大型薄壁结构池体混凝土裂缝的控制

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1、大型薄壁结构池体混凝土裂缝的控制：根据市政建设工程的特点，污水处理厂氧化沟结构必须满足蓄水试验要求，因而对混凝土裂缝的控制显得尤其重要。　　关键词：优化混凝土裂缝控制　　某污水处理厂扩建氧化沟工程为半地下室式钢筋混凝土水池，池总长×总宽为138.8m×102.8m，建筑面积14268.64m²。氧化沟底板厚250mm；池外壁厚300mm，内隔墙厚250mm，导流墙厚200mm；池壁高度为4.1m。混凝土强度等级为C25，抗渗等级为S6；池外壁配筋情况为外侧竖筋Ф[email protected]，内侧竖筋Ф[email&#

2、160;protected]，水平筋为Ф[email protected]。现做以下分析：　　一、混凝土裂缝的成因及分类　　混凝土是由粗骨料及水泥石形成的多相体，由于在硬化过程中，水泥凝胶体体积缩小，在骨料骨面形成了许多缝隙，这些缝隙并不连续，但在受力或强迫位移作用下，互相连贯，延伸到混凝土表面，即形成裂缝。　　根据受力状况来分，有受力裂缝和非受力裂缝之分。　　由于混凝土体积收缩、温度变化、沉陷位移等非荷载的间接作用，在超静定结构中引起约束应力而造成的裂缝称为非受力裂缝。收缩裂缝、温度裂缝等均属于非受力裂缝。　　近年对混凝土结构可见

3、裂缝的调查表明，大部分裂缝为非受力裂缝，受力裂缝比例很少。　　二、控制裂缝的措施　　发生裂缝的原因是系统工程中的各个环节的因素综和构成，本工程存在如下特征：ａ、大跨度薄壁池体结构；ｂ、作为处理污水的半地下室构筑物，需满足蓄水试验要求；ｃ、浇筑时间在7月~9月份，正值高温天气，增加了混凝土裂缝控制的难度，针对以上特征，主要从以下几个方面着手：　　1、优化混凝土的配合比：　　本工程混凝土全部采用商品混凝土，为提高混凝土的综合性能，保证混凝土的抗渗性能，我们对商品混凝土先进行了试配，三组配合比参数如表1：　　表1　　　　　　　　根据试配数据和长期的

4、实践经验，我们最后决定采用第二种配合比设计，并作适当调整，最后确定混凝土的配合比如表2：　　表2　　　　　　2、选组成混凝土的原材料：　　混凝土裂缝与水泥质量优劣、骨料粒径及含泥量大小、外掺料用量多少、外加剂使用得当与否都有一定的关系。　　①采用安徽宁国水泥，其标准稠度用水量较小、凝结时间较长，是目前水化热相对较低、质量较稳定的普通硅酸盐水泥；　　②粗骨料采用宜兴专供碎石，为级配良好、热膨胀系数较低、强度较高且未风化的花岗岩石子，以减少混凝土收缩及降低水泥用量；　　细骨料采用不含有机质的中粗砂，细度模数控制在2.5，砂率控制在40%~50%，

5、以减少混凝土的收缩，提高混凝土的极限拉伸强度；　　粗细骨料含泥量均控制在1%以内，实际施工时，抽样检查砂的含泥量为0.4%，碎石的含泥量为0.5%；　　③混凝土中掺加水泥用量12%的粉煤灰替代水泥，采用华能一级粉煤灰，并严格控制其细度，这样就减少了单方水泥用量，降低水化热温升，减少收缩应力，有效的控制了温度裂缝；　　④混凝土中掺加水泥用量7%的JM-3南京产微膨胀剂，考虑到非预应力混凝土会发生自缩，产生收缩裂缝，掺加6%~8%的JM-3可以产生万分之三到万分之四的微膨胀来抵抗混凝土的自缩，以达到抗裂、防渗、增强的效果。外加剂由生产厂家根据单机

6、拌量提供小包装，一机一袋，定量控制。　　3、从施工方面着手：　　（一）预控工程：　　本工程采用温度应力计算进行预控，以往在进行此类计算时只计算最终（28d）温度应力与标准抗拉强度的比较，而未进行每个龄期的比较，但因某个龄期温度应力超过该龄期抗拉强度时，亦会产生裂缝，故本工程分三个龄期（3d、7d、28d）来进行验算：　　A、混凝土的温度收缩应力σ（t）：　　σ（t）=E（t）αΔTS（t）R/（1-γ）（1）　　E（t）：各龄期混凝土弹性模量；　　α：混凝土的线膨系数，取1.0×10-5；　　ΔT：混凝土的最大综合温差；　　S（t）：考虑徐变

7、影响的松弛系数，取0.3；　　R：混凝土的外约束系数，取0.25；　　γ：混凝土的泊松比，取0.15。　　E（t）=E0（1-e-0.09t）(2)　　E0：混凝土的最终弹性模量，取2.80×104N/mm²；　　e：常数，取2.718；　　t：混凝土浇筑后至计算时的天数。　　ΔT=T（t）+T0-Th(3)　　T（t）：混凝土浇筑完t段时间，混凝土的绝热温升值；　　T0：混凝土的入模温度；　　Th：混凝土浇筑后达到稳定时的温度。　　T（t）=CQ（1-e-mt）/cρ（4）　　C：每立方米混凝土水泥用量，取300kg/m³

8、;；　　Q：每千克水泥水化热，3d取250J/kg、7d取271J/kg、28d取334J/kg；　　m：经验系数，取0.2；　　c：混凝土的热比，取0.96J/k