補(bǔ)償收縮混凝土在紹興污水處理廠中的應(yīng)用

[摘要] 污水處理廠的各種水池皆為大尺寸薄壁結(jié)構(gòu), 抗裂防滲問(wèn)題較為突出。紹興污水處理廠一、二期工程中采用HLC- I混凝土抗裂防滲劑配制補(bǔ)償收縮混凝土, 以大幅度提高混凝土抗?jié)B性能, 并大大減少或避免混凝土開(kāi)裂。工程施工中, 特別加強(qiáng)補(bǔ)償收縮混凝土質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù), 共澆注補(bǔ)償收縮混凝土30多萬(wàn)m3。工程實(shí)踐表明: 補(bǔ)償收縮混凝土較好地解決了紹興污水處理廠大尺寸薄壁結(jié)構(gòu)的抗裂防滲問(wèn)題。

[關(guān)鍵詞] 污水處理廠薄壁結(jié)構(gòu)補(bǔ)償收縮混凝土抗裂防滲

1 前言

　　混凝土裂縫是混凝土病害的主要表現(xiàn)之一。目前, 幾乎所有的混凝土工程都存在不同程度的裂縫?；炷廉a(chǎn)生裂縫的原因很復(fù)雜, 最常見(jiàn)的是在限制條件下混凝土的收縮而引起開(kāi)裂, 產(chǎn)生裂縫。近幾十年來(lái), 國(guó)內(nèi)外采用的補(bǔ)償收縮混凝土能夠避免或大大減少混凝土的開(kāi)裂, 并且還具有抗?jié)B性能好、早期強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn), 因此在地下工程、水工建筑物、貯水結(jié)構(gòu)等大體積混凝土或填充混凝土中大量推廣應(yīng)用。污水處理工程構(gòu)筑物中主要是不同形狀、尺寸和不同用途的水池,這些水池皆為薄壁結(jié)構(gòu), 要求不滲不漏, 為保證這一性能, 使用補(bǔ)償收縮混凝土是較為簡(jiǎn)便而又經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施。

2 工程概況

　　紹興污水處理廠是浙江省的重點(diǎn)工程之一, 它位于浙江省兩大河流曹娥江及錢塘江交匯入?？谔? 設(shè)計(jì)一期、二期的污水處理能力均為30萬(wàn)噸/日,遠(yuǎn)期為80萬(wàn)噸/日, 是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的綜合污水處理廠, 也是迄今世界上最具規(guī)模的印染污水集中治理工程。一期工程總投資5.16億元, 混凝土總方量達(dá)11多萬(wàn)m3, 2000年4月動(dòng)工建設(shè), 到2001年6月建成并投入試運(yùn)行, 2004年8月通過(guò)浙江省環(huán)保局驗(yàn)收。二期工程占地面積550余畝, 總投資6.5億元人民幣, 混凝土總方量達(dá)22萬(wàn)m3, 2002年9月開(kāi)工建設(shè), 2005年12月通過(guò)國(guó)家環(huán)保局驗(yàn)收。紹興污水處理廠各構(gòu)筑物具體尺寸見(jiàn)表1, 調(diào)節(jié)池、厭氧池、曝氣池為長(zhǎng)方形薄壁結(jié)構(gòu), 沉淀池為圓形薄壁結(jié)構(gòu)。

3 補(bǔ)償收縮混凝土配制

　　補(bǔ)償收縮混凝土的變形, 除局部不受限制或受到極少的限制外, 都是限制膨脹和限制收縮。限制收縮是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的根本原因, 因此, 要控制混凝土的開(kāi)裂, 必須用適量的限制膨脹來(lái)補(bǔ)償限制收縮。補(bǔ)償收縮混凝土能提高早期強(qiáng)度、改善密實(shí)性, 同樣都能延遲由于收縮開(kāi)裂的時(shí)間, 順利度過(guò)早期抗拉強(qiáng)度低容易開(kāi)裂的危險(xiǎn)階段。一方面提高早期的抗裂能力, 一方面延遲可能開(kāi)裂的時(shí)間, 以待混凝土強(qiáng)度的進(jìn)一步提高, 都有助于達(dá)到避免或減輕開(kāi)裂的目的[1]。紹興污水處理廠各構(gòu)筑物均為超大、超長(zhǎng)、超深池體, 均屬國(guó)內(nèi)同類構(gòu)筑物中規(guī)模最大的構(gòu)筑物, 混凝土的抗裂防滲問(wèn)題較為突出, 因此, 設(shè)計(jì)采用補(bǔ)償收縮混凝土來(lái)提高混凝土抗?jié)B抗裂性能。

