白龍港汙水處理廠沉井、地下幫浦房混凝土
開裂風險、防治措施分析及纖維選型
1 引言
汙水處理系統的沉井、幫浦房屬於大體積地下工程，技術複雜，投資巨大，服役環境惡劣，混凝土除強度等級要滿足結構要求外，還必須考慮混凝土，結構的耐久性和可靠性，滲漏就是乙個重要的控制環節。從現澆混凝土結構滲漏機理來分析：主要原因是由於混凝土自身的孔隙、裂縫、施工縫造成的，而裂縫的危害最大，因此，對混凝土結構的開裂原因及防治措施的研究是乙個重要的課題。
2 混凝土典型的開裂型別
表1 混凝土典型的開裂型別
3 白龍港汙水處理廠沉井、地下幫浦房混凝土開裂風險及防治措施
本專案的混凝土構築物尺寸如下，沉井——長48.2m、寬28.4m、深22m、側壁厚1.
2m、底板厚？m； 幫浦房——直徑50m、深？m、側壁厚1.
2m、底板厚？m，都屬於地下大體積混凝土，根據結構特點，本專案的開裂風險主要決定於早期熱縮及長期乾縮。具體防治措施分析如下表。
表2 本專案混凝土開裂風險及措施
4 纖維選型
本專案纖維摻量設計為0.9kg/m3，體積摻量為0.1%左右，屬於低體積摻量（<1%）。
根據現有的研究結論及實際應用情況看，對於聚丙烯類傳統低強低彈模纖維來說，此摻量下纖維對混凝土力學效能影響不大，主要作用表現在增強混凝土抵抗早期裂縫產生，同時纖維的存在會影響混凝土坍落度、混凝土表面飾面等影響施工效能。
纖維素纖維屬於聚丙烯類纖維的更新換代產品，除了在提高混凝土早期抗開裂效能的加強外，還對混凝土孔隙結構及混凝土勻質性、保水性等效能均有改善作用，另外，纖維素纖維克服了聚丙烯類纖維減小混凝土坍落度，在混凝土表面起毛結球等弊端，纖維素纖維對傳統聚丙烯類纖維的技術公升級見表3。
表3 纖維素纖維對傳統聚丙烯類纖維的技術公升級
同濟大學材料學院許碧莞等通過壓汞法研究不同摻量下纖維對混凝土水泥硬化漿體孔隙結構的影響，結果顯示與基準水泥淨漿試樣相比，聚丙烯纖維僅在摻量0.15%時，孔隙率明顯下降,其下降幅度約為33.79%；而後隨著纖維摻量的增加而明顯增大，摻量0.
23%時，孔隙率已高出基準試樣31.62％。而uf500纖維的摻入使水泥漿體孔隙率下降45.
39%以上，其中以摻量0.23%最為明顯。相同纖維摻量下，纖維素纖維水泥漿體孔隙率要比聚丙烯纖維硬化水泥漿體低38.
14%以上，見圖5。
圖5纖維素纖維、聚丙烯纖維水泥漿體孔隙率
中國水電顧問集團成都勘測設計研究院科研所研究表明：混凝土中摻入uf500後，可降低其絕熱溫公升值，其中28d的絕熱溫公升值可降低1.5℃。
對大體積混凝土而言，摻uf500纖維素纖維可延緩水化熱峰值的產生，提高混凝土早期抗開裂能力。
基於上面對於本專案開裂風險及相關措施的分析並結合混凝土纖維技術發展情況，對比纖維素纖維和聚丙烯類纖維的作用及效果如下，見表4。
表4 纖維素纖維與聚丙烯類纖維抗裂機理及效果分析
5 結論
（1）汙水處理系統的沉井、幫浦房屬於大體積地下工程，主要的開裂風險在於早期熱縮及長期乾縮。
（2）纖維混凝土具有較好的早期抗裂效能，有利於降低本專案的開裂風險。
（3）纖維素纖維作為聚丙烯類纖維的更新換代產品，具有除了提高混凝土早期抗開裂效能外，還對混凝土孔隙結構及混凝土勻質性、保水性等效能均有改善作用，最終提高混凝土耐久性；另外，纖維素纖維克服了聚丙烯類纖維減小混凝土坍落度，在混凝土表面起毛結球等弊端。
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