首页
资讯
品牌盛会产品评测采购百科高端访谈

导购
食品机械农业机械输送设备清洗设备
优商
博尔威特嘉泉泵业天发机械恒立数控

品牌盛会
盛会简介评选规则报名查询实力买团

【机械百科】水工混凝土裂缝的防止

http://www.machine.hc360.com2016年07月18日14:03 来源:中国铸造网T|T

    水工混凝土裂缝的防止王国秉1宝瑛1王历1朱新民1江光亚1李文芳2赵玺3(1中国水利水电科学研宄院2山西黄河水利工程咨询有限公司3山西省引黄工程总公司偏关项目部)文摘:本文从混凝土的力学和热学物理性能出发,从力学观点阐明了水工混凝土裂缝发生的原因,并提出了保证基础块混凝土不产生贯穿性裂缝和表面裂缝的条件。作者结合多年的工程实践和研宄成果,简要介绍了对防止水工混凝土裂缝一些措施的认识,可供从事水工混凝土设计。施工。科研的人员借鉴。

    1概述大体积水工混凝土自浇筑开始,就要经受外界环境和其本身的各种因素的作用,使混凝土中任一点的位移和变形不断地变化,从而产生了应力。一般情况下,当应力超过了混凝土的极限强度,或其应力变形超过了混凝土的极限变形值,由混凝土构成的结构物就要产生裂缝。裂缝发展到严重程度,结构物因失去承载能力而破坏。由于混凝土本身存在着抗拉强度低、极限拉伸值小这种缺点,而水工混凝土又多半是大体积素混凝土和少筋混凝土,所以要想避免结构产生裂缝,不是轻而易举的;K考虑混凝土早期温升作用的应力折减系数,一般可取0.混凝土的自生体积变形,当e0为膨胀时取负值,e为收缩时取正值;n考虑随龄期发展的折减系数,小于1.0.若膨胀(或收缩)主要发生在早龄期(如低热微膨胀水泥混凝土),n=0.05~0.1若其变形主要发生在晚龄期,可取n=0.7~0.9(如抚顺大坝水泥混凝土)。

    A尸上二,Er地基的弹性模量;L浇筑块长度。

    此式即为保证基础块混凝土不产生贯穿性裂缝的近似条件。

    22防止施工期混凝土表面裂缝的条件对于施工期混凝土的表面裂缝,其破坏力如式(2)。如果混凝土早龄期时完全不进行养护而任其干缩,则巧将很大。即使是目前能够制出的干缩最小的混凝土,也有可能产生干缩裂缝。所以对于现浇的大体积混凝土来说,必须提出养护的要求。实际上只要认真养护,是可以使干缩徐变应力巧变为很小的,因而在设计中不计入干缩应力。

    对于自生体积变形应力力,根据水工大体积混凝土的特点,目前的有关规定要求自生体积变形为膨胀或至少不收缩。一般在设计龄期90d内有10X1(T6的膨胀量时,则在与基础接触浇筑层交界面上,约有0.05~0.08Mpa的压应力,若为同量的自生体积收缩,则得到相同数量的拉应力。

    对于温度应力化它可分解为两部分,一为由混凝土本身水化热温升与初始温差升温引起的,一为环境温度变化的影响。对于前者,初始温差升温的作用产生压应力;水化热温升的作用在3~5d以前表面为压应力,此后由于降温作用,逐渐转变为拉应力。但这些早龄期的应力,不足以使混凝土表面产生裂缝。使混凝土在早龄期产生表面裂缝的激发力,是环境温度的急剧变化和较长时间的表面环境温度的下降,即寒潮袭击和新浇混凝土越冬。严格说来,要计算实际工程的此种应力,应该采用三维有限元法比较合理准确,但比较费时、费事、费钱。现在为了探讨各种因素对防止表面裂缝的作用,可以适当简化。中国水利水电科学研究院结构材料所、朱伯芳1986年在“混凝土保温能力计算”中提出将寒潮气温的变化以及气温年变化,近似简化为按正弦函数变化,分两种情况分析应力:(1)假设混凝土为半无限体(单向散热)。在寒潮和混凝土越冬时,应力公式为A气温变化振幅。

