营口港砼方块——大体积砼裂缝的控制

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营口港砼方块——大体积砼裂缝的控制

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2498


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

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的“聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状”一文中的结论写道:“对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的最大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期超过100年的稳定性。

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。


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