浅谈钢筋混凝土水池裂缝的成因与控制

路绳岩

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

钢筋混凝土水池结构的裂缝不仅直接影响到了外观、水池渗漏，并且对结构的安全也有着一定的威胁。分析了水池工程混凝土结构裂缝产生的原因、施工过程及原材料等方面，探讨了防止水池结构产生裂缝的几种措施。

1 钢筋混凝土水池裂缝的成因

通常混凝土裂缝有两种形式，一种是混凝土的受力变形裂缝，另一种是混凝土自身的体积变形导致裂缝。现实施工中，钢筋混凝土水池裂缝的成因非常复杂，有多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，比如∶温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应）,模板变形，基础不均匀沉降等。钢筋混凝土水池裂缝的种类，就其产生的主要原因，大致可分为以下几种∶

1.1 温度变化引起的裂缝

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要（温度裂缝区别于其它裂缝的最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢）。

1.2 收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因。

塑性收缩∶发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5 h左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量很大,可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实。缩水收缩（干缩）∶混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面就容易出现龟裂裂纹。

1.3 沉陷引起的裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

1.4 施工不当引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放等过程中,若施工工艺不合理施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。裂缝出现的部位、走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型和常见的有∶

1）因水池池壁较高,每次支立的模板相对较高，当混凝土和易性欠佳或浇注方法不当时，拌合物一旦产生离析，就会使混凝土不均匀，局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象。

2）预埋件或止水钢板未焊好，预埋件安装前未将锈皮或油渍清除干净,影响与混凝土的黏结，形成裂缝而致漏水。预埋件周围的混凝土未浇捣密实，形成蜂窝、孔洞，同混凝土毛细孔连通，引起漏水、渗水。尤其在预埋件稠密处，更易发生此类问题。此外预埋件固定不牢,在受外力碰撞或振动时产生松动，与混凝土之间形成裂缝。

3）钢筋施工不当形成裂缝，主要原因是绑扎钢筋时，未按规定设置足够的保护层，或留保护层的方法不当，致使钢筋与模板直接接触，或有贯通内外壁的钢筋、铁丝等。

4）施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致混凝土开裂。

2 施工技术控制

2.1 原材料的控制

2.1.1 水泥

选用的水泥要求性能稳定，水化热偏低、活性好、标准稠度用水量小、水泥与外加剂间的适应性良好、并且原材料色泽均匀一致的特性。

2.1.2 砂

中砂，砂子的细度模数控制在2.3以上，颜色一致，其含泥量控制在3%以内，大于5 mm的纯泥含量小于1%。石子：碎、卵石，粒径控制在5～20 mm之间。

2.1.3 粉煤灰

选用细度小，颜色浅，含碳量低，质量稳定的优质II级粉煤灰。

2.1.4 外加剂

选用的外加剂必须减水效果明显，能够满足混凝土的各项工作性能。

2.2 混凝土的浇筑

为了严格控制由于施工原因造成的裂缝产生和发展，除严格执行设计技术要求外，施工人员还应注意以下几点∶

2.2.1 模板要求

模板应牢固、密实，不得漏浆。模板发生变形和漏浆，极易引起水池漏水。内、外模之间不宜用拉筋固定,因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点；当无法避免使用拉筋时，应在每一根拉筋上加焊止水环。为了减少施工缝，池壁最好一次支模，一次浇注到顶。

2.2.2 混凝土浇筑

由于水池池壁相对较高，为避免混凝土产生离析，浇筑时应格控制拌合物的自由落差。混凝土自由卸落高度一般不宜超过2 m，超过2 m时应采用串筒、溜管等工具进行缓冲。浇筑可分层分段进行，每层不宜大于0.5 m,但应注意层与层、段与段之间的浇筑时间间隔不得超过初凝时间,以免出现冷缝。混凝土浇筑时，对侧面模板压力很大，应注意控制初凝前的浇筑高度不要过大，并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况，以防发生位移变形造成事故。

2.2.3 提高混凝土振捣的质量

抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。投料和振捣要形成一定的顺序，防止漏振、欠振。要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土，振捣棒宜插入下层混凝土中10 cm左右，以保证接层部位混凝土的质量；每次投料后应从底层开始，渐渐上移进行振捣，这样可以避免拌合物离析;要严格控制振捣时间，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准,不得欠振或超振。

3 正确合理的使用外加剂

1）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

2）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充；减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形所导致的混凝土裂缝。

3）使用混凝土膨胀剂（如膨胀剂MPC、UEA-H）能使混凝土产生适度膨胀,在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立预压应力，这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力，从而防止或减少混凝土收缩开裂。

4 混凝土的成品保护与养护

混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件，结合施工时气候因素，在高温季节泵送时，混凝土表面宜及时使用覆盖塑料薄膜、湿草袋覆盖,尤其在7～8月份中午阳光直射时,宜加强覆盖养护,以避免快速硬化后,产生混凝土表面温度和收缩裂缝。在寒冷季节,混凝土表面应设草帘覆盖保温措施，以减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。拆模后混凝土表面应加覆盖并且也要定时浇水，以保持表面湿润。根据以往施工经验加强养护措施和延长养护时间能有效地预防混凝土裂缝。

5 结语

钢筋混凝土水池的施工实践说明，水池的裂缝产生和发展是可以从根本上得到控制和减少的，我们必须重视温差及混凝土收缩、水化热、以及不均匀沉降和施工过程的控制等对水池裂缝宽度的影响，具体的施工中要靠我们多观察、多比较、多分析、多总结等结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

[1]GB50334-2002,城市污水处理厂工程质量验收规范[S].

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.