钢筋混凝土池井无渗漏结构和防渗漏方法.pdf

本发明涉及一种土木工程中的钢筋混凝土池井无渗漏结构和防渗漏方法。它通过在混凝土中掺加聚丙烯纤维和低碱膨胀剂，利用纤维抑制混凝土早期产生的收缩裂缝；通过湿养护，利用膨胀剂的水化物产物钙矾石不断生成，在水泥硬化过程中使混凝土内部产生自应力，由此对混凝土产生补偿收缩，起到防渗开裂作用。该发明技术可广泛应用于各种有抗渗漏要求的混凝土结构，特别是池、井结构，地下室外墙等。

1.  一种钢筋混凝土池井无渗漏结构，包括该钢筋混凝土现浇的池底板和由框架柱及柱间墙构成的池壁，其特征在于：
a.所用混凝土材料为商品混凝土双掺粉煤灰、减水剂的基础上双掺聚丙烯纤维和低碱膨胀剂；
b.池底板钢筋为Φ16@100双层双向布置，池壁的水平钢筋为Φ10@100双层双向布置。

2.  一种钢筋混凝土池井无渗漏方法，用于构建根据权利要求1所述的钢筋混凝土池井无渗漏结构，其特征在于在材料上采用改性聚丙烯纤维和低碱膨胀剂双掺技术，利用纤维抑制混凝土早期产生的收缩裂缝；通过湿养护，利用膨胀剂的水化物产物钙矾石不断生成，在水泥硬化过程中使混凝土内部产生自应力，由此对混凝土产生补偿收缩，起到防渗开裂作用。

3.  根据权利要求2所说的钢筋混凝土池井无渗漏方法，其特征在于具体措施为：
a.材料的选择：在商品混凝土双掺粉煤灰、减水剂的基础上双掺聚丙烯纤维和低碱膨胀剂，利用纤维抑制混凝土早期产生的收缩裂缝；通过湿养护，膨胀剂的水化物产物钙矾石不断生成。几微米的钙钒石结晶体，在水泥硬化过程中使混凝土内部产生自应力，由此对混凝土产生补偿收缩，起到防止开裂作用，提出来高混凝土的抗渗性及耐久性；
b.优化结构：有效配筋，采用直径小而间距密的钢筋结构，能约束混凝土的塑性变形，提高混凝土的极限拉伸值，起到控制裂缝扩展、减少裂缝宽度的作用；
c.施工措施：根据结构体形，设置有效强度和刚度的混凝土模板支撑和模板，防止支架沉缩和模板变形引起混凝土不可恢复的变形和裂缝，并实施避免施工冷缝的连续浇灌混凝土施工方案。混凝土浇捣后，对混凝土结构采取保湿养护至少14天，为水泥水化提供足够的水份，防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝；并确保膨胀剂的水化产物钙钒石的不断生成，使混凝土结构致密。

