聚丙烯抗裂混凝土在污水厂污水处理系统中的应用

摘要 混凝土由于塑性收缩、干缩、水化热等因素容易形成大大小小的裂缝,极大的降低了混凝土的抗渗性,特别是有害裂缝会导致钢筋混凝土中的钢筋锈蚀加快,随着钢筋的锈蚀,混凝土强度会降低,而且体积会膨胀,进一步形成和加大裂缝,形成恶性循环。因此在河南省济源市污水处理二期的污水处理系统施工中,为达到整体的设计效果,做到不渗、不漏、不裂的要求,在施工前,我们经过调研和分析,最终确定在混凝土中加入聚丙烯抗裂纤维的施工方案。

关键词 污水处理;聚丙烯;抗裂

中图分类号TU528 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0186-02

混凝土由于塑性收缩、干缩、水化热等因素容易形成大大小小的裂缝,极大的降低了混凝土的抗渗性,特别是有害裂缝会导致钢筋混凝土中的钢筋锈蚀加快,随着钢筋的锈蚀,混凝土强度会降低,而且体积会膨胀,进一步形成和加大裂缝,形成恶性循环。因此,在河南省济源市污水处理二期的污水处理系统施工中,为达到整体的设计效果,做到不渗、不漏、不裂的要求,在施工前,我们经过调研和分析,最终确定在混凝土中加入聚丙烯抗裂纤维的施工方案。

1 项目概况

济源市污水处理二期工程污水处理系统有两座前置厌氧氧化沟、两座二次沉淀池组成,这四座池体均为半地上露明单体构筑物。氧化沟为长72.5m,宽37.5 m的圆端形(两端是半圆形,中间是矩形)构筑物,二次沉淀池为直径45 m的圆形构筑物。根据设计要求,各池体的池底、池壁等均为防水混凝土,混凝土强度等级C30,抗渗等级P10。

2 聚丙烯纤维概述

2.1 特点

聚丙烯纤维是一种新型的混凝土纤维,被建筑工程界称为混凝土的“次要增强钢筋”,它是一种经特殊工艺加工处理而形成的高强度束状单丝纤维,加入混凝土中后,可以起到有效控制混凝土因塑性收缩、干缩、温度变化等引起的微裂缝,防止或抑制裂缝形成及发展。

2.2 主要性能参数

密度:0.91;当量直径18~48um;规格3~50mm;抗拉强度≥350 MPa;弹性模量≥3500 MPa;极限延伸率≥15%;熔点:160℃~170℃;燃点:580℃;含湿量≤0.2%;吸水性:无;导电性:极低;导热性:极低;酸碱阻抗高;安全性:无毒。

2.3 作用机理

聚丙烯纤维主要通过改变混凝土的物理力学性能来达到改变混凝土内部结构的效果,聚丙烯纤维在混凝土中具有极佳的分散性及与水泥机体的握裹力,可以迅速而轻易地与混凝土材料混合,而且它在混凝土中分布极其均匀,能在混凝土中形成一种均匀的乱向支持体系,能产生有效的三维加强效果,就像在混凝土中加入了大量的微小钢筋,同时它的效果有远远比加强钢筋的效果明显。正是由于聚丙烯纤维的乱向分布减弱了混凝土的塑性收缩,它使收缩量被分配到混凝土中具有高强度低弹性模量的纤维上,使纤维吸收部分能量,从而极大地提高了混凝土的韧性,抑制了微裂缝的产生和发展。同时,由于无数根纤维在混凝土内部形成的支撑体系,可以有效地防止混凝土骨料的离析,保证混凝土早期泌水性的均匀,从而防止了沉降裂缝的形成。

3 抗裂混凝土施工

3.1 配合比

1)水泥:采用PO32.5R普通硅酸盐水泥,必须具有出厂质量合格证,储存时间不得大于3个月,水泥进场必须复试合格后方可使用;