    上,当寒潮时,Q为寒潮降温时段长度;当计算混凝土越冬时的应力,Q为气温年变化的1/4周期。X为混凝土导热系数(wAm.K)),P为放热系数(WWm!K)),其它符号代表意义同前。

    (2)假设混凝土为1/4无限体(两向散热)。棱角上应力公式为混凝土产生贯穿性裂缝和表面裂缝的作用,从而可确定防止裂缝应采取的措施。

    3防止水工混凝土裂缝的措施3.1提高混凝土的抗裂能力提高混凝土的抗裂能力,是一种综合的概念,一70.80.93.3.2水化热温升高的问题浇筑分层厚度Ah般包括以下几个方面:提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸值;提高混凝土的徐变度以使应力有较大的松驰;在提高混凝土抗拉强度的同时适当降低混凝土的弹性模量或变形模量;降低混凝土的热膨胀系数;提高混凝土的比热,选择适当的导热系数;适当提高混凝土的自生体积膨胀量,尽可能不使用自生体积收缩的混凝土;降低混凝土绝热温升总量,其发展曲线应与分缝分层、降温措施相匹配;降低混凝土水分扩散系数与干缩系数。

    当然对每一种结构混凝土,不可能全部达到上述要求。这些要求是一种努力的目标。至于抗压、抗渗、抗冻等要求,自然必须首先满足。

    3.2减小混凝土结构中的应力和变形关于减小结构的应力和变形方面,其重要性是容易理解的。其内容包括以下几项:减小混凝土中的水化热温升;选择适当的分层厚度;适当地分缝,减小浇筑块体长度以减小约束应力;选择较好的体型,尽量减小暴露面,减小恶劣环境影响产生的应力;在结构上尽量采用减小应力集中的布置;尽量减小结构的干缩变形,特别在早龄期;尽量在不影响或少影响施工进度的前提下,采用施工分缝或预留槽的措施,变静不定结构为自由变形的静定结构,以减小约束应力;充分利用温度控制措施,减小温差而降低温度应力。

    一个好的设计会充分利用一切天然的和人工的可能条件,以达到上述全部或部分条件,最大限度地避免裂缝发生,提高工程质量。以上各种因素对结构发生裂缝的作用,以及防止混凝土裂缝的结构措施和施工措施,将在另文中详细叙述,以下讨论若干问题。

    3.3若干问题的讨论3.3.1提高混凝土极限拉伸值的问题式(9)为保证基础约束部位混凝土不发生贯穿性裂缝的条件。不等式右端为容许的混凝土极限拉伸变形,左端为温度作用和自生体积变化产生的拉伸应变。显然,若能获得自生体积变化为膨胀的混凝土,则可直接抵消左端的拉伸应变而减小破坏力。

    其次,在其他条件不变时,若能提高混凝土的极限拉伸值,对防止裂缝也是十分有利的。

    提高混凝土极限拉伸值的方法,从目前的研究成果看,主要有以下几种措施,即提高混凝土的抗拉强度、加水泥用量和采用表面粗糙而且弹性模量低的骨料等。由于造价、运输和地域方面的限制,后两种措施只有在特殊情况下才有可能采用。就目前的技术水平看来,想提高普通混凝土的抗拉强度,比较简单的措施是适当提高混凝土的标号,从而也提高了极限拉伸值。由在一般情况下与混凝土标号之间可写成下式:由式(14)可得表1,表中也列入前苏联建筑法规(CHnil5677冲有关数据。

    由表1可见,当混凝土标号提高后,其Sp值也随之提高,但是混凝土标号的提高也带来一系列问题:水化热温升加;水泥用量加、也加了造价;混凝土弹性模量提高;混凝土徐变度减小等。关于提高标号后水泥用量加,反映在经济上的问题显然是加造价。

    表1混凝土标号与极限拉伸关系由于提高标号使混凝土单位水泥用量提高,绝热温升也高。

上一页12下一页

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

猜您喜欢

返回顶部