巖土工程師輔導(dǎo)：巖土混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因分析與控制(2)

　　2.3.2控制混凝土內(nèi)部溫度。水泥水化熱引起升溫后，在絕熱狀態(tài)下混凝土內(nèi)部的穩(wěn)定可用下式計(jì)算：

　　T=T1+T2=T1+WQ(1-e-mΓ)/Cp

　　式中：T——在絕熱狀態(tài)下不同齡期的混凝土內(nèi)部溫度(℃);

　　T1——混凝土的澆筑溫度(℃);

　　T2——在Γ齡期時(shí)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(jì)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(shí)取2800～3000Kg/m3;

　　m——系數(shù)，隨水泥品種，比表面及澆筑溫度而異;

　　Γ——齡期(d)。

　　實(shí)際上，由于混凝土澆搗時(shí)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(tài)中，混凝土由水泥水化熱引起的溫升遠(yuǎn)比絕熱條件下最終水化熱的溫升要小。另外，混凝土內(nèi)部最高溫升還與澆筑塊的厚度有關(guān)，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(shí)踐中引入一個(gè)與澆筑厚度有關(guān)的系數(shù)ξ，混凝土內(nèi)部最高溫度改用下式計(jì)算：

　　T=T1+T2ξ

　　2.4控制內(nèi)部最高溫度的措施。綜上所述，混凝土內(nèi)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(nèi)部最高溫度，針對(duì)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(jié)澆筑，尤其應(yīng)避開炎熱天氣。當(dāng)必須在炎熱天氣澆筑時(shí)，可采用冰水或深井水拌制混凝土，對(duì)骨料進(jìn)行冰水冷卻，設(shè)置遮陽(yáng)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(shí)，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(jí)配、采用強(qiáng)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(xiàn)施工冷縫，澆筑過(guò)程中需要適當(dāng)延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)緩凝型減水劑在延緩水泥水化的同時(shí)使水化放熱速度減慢，有效降低混凝土內(nèi)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(guò)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(fā)，并使溫度分布均勻。

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

　　2.4.6動(dòng)態(tài)監(jiān)控。對(duì)混凝土溫度變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，定期測(cè)量澆筑后混凝土表面和內(nèi)部溫度，控制內(nèi)部溫差不大于25℃。

　　2.4.7保溫。覆蓋塑料薄膜再加草袋進(jìn)行保溫，覆蓋厚度由熱工計(jì)算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)選定。

　　2.4.8減輕對(duì)地基對(duì)澆筑體約束。在巖石地基或較厚的混凝土墊層上澆筑時(shí)，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(duì)基礎(chǔ)膨脹時(shí)的側(cè)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(dāng)增加配筋率。

　　3、徐變裂縫的控制

　　3.1適當(dāng)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(gòu)造筋(彎起方向平行于主拉應(yīng)力)。壓低預(yù)應(yīng)力筋彎起角度，減少非預(yù)壓區(qū)。

　　3.2支撐節(jié)點(diǎn)采用微動(dòng)連接，如采用螺栓連接，預(yù)留孔內(nèi)設(shè)橡膠墊圈、柔性連接等，以削減約束應(yīng)力。

　　3.3構(gòu)件吊裝前應(yīng)一個(gè)較長(zhǎng)的堆放時(shí)間，吊車梁的最后固定盡可能晚些(徐變3個(gè)月可達(dá)60%，4個(gè)月基本穩(wěn)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(shí)混凝土具有較長(zhǎng)齡期，強(qiáng)度也較高。

　　3.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不要過(guò)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(jìn)壓力分布層，減少應(yīng)力集中。

　　4、應(yīng)力裂縫的控制

　　4.1加強(qiáng)施工中鋼筋、模板、混凝土配料、振搗的質(zhì)量控制檢查，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼筋位置、安裝支撐系統(tǒng)、支撐位置正確，混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求。

　　4.2正確掌握拆模時(shí)間，避免過(guò)早拆模，敲擊過(guò)重，嚴(yán)格控制施工臨時(shí)堆載;構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)保持支承和吊點(diǎn)位置正確、穩(wěn)定，避免振動(dòng)、碰撞。

　　4.3避免直接在松軟土或松填土上支?；蛑谱黝A(yù)制構(gòu)件，場(chǎng)地周圍做好排水并注意養(yǎng)護(hù)，避免水管漏水浸泡地基。

　　4.4預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉或放張，混凝土必須達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，控制應(yīng)力應(yīng)準(zhǔn)確，不應(yīng)超張，應(yīng)緩慢放松預(yù)應(yīng)力筋;胎模端部加彈性墊層(木或橡膠)，減緩胎模角度，使構(gòu)件回縮不被卡信。

　　4.5預(yù)應(yīng)力吊車梁、桁架等構(gòu)件端部節(jié)點(diǎn)處劈裂應(yīng)力區(qū)全高增配箍筋或鋼筋網(wǎng)片，并保證預(yù)應(yīng)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(zhì)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(zhuǎn)脫模時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，防止劇烈沖擊和振動(dòng)，并應(yīng)在平整堅(jiān)實(shí)的鋪砂地面上進(jìn)行。

　　5.2預(yù)應(yīng)力構(gòu)件預(yù)留孔時(shí)管芯要平直，混凝土澆筑后定時(shí)(15min左右)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，抽管時(shí)間以手壓混凝土表面不顯印痕為宜，抽管時(shí)應(yīng)平穩(wěn)緩慢。

　　5.3胎模應(yīng)選用有效的隔離劑，起模前先用千斤頂均勻松動(dòng)，再平緩起吊。

　　5.4構(gòu)件堆放按支承受力狀態(tài)設(shè)置墊木，重疊堆放時(shí)，支點(diǎn)保持在一條直線上，同時(shí)做好標(biāo)記，避免板、梁、柱構(gòu)件反放。

　　5.5運(yùn)輸中，構(gòu)件之間設(shè)置墊木并互相綁牢，防止晃動(dòng)、碰撞。

　　5.6屋架、柱等大型構(gòu)件吊裝，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置吊點(diǎn);吊裝屋架等側(cè)向剛度差的構(gòu)件時(shí)，應(yīng)用腳手桿橫向加固，并設(shè)牽引繩，防止吊裝過(guò)程中晃動(dòng)、碰撞。

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

　　5.8滑動(dòng)模板應(yīng)確保安裝尺寸和質(zhì)量要求，施工中若因某種原因?；瑫r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)松開模板后再滑開，以防止拉裂混凝土。

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