2)石子:选用最大粒径不超过20L的洁净碎石,钢筋稠密及预埋件部位,石子粒径宜小于15L,石子的吸水率

3)砂率的确定:砂子采用中粗砂,砂率宜控制在40%~50%,含泥量

4)细粉料选用活性较高的I级粉煤灰,应具有出厂合格证明,进场复检符合使用要求后方可使用。掺量为45 kg/m3;

5)聚丙烯纤维的掺量0.9 kg/m3;

6)混凝土水灰比控制W/C=0.4~0.5。

3.2 混凝土搅拌

选用强制式搅拌机。严格按照经试配确定的施工配合比计算材料用量,并标准称量。入料时,先投入碎石、纤维、砂子干拌,使纤维充分打开,然后投入水泥和水搅拌。搅拌时采用电脑控制机械拌合,时间宜比普通混凝土延长15~30s。为防止搅拌机超载停拌或出料口堵塞,一次搅拌量不宜超过额定量的80%。

3.3 混凝土运输

混凝土料拌合完毕后在半小时内运至施工现场,运至现场后应转动罐体二次搅拌,若坍落度损失较大,应加入原水灰比的水泥砂浆进行搅拌,严禁直接加水。

3.4 混凝土浇筑

1)浇筑前对模板及支架、钢筋和预埋件位置进行检查,并做好记录,派专人进行旁站控制。模板缝隙用专业胶条封好,清除模板内杂物并浇水湿润。

2)在混凝土浇筑过程中,钢筋工、模板工、水电工跟班作业,随时检查模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况,若发现有变形、移位时,及时采取措施,以保证混凝土的连续浇筑。

3)混凝土自由下落高度不应大于1.5m,以防止混凝土离析而形成石子堆积;下落高度大于1.5m时,采用串筒浇筑。浇筑时混凝土应分层,分层厚度300mm~500mm,相邻两层浇筑时间间隔不得大于2h。

4)混凝土必须连续浇筑,不得留设施工缝或出现冷茬。泵送时间过长(超过2h)时,应将泵管内残留的混凝土用压力水清洗干净,然后重新浇筑新拌混凝土。

5)混凝土采用高频机械振动棒,振动棒的操作要做到“快插慢拔”,以便有效排出混凝土中的气体,振捣过程中不得触及模板、钢筋、预埋件等,振点呈梅花型布置,相邻振点的水平间距不得大于500mm,沿两侧池壁平行推进,不漏振、不过振。

3.5 混凝土养护

对已浇筑完毕的混凝土,养护也尤为重要。具体做法是: 混凝土表面手压无印痕后即用塑料薄膜覆盖严密,并应保持塑料薄膜内有凝结水。混凝土养护天数不得少于14d.

4 质量控制

4.1 质量要求

1)原材料称量要准确,投料顺序要准确。每台班要测砂石含水率,保证配合比准确;

2)聚丙烯纤维计量要准确,纤维须每盘计量一次,与砂石一同投入到搅拌机内,计量投入人员要认真负责。

4.2 池壁模板

池壁模板应牢固、紧密、光滑,支模时对拉螺栓必须焊接止水环,严禁内外模板使用铅丝对拉加固。池壁模板 拆除时间不少于7d,模板拆除后,混凝土用薄膜覆盖并喷水养护7d。

4.3 坍落度

严格控制坍落度。现场泵送混凝土坍落度控制在180L~200L,尽可能缩短混凝土出机到入模时间,防止水分蒸发过快,影响坍落度。入泵前坍落度损失值应30/h,每工作班测定两次,若坍落度60mm,混凝土应当重新搅拌处理后方能使用。

5 效果

经同条件试块检测,按上述方法施工的混凝土14d后强度增长已达到设计强度的80%,抗渗等级达到75%。

所有抗渗试块均执行见证取样制度,经28d检测全部合格,较未掺纤维混凝土比较抗压强度提高10%,抗渗提高70%,效果明显。

现该工程已竣工并已投入试运行,池体未发现有裂缝渗漏出现,受到业主好评。