混凝土盛水构筑物渗漏成因及防治措施

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　　摘要：渗漏是混凝土盛水构筑物常见的病害，主要是裂缝渗水、止水带断裂漏水、穿越池壁的管道边缘渗漏水、混凝土施工缝渗水、对拉螺栓渗漏水等常见渗漏现象，它不仅影响使用功能，也会降低结构混凝土的使用性能和使用寿命，本文对混凝土盛水构筑物工程中常见的一些渗漏成因进行探讨分析总结，并针对具体情况进行了一些预防、处理措施。
　　关键词：混凝土盛水构筑物，渗漏，成因，防治，措施
　　1概述
　　目前污水处理厂、自来水厂、排水泵站等大部分盛水构筑物均是钢筋混凝土结构，这些构筑物中常设有止水带、穿越池壁的管道、混凝土施工缝、池壁对拉螺栓等，而这些部位往往是薄弱环节，处理不好容易造成池体渗漏，加上混凝土结构自身产生的裂缝，导致渗漏的现象出现较为普遍，大多数为微细的、不规则的表面裂缝（裂缝宽度小于0.05mm），危害性不大，一般不危及构筑物的安全和正常使用，有许多细小裂缝混凝土自身会修复。按GB50069-2002《给水排盛水程构筑物设计规范》规定，水处理构筑物是允许产生裂缝的，最大裂缝限值为0.2㎜。但是盛水构筑物抗渗要求高且污水一般具有一定的腐蚀性，构筑物尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现，裂缝产生后会对钢筋产生腐蚀，如不及时处理，严重时会危及结构安全。
　　某污水处理厂部分水池池壁产生裂缝，裂缝均产生于水平施工缝以上部分，沿池壁竖问展开部分到池壁顶，裂缝沿水平方向分布较均匀，且具规律性。裂缝宽度0.2～0.55㎜，部分为贯通缝，水池满水试验分别呈现润水（有潮湿痕迹无明显渗水）、渗水（滴水形式渗水）现象。本文通过对此污水处理厂20多个钢筋混凝土结构盛水构筑物渗漏现象成因、处置方法进行分析总结。
　　2、产生渗漏的原因
　　混凝土盛水构筑物常见渗漏主要是裂缝渗水、止水带断裂漏水、穿越池壁的管道边缘渗漏水、混凝土施工缝渗水等常见渗漏现象。其中最常见的也是危害最大的是池体裂缝导致渗漏的现象。
　　2.1混凝土盛水构筑物池体裂缝原因
　　混凝土裂缝产生的原因很多，主要有变形引起的裂缝（如温度变化、收缩、膨胀）、不均匀沉陷、外载作用、养护环境不当和化学作用等原因引起的裂缝。
　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力，因此其抗拉强度远低于抗压强度，当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时就会产生裂缝。因此，混凝土发生开裂的条件就是：变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度。不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时则不会开裂。也就是说不能笼统地认为收缩必然开裂。所产生的应力大小和实时的弹性模量有关，和能够松弛应力的徐变有关；是否引起开裂还和混凝土的抗拉强度有关。
　　2.1.1干缩裂缝
　　多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右，水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
　　2.1.2塑性收缩
　　是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3ｍ，宽1～5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
　　2.1.3沉陷裂缝
　　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。
　　2.1.4温度裂缝
　　温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
　　2.2变形缝渗水
　　矩形盛水构筑物超过一定长度(通常为30m)宜设置完全缝（包括沉降缝和伸缩缝）。完全缝防水构造多采用埋入式遇水膨胀橡胶止水带或金属止水带。