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巖土工程師輔導:巖土混凝土結構裂縫原因分析與控制(2)

更新時間:2010-06-11 15:18:21 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  2.3.2控制混凝土內部溫度。水泥水化熱引起升溫后,在絕熱狀態下混凝土內部的穩定可用下式計算:

  T=T1+T2=T1+WQ(1-e-mΓ)/Cp

  式中:T——在絕熱狀態下不同齡期的混凝土內部溫度(℃);

  T1——混凝土的澆筑溫度(℃);

  T2——在Γ齡期時混凝土的絕熱溫度(℃);

  W——每立方混凝土中水泥用量(Kg/m3);

  Q——每千克水泥水化熱量(Kj);

  C——混凝土的比熱容,計算式可取0.97KJ(Kg·K)

  P——混凝土的表面密度,一般取2500Kg/m3,為防射線,混凝土中摻入重金屬(如鋇粉)時取2800~3000Kg/m3;

  m——系數,隨水泥品種,比表面及澆筑溫度而異;

  Γ——齡期(d)。

  實際上,由于混凝土澆搗時總是暴露在大氣中,與大氣存在熱量交換,處于散熱而非絕熱狀態中,混凝土由水泥水化熱引起的溫升遠比絕熱條件下最終水化熱的溫升要小。另外,混凝土內部最高溫升還與澆筑塊的厚度有關,塊體越薄散熱越快,最高升溫越低;反之塊體越厚散熱越慢,則最高升溫越高。因此,工程實踐中引入一個與澆筑厚度有關的系數ξ,混凝土內部最高溫度改用下式計算:

  T=T1+T2ξ

  2.4控制內部最高溫度的措施。綜上所述,混凝土內部最高溫度是由澆筑溫度和水泥水化熱量升兩部分組成,為控制內部最高溫度,針對這兩方面可采取以下措施:

  2.4.1避開炎熱天氣。盡可能選擇溫度低的季節澆筑,尤其應避開炎熱天氣。當必須在炎熱天氣澆筑時,可采用冰水或深井水拌制混凝土,對骨料進行冰水冷卻,設置遮陽裝置以降低混凝土攪拌和澆筑溫度。

  2.4.2合理選擇水泥品種和控制水泥用量以降低水化熱溫升。宜用摻混合材料的硅酸鹽水泥,如礦渣水泥、火山灰水泥,這些水泥水化熱較少。若不得不用普通水泥時,可摻粉煤灰,有緩凝作用的外加劑,并減少水泥用量,選擇合適的砂石級配、采用強度高的骨料,降低或延緩水化放熱。

  2.4.3摻緩凝型減水劑。為防止出現施工冷縫,澆筑過程中需要適當延長凝結時間,同時緩凝型減水劑在延緩水泥水化的同時使水化放熱速度減慢,有效降低混凝土內部溫升峰值,并能改善混凝土其他方面的性能。

  2.4.4施工過程合理化。可采用全面分層、分段分層、斜面分層三種混凝土分層澆搗方式。每層厚度不大于300mm,以加快熱量散發,并使溫度分布均勻。

  2.4.5預埋蛇型石英管。在混凝土體內預埋蛇型石英管,澆筑后采用通冰水,冷卻的方法控制內部溫度。最后在用稠度較大的水泥漿將管道填充封堵密實。

  2.4.6動態監控。對混凝土溫度變化進行動態監控,定期測量澆筑后混凝土表面和內部溫度,控制內部溫差不大于25℃。

  2.4.7保溫。覆蓋塑料薄膜再加草袋進行保溫,覆蓋厚度由熱工計算結合經驗選定。

  2.4.8減輕對地基對澆筑體約束。在巖石地基或較厚的混凝土墊層上澆筑時,事先攤鋪10mm厚的瀝青或二層瀝青油氈以消除或減少約束作用,緩和地基對基礎膨脹時的側向壓力。

  2.4.9配置暗梁。大體積墻體除頂部和底部配有暗梁外,在墻體中部也宜配置暗梁,適當增加配筋率。

  3、徐變裂縫的控制

  3.1適當加大端頭截面高度,配置承受水平力鋼筋、放射式配筋或彎起構造筋(彎起方向平行于主拉應力)。壓低預應力筋彎起角度,減少非預壓區。

  3.2支撐節點采用微動連接,如采用螺栓連接,預留孔內設橡膠墊圈、柔性連接等,以削減約束應力。

  3.3構件吊裝前應一個較長的堆放時間,吊車梁的最后固定盡可能晚些(徐變3個月可達60%,4個月基本穩定,半年徐變可完成70%~80%),使徐變變形在吊裝前(或固定前)完成大部分,此時混凝土具有較長齡期,強度也較高。

  3.4預應力混凝土構件不要過早放張,以減少收縮徐變變形,提高抗裂能力。

  3.5加大端頭支承墊板,改進壓力分布層,減少應力集中。

  4、應力裂縫的控制

  4.1加強施工中鋼筋、模板、混凝土配料、振搗的質量控制檢查,確保結構構件鋼筋位置、安裝支撐系統、支撐位置正確,混凝土強度達到要求。

  4.2正確掌握拆模時間,避免過早拆模,敲擊過重,嚴格控制施工臨時堆載;構件堆放、運輸、吊裝時保持支承和吊點位置正確、穩定,避免振動、碰撞。

  4.3避免直接在松軟土或松填土上支模或制作預制構件,場地周圍做好排水并注意養護,避免水管漏水浸泡地基。

  4.4預應力構件張拉或放張,混凝土必須達到規定的強度,控制應力應準確,不應超張,應緩慢放松預應力筋;胎模端部加彈性墊層(木或橡膠),減緩胎模角度,使構件回縮不被卡信。

  4.5預應力吊車梁、桁架等構件端部節點處劈裂應力區全高增配箍筋或鋼筋網片,并保證預應力鋼筋外圍混凝土有一定的厚度。

  4.6板面采用二次或三次壓光,改善板面質量。

  5、施工裂縫的控制

  5.1木模板澆水濕透,防止脹模將混凝土拉裂。采用翻轉脫模時應平穩,防止劇烈沖擊和振動,并應在平整堅實的鋪砂地面上進行。

  5.2預應力構件預留孔時管芯要平直,混凝土澆筑后定時(15min左右)轉動鋼管,抽管時間以手壓混凝土表面不顯印痕為宜,抽管時應平穩緩慢。

  5.3胎模應選用有效的隔離劑,起模前先用千斤頂均勻松動,再平緩起吊。

  5.4構件堆放按支承受力狀態設置墊木,重疊堆放時,支點保持在一條直線上,同時做好標記,避免板、梁、柱構件反放。

  5.5運輸中,構件之間設置墊木并互相綁牢,防止晃動、碰撞。

  5.6屋架、柱等大型構件吊裝,應按規定設置吊點;吊裝屋架等側向剛度差的構件時,應用腳手桿橫向加固,并設牽引繩,防止吊裝過程中晃動、碰撞。

  5.7混凝土冬期施工摻氯鹽早強劑,同時摻加亞硝配鈉阻銹劑(為水泥重量的1%~2%)。

  5.8滑動模板應確保安裝尺寸和質量要求,施工中若因某種原因停滑時間過長,應松開模板后再滑開,以防止拉裂混凝土。

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