钢筋混凝土池井无渗漏结构和防渗漏方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程中的钢筋混凝土无渗漏池井结构。
背景技术：
地上、地下钢筋混凝土结构的裂缝和渗漏问题，是困挠钢筋混凝土结构池井质量的重大问题。有关学者、工程界人士试图从不同的角度去解决收缩裂缝的问题，提高结构体的抗渗漏能力，延长其使用寿命和发挥其正常的使用功能。
开始大家都着眼于防水卷材和防水涂料的使用，但只能治标不能治本，忽视了钢筋混凝土结构的自身潜力。混凝土在硬化过程中由于干缩而开裂，从而导致渗漏或结构开裂。近年来，国内在混凝土防渗工程上已经开始转向混凝土结构自身防水方面的研究，如掺改性聚丙烯纤维或UEA膨胀剂等新技术，但均属于单独掺和。
发明内容：
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺限，提供一种钢筋混凝土池井无渗漏结构和防渗漏方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种钢筋混凝土池井无渗漏结构，包括该钢筋混凝土现浇的池底板和由框架柱及柱间墙构成的池壁，其特征在于：
1)所用混凝土材料为商品混凝土双掺粉煤灰、减水剂的基础上双掺聚丙烯纤维和低碱膨胀剂；
2)池底板钢筋为Φ16@100双层双向布置，池壁的水平钢筋为Φ10@100双层双向布置。
一种钢筋混凝土池井无渗漏方法，用于构建上述的钢筋混凝土池井无渗漏结构，其特征在于在材料上采用改性聚丙烯纤维和低碱膨胀剂双掺技术，利用纤维抑制混凝土早期产生的收缩裂缝；通过湿养护，利用膨胀剂的水化物产物钙矾石不断生成，在水泥硬化过程中使混凝土内部产生自应力，由此对混凝土产生补偿收缩，起到防渗开裂作用。
具体措施为：
1材料选择：在商品混凝土双掺粉煤灰、减水剂的基础上双掺聚丙烯纤维和低碱膨胀剂(UEA)，利用纤维抑制混凝土早期产生的收缩裂缝；通过湿养护，膨胀剂的水化产物钙钒石不断生成，几微米的钙钒石结晶体，在水泥硬化过程中使混凝土内部产生自应力，由此对混凝土产生补偿收缩，起到防止开裂作用，提高混凝土的抗渗性及耐久性。
2优化结构：有效配筋，采用直径小而间距密的钢筋结构，案例中的池底板钢筋为Φ16@100双向双层布置，池壁的水平钢筋为Φ10@100双向双层布置，能约束混凝土的塑性变形，提高混凝土的极限拉伸值，起到控制裂缝扩展、减少裂缝宽度的作用。
3施工措施：根据结构体形，设置有效强度和刚度的混凝土模板支撑和模板，防止支架沉缩和模板变形引起混凝土不可恢复的变形和裂缝；并实施避免施工冷缝的连续浇灌混凝土施工方案。混凝土浇捣后，对混凝土结构采取保湿养护至少14天，为水泥水化提供足够的水份、防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝；并确保膨胀剂的水化产物钙钒石的不断生成，使混凝土结构致密。
本发明首次应用于某大学露天架空超大、超长、架空游泳池结构，由于采用了混凝土双掺改性聚丙烯纤维和低碱膨胀剂的技术，同时加强混凝土的早期养护、并保证其足够的养护时间，自投入使用至今已有6年，至今末发生池底、池壁渗漏现象，使用单位对该工程的质量非常满意，反映较好。由于采用结构自防水，虽然双掺混凝土的价格比普通混凝土贵，但由于减少了粉刷层和附加防水层的处理，相比节约费用约50～100元/m²，取消附加防水直接减少了对环境的污染。
附图说明：
图1：游泳池平面图
图2：游泳池剖面图
图3：游泳池剖面放大图
图4：钢筋纤维混凝土结构施工流程图
具体实施方式：
本发明的一个优选实施例是以露天架空游泳池为例，详述如下：参见图1、图2、图3。
1、游泳池概况：露天架空游泳池设在游泳馆三层框架结构的顶部，池内净尺寸为：长50m，宽25m，深1.2～2.0m。池壁由框架柱及柱间墙组成，墙厚300mm。池底为钢混凝土现浇板，板厚300mm。
游泳池上口的四周设有宽大的平台，平台标高为8.20m，南北长69.34m，东西宽55.54m，框架梁板结构，板厚120mm。游泳池和平台的混凝土为C30，抗渗S8。
2、钢筋纤维混凝土结构施工流程：参见图4
3、具体操作步骤
3.1配置模板、搭设支撑体系
3.1.1、将基层填土夯实，用钢管搭设一层结构的排架立柱，按720mm×790mm网格布置(立柱根部满铺50×300板方垫木，以防钢混凝土施工过程中的架体沉降)。
3.1.2、二层框架楼面混凝土浇筑并养护1天后，开始搭设三层楼板(即游泳池底板)钢管排架，排架立柱亦按720mm×790mm网格布置，以确保上下荷载的正确传递。且架体每根立柱与支承楼板木楞的横杆采用双扣件加固。
3、排架纵横两方向每隔7m设一道剪刀撑，使支撑结构成为稳定的体系。
3.2优化配筋、绑扎钢筋
3.2.1实践经验告诉我们：钢筋在混凝土中能起到控制裂缝扩展、减少裂缝宽度的作用，合理配筋即减小钢筋直径、缩小混凝土拉伸方向钢筋间距能够提高混凝土的极限拉伸和混凝土表面抗裂能力，池底板的钢筋设计为Φ16@100双向双层布置，池壁的水平钢筋为Φ10@100双向双层布置。
3.2.2游泳池底板排架及模板搭设完后，开始绑扎底板钢筋；池壁外侧模板搭好后，开始绑扎池壁钢筋，隐蔽工程验收后封内侧模板。
3.2.3钢筋严格按照设计要求(双层细钢筋、密间距要求)设置，池壁、池板四角宜设置幅射及斜钢筋。
3.3混凝土浇捣及养护
3.3.1、为避免出现施工冷缝，浇捣时需配足泵车连续进行。本游泳池东、西二侧各设一台汽车泵，分成二个施工作业组进行施工。
3.3.2、浇捣顺序：游泳池底柱、梁、板→游泳池壁柱、梁、墙→游泳池岸平台柱梁板，由北而南不设施工缝连续浇捣。
3.3.3、浇捣中设专人指挥协调两个作业班组，混凝土振捣采用插入式振动机，振捣时严格控制振捣棒插入间距，振动点均匀，不产生漏振和过振现象，平面标高平整度控制按测定标高标记平整，随捣随用木蟹分块抹平。
3.3.4、混凝土收水后再进行木蟹打毛二次，以消除混凝土在塑性收缩阶段由于收缩变形引起的表面裂缝。混凝土终凝后，覆盖塑料薄膜，其上再覆盖一层麻袋，随即进入养护期。
3.3.5、为使混凝土在养护期内真正保持湿润，48小时后将游泳池深水区池壁下部份模板拆除，采用池内蓄水对池内的池底、部分池壁进行蓄水养护，池壁上半部份和平台区用自来水笼头浇水养护，整个游泳池底、壁、平台养护期为15天。
3.3.6、混凝土浇捣过程中，严格按施工方案中的浇灌流程实施，先深水区底板、池壁，后中水区底板、池壁，再浅水区底板、池壁，最后为池顶平台。如此循环连续浇捣完成池体和平台的混凝土，避免出现施工冷缝。
4、混凝土材料组合选择
4.1、在混凝土材料组合选择上，确定采用除混凝土的水泥、砂、石、水四种基本材料外及常用的掺减水剂、粉煤灰以外，再掺加UEA膨胀剂和聚丙稀纤维二种改性材料，水泥应用水化热较低的硅酸盐水泥，其他材料各项指标均需符合《JGJ-53-92》标准要求。
4.2、混凝土配合比及性能必须通过试配，由此掌握最佳配合比和相应的抗压强度、抗折强度、抗渗等级、混凝土的坍落度。本案例混凝土强度等级为C30、S8。配合比如下：