連續(xù)澆筑鋼筋混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫控制新技術(shù)

PAGE目錄TOC\o"1-3"\h\z第一章UEA補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂原理 1第二章抗裂分析、伸縮縫間距討論及工程應(yīng)用簡(jiǎn)介 2第一節(jié)抗裂分析 2第二節(jié)伸縮縫間距計(jì)算 3PAGE4UEA補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂原理在水泥中內(nèi)摻10%~I2%UEA，可制成UEA補(bǔ)償收縮混凝土，在限制條件下，UEA產(chǎn)生的膨脹能轉(zhuǎn)變?yōu)?.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力儲(chǔ)存于結(jié)構(gòu)中。這一預(yù)壓應(yīng)力可抵消結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止或減少收縮裂縫的出現(xiàn)。在限制條件下，摻入U(xiǎn)EA后，混凝土產(chǎn)生限制膨脹來(lái)抵消混凝土由于干縮和冷縮引起的限制收縮，從而達(dá)到避免或減少混凝土開(kāi)裂的目的，這就是UEA補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂原理。UEA補(bǔ)償收縮混凝土能完全補(bǔ)償混凝土的干縮，并且能使混凝土在中期獲得微弱膨脹，以補(bǔ)償混凝土的冷縮。其補(bǔ)償收縮模式可用圖3-3-l表示。圖3.3-l中：①——混凝土散熱冷縮變形曲線；②——?dú)鉁刈兓鸬睦淇s曲線；③——③=①十②；④——符合冷縮與干縮聯(lián)合補(bǔ)償?shù)淖罱K變形曲線。ST——最大冷縮值；S2——最大收縮值；D——最終變形，亦即最終收縮（短時(shí)間）；Sc——彈性壓縮；?2m——混凝土濕養(yǎng)膨脹階段達(dá)到的最大限制膨脹率；Sk——混凝土的極限拉伸值。在實(shí)際應(yīng)用中，首先確定混凝土初始溫度和水化熱溫升達(dá)到最高溫度后的降溫冷縮變形曲線②，其次確定氣溫下降曲線①和以后周期性變化引起的疊加冷縮曲線③。最后選定適宜的限制膨脹?2m和濕養(yǎng)膨脹時(shí)間t來(lái)對(duì)冷縮和干縮進(jìn)行聯(lián)合補(bǔ)償。最大冷縮值ST可根據(jù)最大降溫值（℃）和混凝土的線膨脹系數(shù)計(jì)算。當(dāng)混凝土的最終變形（亦即最終收縮）D=?2m-?2+?e-ST<Sk時(shí)，混凝土不會(huì)開(kāi)裂?？沽逊治?、伸縮縫間距討論及工程應(yīng)用簡(jiǎn)介北京當(dāng)代購(gòu)物中心工程的箱形基礎(chǔ)，長(zhǎng)90m，寬90m，底板厚70mm，墻厚350mm，配筋率為0.4%，鋼筋直徑為20mm，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C30，采用525號(hào)普通水泥，水泥單方用量366kg/m3，水灰比0.50，施工季節(jié)氣溫為7~l2℃。該工程采用UEA混凝土作結(jié)構(gòu)自防水，內(nèi)摻l2%UEA，UEA混凝土濕養(yǎng)膨脹階段達(dá)到的最大限制膨脹率為4.28×l0-4。該底板經(jīng)1抗裂分析由于水熱化引起混凝土內(nèi)部絕熱升溫：考慮基礎(chǔ)上、下表面一維散熱，散熱系數(shù)為0.5~0.6，取0.6，則由于水熱化引起的溫升值為：T1=0.6Tmax=0.6×70.9=42.5（℃）環(huán)境氣溫7~12℃，所以，混凝土的最大冷縮值為：Sk=α（T1+T2）=1.0×l0-5×（42.5十2.5）=4.5×l0-4混凝土1個(gè)月最大收縮值S2按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：?2（t）=3.24×10-4（l-e-0.0lt）m1·m2……m10m1、m2…m10為各種因素影響系數(shù)。在這里只考慮水灰比和環(huán)境濕度影響，取m4=1.l2，m7=l.l3。?2（30）=3.24×l0-4×（1-e-0.01×30）×1.21×1.13=4.5×10-4混凝土的極限拉伸Sk考慮配筋和徐變影響，按下式計(jì)算（負(fù)號(hào)表示受拉狀態(tài)）：Sk=0.5Rf（1+P/d）×10-4=0.5×2.0×（1+0.4/2.0）×10-4=1.2×l0-4考慮混凝土的徐變影響，偏于安全地假設(shè)為彈性極限的0.5倍，則Sk=1.2×10-4×（1+0.5）=l.8×10-4即混凝土的最終變形：D=?2m-?2-ST=4.28×10-4-1.5×10-4-2.5×10-4=-1.37×10-4（負(fù)號(hào)表示受拉狀態(tài)）由于1.37×10-4<Sk=1.8×10-4，所以，混凝土不會(huì)開(kāi)裂。伸縮縫間距計(jì)算混凝土收縮當(dāng)量溫差：混凝土膨脹補(bǔ)償當(dāng)量溫差混凝土綜合溫差：T=T1+T2+T3-T4=42.5+2.5+11.5-42.8=13.7（℃）地基硬質(zhì)粘士，取水平阻力系數(shù)Cx=0.1MPa/mm。C30混凝土彈性模量28d齡期為3.0×104MPa?；炷辽炜s縫間距（平均值）按下式計(jì)算：則由于|l.0×l0-5×13.7|-|l.8×10-4|<0，該式在數(shù)學(xué)上無(wú)解，因此，物理概念上伸縮縫盡可取消。若該工程采用普通混凝土施工，條件相同，則混凝土則和溫差為：T=T1+T2+T3=42.5+2.5+11.5=56.5（℃）伸縮縫間距則為=20276mm~20即每20m要留一道伸縮縫，否則，混凝土?xí)_(kāi)裂。以上分析就是UEA補(bǔ)償收縮混凝土抗裂控制的依據(jù)。當(dāng)然，在實(shí)際施工中，影響因素很多，每一種因素都可能導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。但在良好施工條件下，延長(zhǎng)伸縮縫的間距是可以做到混凝土結(jié)構(gòu)不裂的。根據(jù)這一原理先后在十幾個(gè)超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水重大工程中應(yīng)用這一技術(shù)均獲得成功。北京當(dāng)代購(gòu)物中心工程原設(shè)計(jì)橫向3條、縱向2條后澆帶。采用UEA混凝土后，取消了原設(shè)計(jì)的5條后澆帶，底板5600m3混凝土連續(xù)5d采用泵送混凝土澆筑完成。施工時(shí)，由2個(gè)混凝土攪拌站同時(shí)供應(yīng)商品混凝土，水泥與UEA單方用量高達(dá)436kg/m3，施工季節(jié)為嚴(yán)寒冬季，最低氣溫-12℃。該工程已回填土北京九龍游樂(lè)園水下宮殿，位于北京十三陵水庫(kù)中，內(nèi)徑49m，高15m，底板厚1.2m，墻厚1.0m，頂厚0.3m。龍宮周長(zhǎng)160余米。原設(shè)計(jì)分7道后澆帶，給施工帶來(lái)許多麻煩。后采用UEA混凝土澆筑，取消了原設(shè)計(jì)的7條后澆帶，不間斷施工完成了該工程主體。經(jīng)4年觀察，不裂不滲。*