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂、早强剂等。减水剂和膨胀剂是最常用的混凝土外加剂，减水剂的主要作用是维持混凝土的坍落度基本不变，同时尽可能的减少拌和用水量的外加剂，而膨胀剂的添加则起到补偿混凝土缩水收缩、密实混凝土、提高混凝土抗渗性的效果。

2.2从设计角度进行控制

从设计的角度进行水池裂缝的控制，主要的方法有减少水池的边界限制、设置后浇带、加强构造三种。伸缩变形产生的应力是难以通过结构强度抵抗的，同时也需要花费大量的资金。从设计上避免裂缝产生的绝佳方法，是在水池建筑过程中减少对水池的边界约束，确保水池能够在发生形变时自由伸缩，以此来释放应力。为了在建筑中为防止现浇混凝土结构在自身收缩不均时产生裂缝的变形缝，就需要使用后浇带技术，后浇带技术首先是先将整体水池划分为若干组成部分，在各部分固化收缩之后，再浇捣施工缝混凝土，最终将分散水池连成一个整体。设置后浇带后，混凝土可以进行自有收缩，收缩应力得到了较好的控制，从而提高了水池对温度变化的抵抗能力，后浇带的保留时间一般为40天。加强构造时首先要保证结构配筋，同时也要重视构造筋的设置，水池的底部采用上下两层连续式配筋，对转角采用上下两层放射筋，在变截面转角处进行局部处理，增配抗裂钢筋，增配斜向钢筋和钢筋网片在空洞的周围。在钢筋的选择上，尽可能选用小直径的钢筋，铺设时尽量减小钢筋之间的间距。

2.3从施工角度进行控制

在进行水池施工中，避免裂缝形成的措施主要有：改善混凝土的浇筑和振捣、降低混凝土的出机温度、加强混凝土养护、注意防风和回填四种。通过改进混凝土的搅拌工艺，对提高混凝土的抗拉伸能力和强度都有很好的效果。如果混凝土在浇筑后进行二次振捣，钢筋下部产生的水分和空隙就能够排除，混凝土对钢筋的握裹力也会相应提高，因混凝土不均匀发生沉降而产生的裂缝的问题，能够得到较好的解决。混凝土所有的原材料中，水的比热容较大，但是所占的比例较小，而石子的比热容小，但所占的比例較大。对混凝土的温度影响最大的也正是这两种材料，所以降低水和石子的温度，是降低混凝土的出机温度最有效的办法。因为混凝土水化作用，混凝土在浇捣后，开始逐渐固化，而适宜的温度和湿度条件是水化所必须保证的条件，为保证混凝土具有适宜的硬化条件，确保其强度不断增长，有必要对混凝土进行适当的养护。对于水池，可以使用自动喷淋管进行养护，在养护的过程中要根据环境条件进行适当的调节。

总结：总的来说，为了防止水池裂缝产生，可以从原料、设计和施工三个方面同时入手，提高水池的抗拉伸强度。通过这些措施的预防，保证大型混凝土水池不出现裂缝，水池能够正常预期的时间完工并使用。

参考文献：

[1]路绳岩.浅谈钢筋混凝土水池裂缝的成因与控制[J].河南建材， 2012（6）：181-183.

[2]梁劲松.大型钢筋混凝土水池裂缝控制分析[J].广东建材， 2010，26（3）：51-53.