更新时间:2025-08-21 点击数:45
污水处理厂的水池、水电站厂房以及高层建筑的基础施工中,常会用到大体积混凝土。这类混凝土因为容易积聚水化热、发生收缩变形,所以出现裂缝的风险不低,一旦开裂会直接影响建筑结构的强度和使用年限。不过,有一种针对性的解决办法 —— 在混凝土内部添加无机纳米抗裂防渗剂,表面再喷涂永凝液 DPS,配合科学的施工流程,就能有效减少裂缝产生。比如运城市高新技术产业开发区污水处理厂的改造项目,用了这个方案后,不仅没出现明显裂缝,施工时间也缩短了。
一、大体积混凝土为啥容易开裂?常规办法为啥不管用?
像污水处理厂水池这种截面较厚的大体积混凝土结构,开裂主要和三个问题有关,而常规的防护手段刚好在这些方面有不足:
内外温差太悬殊:水泥在水化过程中会释放大量热量,大体积混凝土散热慢,内部温度高、表面温度低,一旦温差超过安全范围,就会产生温度应力,进而引发裂缝;
收缩变形管不住:混凝土硬化时,一方面会因水分蒸发出现干燥收缩,另一方面在初凝前表面失水快还会产生塑性收缩。要是遇到高温、大风天气,收缩速度会超出结构能承受的范围,裂缝自然就出现了;
施工环节出问题:浇筑时流程没控制好、振捣不够密实,或者养护不及时,都可能加重开裂风险。而且传统方案需要做保温层和防水保护层,工序多还容易出错,反而会让温差和收缩问题更严重。
二、大体积混凝土开裂的解决思路:材料选对,工艺做好
解决大体积混凝土开裂问题,核心是控制水化热、弥补收缩带来的影响、提高混凝土密实度,具体可以通过 “专用材料 + 配套施工工艺” 来实现,
1. 关键抗裂防水材料:从内到外阻断裂缝
无机纳米抗裂防渗剂:这种材料里添加了专门的铝钙抑制剂,能有选择地减缓 C3A(铝酸三钙)早期快速水化的速度,从而大幅降低水泥早期水化热的峰值,缩小混凝土内外的温度差,减少甚至避免温度裂缝和干缩裂缝。同时,它还能让 C2S(硅酸二钙)和 C3S(硅酸三钙)充分水化,让混凝土后期强度和极限拉伸值更高,还能改善混凝土的和易性,避免出现蜂窝、孔洞、麻面等问题,对已经产生的细小裂缝还有二次修复的作用。
永凝液 DPS:这是一种水基防水材料,含有催化剂和活性化学物质,能和混凝土中的氢氧化钙、氯化钙、硅酸钙等成分发生反应。反应初期会形成硅石凝胶膜,水分蒸发后就会固化成晶体,这些晶体会嵌入混凝土的毛细孔和微小缝隙中,让混凝土保持密封状态,提高密实度。一旦遇到水就会膨胀,填满毛细孔,阻止水分渗入,还能修复微小裂缝,让混凝土的抗渗等级和抗压强度都得到提升。
2. 配套施工要点:从准备到养护全程控裂
解决开裂问题不能只靠材料,施工工艺也要跟上,参考污水处理厂的项目经验,关键要做好这几点:
提前试配调整:施工前先对混凝土进行试配,根据试配结果确定无机纳米抗裂防渗剂的添加量,保证材料能和混凝土适配;
分层浇筑 + 温度监测:根据大体积混凝土的结构特点分段分层浇筑,比如污水处理厂的事故池施工时就是这么做的。浇筑完成后,在混凝土内部预埋温度计实时监测温度,持续跟踪温度变化,确保内外温差控制在安全范围内,不用额外埋设冷却水管或添加抗裂纤维;
简化养护与防护:不用再做保温层和防水保护层,减少施工步骤。浇筑后做好基础的保湿工作即可,喷涂永凝液 DPS 时,要先把基础表面清理干净,露出混凝土或水泥砂浆面,通常需要喷涂多遍,前一遍表干后就能喷下一遍,施工起来很方便。
三、实际工程效果:污水处理厂项目的验证
大体积混凝土开裂解决方案已经在污水处理厂等重点工程中得到了验证,以运城市高新技术产业开发区污水处理厂的改造项目为例:
这个项目是重要的民生工程,水池等结构用了大体积混凝土。原本用常规方案时很容易出现裂缝,后来换成 “内加无机纳米抗裂防渗剂 + 外喷永凝液 DPS” 的方案后,效果很明显:
温度控制到位:持续监测温度后发现,混凝土内外的最大温差始终在安全范围内,没出现温度裂缝;
裂缝问题解决:水池等大体积混凝土结构浇筑完成后,经过全面的目测检查,没发现结构裂缝,表面也很光滑,没有蜂窝、孔洞等问题;
综合效益突出:不用做保温层和防水保护层,施工工期大幅缩短,成本也降低了。而且同条件下的混凝土试块检测显示,混凝土的抗折强度和抗拉强度都有明显提高。
大体积混凝土开裂并不是无法解决的问题,只要用对方法就行。“内部添加无机纳米抗裂防渗剂 + 表面喷涂永凝液 DPS + 配套施工工艺” 的组合方案,能从内部控制水化热和收缩,从外部提高密实度和防水性,既解决了混凝土自身的收缩和应力问题,还简化了施工步骤。从运城市污水处理厂等项目的实践能看出,大体积混凝土施工只要选对网页中提到的专用材料,把施工工艺把控好,就能有效阻止裂缝产生,保障工程结构的长期安全,同时还能缩短工期、节约成本,有很高的实用价值。
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