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营口港砼方块大体积砼裂缝的控制

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营口港鲅鱼圈港区三期码头工程结构型式为方块重力式码头, 其中水下区的方块(A、B、C层)砼设计标号为C25,水位变动区方块(D层)与卸荷板有杭冻要求,砼设计标号为C35F300,2001年4月26日开始预制的A层、B层砼方块(71-74m3/块),没有产生砼裂缝,但2002年5月中旬开始预制的C层、D层方块和卸荷板时,D层方块和卸荷板有产生表面裂缝现象。
    对现场预制的各种砼方块进行了观察,发现C25标号的砼方块(74cm3左右),没有发生裂缝,C35F300标号的砼小方块(35~50cm3左右)也没有发生裂缝,而C35F300标号砼大方块(72. 7m3左右)有表面裂缝,出现裂缝的时间大致在浇注后的第二天后(即48小时~72小时之间),发生裂缝”部位大都从榫槽折角开始向上延伸。裂缝长度一般在30~150cm范围内,裂缝宽度在0.2mm以下。裂缝深度较浅,属于表层裂缝。这种裂缝影响工程耐久性:一是处在水位变动区及其以上的砼,在冬季裂缝内进海水结冰产生冻涨,破坏砼结构;二是海水中的盐碱物进入裂缝内产生腐蚀作用。大体积砼预制构件产生裂缝的分析:原因分析:
    砂、碎石的质量、级配,水泥的品种及单位体积砼的水泥用量,砼构件的体积大小、设计构件形状,施工工艺和气候条件等诸多因素有关。经过研究分析其主要因素是砼标号较高,体积较大,单位体积砼内的水泥用量较多(400kg/m3左右),砼在凝结硬化过程中,水泥水化反应产生的大量水化热积蓄在砼块体内,使内部温度明显升高,砼产生温度变形。此温度变形受到约束产生温度应力,当温度应力超过砼的抗拉强度时,砼产生裂缝。砼受到两个约束作用:
    1、外约束
    砼浇注后,温度逐渐下降,块体也随之收缩。但是在块体底部(与底胎上的榫相互作用,块体收缩受到榫的约束,从而在块体内部产生拉应力。该拉力在砼方块的底部最大,一旦产生裂缝也是从底部开始,随着收缩的增加和温度应力的增大,裂缝将向上延伸,有时贯穿整个块体。
    2、内约束(砼块体自身质点之间的约束):大体积砼方块在温度变化过程中,块体内温度分布是不均匀的。块体表层散发快,表层温度接近外界气,而内部积聚的水化热不易散发,使块体内部温度明显高于表层温度,内、外温差不一致,使表层砼收缩受到里层砼的约束而产生拉应力。
    外约束作用越大,相应的温度应力愈大;内约束产生的温度应力与块体内、外温差愈大,温度应力也愈大。如果二者产生的拉应力超过砼的抗拉强度砼都要出现裂缝。方块A、B、C水泥用量少,水化热小,且方块A底部无外约束,所以方块A不产生裂缝。方块B、C底部有外约束,当外约束产生的拉应力超过砼的抗拉强度就出现裂缝,因此方块B、 C在榫槽处有时出现裂缝,方块D和卸荷板因有抗冻要求,强度等级高,水泥用量多,水化热大,且都有外约束(方块D在底部榫糟处,卸荷板在预留孔处),所以方块D和卸荷板出现的裂缝比B、C明显。
    改进预制砼大方块产生裂缝的措施:
    (1)优化砼配合比
    在保证砼符合设计强度和现行规范要求的基础上,尽量减少水泥用量,即多试拌几个砼配合比。
    (2)砂和碎石的选用
    砂选用中粗砂,含泥量小于3%,清除泥土和石粉,级配要好,从而可能提高砼自身的强度,相对可以减少水泥用量,对克服温度裂缝有好处。
    (3)浇注砼大方块时,按规定掺加8~10%的块石(10~100kg/块),即能降低工程成本,又能有助于克服裂缝。
    (4)减小砼浇注的分层厚度,在条件允许时减缓砼浇注速度,以不出现冷缝为原则。
    (5)在原有吊装孔基础上增加预留孔,大方块浇注完毕养护时期,吊装孔和预留孔内的养护水由于水泥水化热而造成温度升高,为此,每隔2~3小时孔内换一次水,孔内热水沿块体四周流下,既可以降低方块内部的温度,减少砼内约束作用。
    (6)减少外约束作用,设活动榫,养少外约束作用。
    (7)确保施工质量,较高砼抗裂比较
    砼原材料准确计量,搅拌时间满足施港要求,加强砼振捣,确保砼振捣密实;在预制卸荷板时加入膨胀剂,膨胀剂和钢筋共同作用抵消砼收缩时产生的抗应力。
    实践证明,我们采取了上述各种措施后,效果明显,砼大方块卸荷板的裂缝基本上得到解决。

 

发布:2007-07-28 10:43    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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