3.1 混凝土原材料

　　紹興污水處理廠一期工程使用普通硅酸鹽525R和425R水泥, 由紹興八方水泥廠生產(chǎn); 二期工程采用普通硅酸鹽42.5級(jí)和32.5級(jí)水泥, 浙江虎山集團(tuán)生產(chǎn)。一期工程的細(xì)骨料為紹興產(chǎn)河砂, 多數(shù)為中砂, 少量細(xì)砂; 二期工程的細(xì)骨料為嵊州產(chǎn)河砂, 中砂。一期工程的粗骨料為石灰?guī)r碎石, 大部分為5~31.5mm連續(xù)級(jí)配, 小部分是5~16mm和16~31.5mm的單粒級(jí)配; 二期工程的粗骨料為錢清產(chǎn)碎石, 5~25mm連續(xù)級(jí)配。一、二期工程中混凝土的摻合料均為Ⅱ級(jí)粉煤灰。一、二期工程采用的外加劑均為南京水利科學(xué)研究院南京瑞迪高新技術(shù)公司生產(chǎn)的HLC- I抗裂防滲劑。

　　HLC- I抗裂防滲劑是一種有機(jī)和無(wú)機(jī)復(fù)合材料, 不僅具有優(yōu)異的抗裂防滲性能, 而且具有減水、緩凝、增強(qiáng)作用, 是多功能的混凝土添加劑?？沽逊罎B劑與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 使混凝土早期產(chǎn)生適度膨脹, 同時(shí)抗裂防滲劑具有早強(qiáng)作用, 提高混凝土早期強(qiáng)度, 從而防止和減少混凝土開(kāi)裂, 抗裂防滲劑能大幅度減水, 減少了混凝土中有害的多余水, 減少了孔隙率。上述特性提高了混凝土的質(zhì)量,防止和減少混凝土的裂縫, 達(dá)到抗裂防滲目的。當(dāng)HLC- I內(nèi)摻10%, 參照GB50119- 2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》附錄B測(cè)試混凝土限制膨脹率和限制干縮率, 試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2, 結(jié)果符合GB50119- 2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定?；炷林袚饺?1%的HLC- I混凝土抗裂防滲劑, 抗?jié)B能力大大提高, 計(jì)算抗?jié)B標(biāo)號(hào)>S50, 結(jié)果見(jiàn)表3。

3.2 施工配合比

　　混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)根據(jù)構(gòu)筑物部位不同, 其標(biāo)號(hào)也不同。各部位的混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)( 包括強(qiáng)度及抗?jié)B標(biāo)號(hào)) 及配合比見(jiàn)表4。其中, 一期工程中, 設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C40S8 混凝土使用普通硅酸鹽525R級(jí)水泥, 其余采用普通硅酸鹽425R級(jí)水泥;二期工程中, 設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C40S8混凝土使用普通硅酸鹽42.5級(jí)水泥, 其余采用普通硅酸鹽32.5級(jí)水泥。

4 混凝土施工及養(yǎng)護(hù)

　　除了小型構(gòu)筑物外, 大型的調(diào)節(jié)池、厭氧池、沉淀池、曝氣池等都用泵送法施工, 混凝土自攪拌樓出料后由攪拌車運(yùn)到澆筑點(diǎn), 底板及長(zhǎng)方形池池壁混凝土都通過(guò)輸送管泵入倉(cāng)內(nèi), 而圓形池壁混凝土則用汽車泵泵入倉(cāng)內(nèi)。

　　由于紹興污水處理工程許多構(gòu)筑物外形尺寸大、壁薄, 混凝土表面系數(shù)大; 一期工程中大量的混凝土施工時(shí)間是在6~9月份的高溫季節(jié), 其間, 還有臺(tái)風(fēng)過(guò)

境, 水分蒸發(fā)快, 混凝土表面易干燥; 二期工程中, 大量的混凝土在冬季施工; 再之摻HLC- I抗裂防滲劑的混凝土需特別注意養(yǎng)護(hù)等因素。因此, 工程施工中根據(jù)不同季節(jié)、不同部位采用了不同的養(yǎng)護(hù)方法:

　?、傩钏B(yǎng)護(hù)法: 對(duì)于圓形池底板及長(zhǎng)方形池底板在混凝土達(dá)到終凝后用潮濕麻袋覆蓋養(yǎng)護(hù)1~2d, 以后就蓄水養(yǎng)護(hù), 總養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少為14d。

　　②噴水養(yǎng)護(hù)法: 圓形池壁及長(zhǎng)方形池池壁因?yàn)楸砻娣e較大, 且池壁高度也高, 為保證混凝土池壁兩面始終保持潮濕狀態(tài), 有的標(biāo)段采用PVC管上鉆上許多小孔, 把PVC管固定在池壁頂端, 當(dāng)PVC管中通上自來(lái)水以后, 水從PVC管的小孔中向著池壁表面噴淋, 這樣, 只要水壓足夠, 無(wú)需人工值班晝夜?jié)菜? 節(jié)省勞動(dòng)力, 又能保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量, 大大減少裂縫的發(fā)生。

　?、廴斯⑺? 也有的標(biāo)段采用內(nèi)外壁掛上潮濕麻袋, 人工不停的澆水, 因?yàn)闅鉁馗? 蒸發(fā)快,濕麻袋很快干燥, 用這種方法養(yǎng)護(hù)化人工多, 需要專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)灑水。

　?、車娡勘砻骛B(yǎng)護(hù)劑: 有些標(biāo)段在拆模后往池壁混凝土表面噴養(yǎng)護(hù)劑, 在混凝土表面形成防止水分散失的薄膜, 養(yǎng)護(hù)效果也較好。

　?、荻诠こ淘诙臼┕r(shí), 采用木模板, 適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間, 拆模后, 及時(shí)覆蓋塑料薄膜, 外加草簾保溫; 在溫度低于0℃時(shí), 禁止有水養(yǎng)護(hù)。

5 混凝土工程質(zhì)量

　　一期工程混凝土取樣強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5, 從攪拌樓取樣的混凝土經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后的抗壓強(qiáng)度都符合設(shè)計(jì)要求, 從各個(gè)標(biāo)段在澆筑點(diǎn)取樣經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)后所測(cè)得的混凝土抗壓強(qiáng)度都高于標(biāo)養(yǎng)的強(qiáng)度,這是由于自然養(yǎng)護(hù)時(shí)的平均溫度( 7月~10月) 都高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度?；炷恋目?jié)B等級(jí)都在S8以上, 滿足設(shè)計(jì)要求。

　　二期工程中, 混凝土取樣后, 送養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù), 到規(guī)定的齡期, 進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B試驗(yàn)。表6 為混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)統(tǒng)計(jì)分析,

　　C25S8、C30S8、C35S8、C40S8混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)都滿足設(shè)計(jì)要求。

　　紹興污水處理廠一、二期工程的調(diào)節(jié)池、厭氧池、沉淀池、曝氣池底板因蓄水養(yǎng)護(hù)充分, 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫; 各池池壁中, 少數(shù)養(yǎng)護(hù)不到位的部位外基本沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫。

6 結(jié)語(yǔ)

　　紹興污水處理廠各構(gòu)筑物均為超大、超長(zhǎng)、超深池體, 且結(jié)構(gòu)厚度較小, 混凝土的抗裂防滲問(wèn)題較為突出。一、二期工程中, 采用HLC- I抗裂防滲劑配制補(bǔ)償收縮混凝土, 以適量的限制膨脹來(lái)補(bǔ)償限制收縮, 達(dá)到抗裂防滲目的。工程實(shí)踐表明:HLC- I抗裂防滲劑可解決大尺寸薄壁混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和抗裂問(wèn)題。

[參考文獻(xiàn)]

　　[1]吳中偉.補(bǔ)償收縮混凝土[M].北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1979.