大型钢筋混凝土水池裂缝控制分析

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1、广东建材2010年第3期水泥与混凝土大型钢筋混凝土水池裂缝控制分析梁劲松(湖南华亿市政工程设计有限公司)摘要：本文介绍了水池池擘属于特殊的人体积混凝十结构，需要充分考虑非荷载因素对裂缝的影响。分别从混凝上的材料、结构设计和施工三个方面逐+介绍j，相应的裂缝控制措施。关键词：水池；大体积混凝土；裂缝控制1引言水池池壁的裂缝包括施工阶段出现的裂缝和后期使用}n现的裂缝。由温度裂缝产生的机制分析时可以看出，温差、约束和混凝土强度是温度裂缝产生的三个因素，因此，温度裂缝控制也可从这三个方面入手。下面就从混凝土的

2、材料、结构设计、施工中养护等方面分别进行考虑，以保证能够减少混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减小混凝十收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善约束和构造设计，最终达到控制裂缝的目的。2从材料出发的裂缝控制措施在裂缝控制措施中，首先要注重对其材料的选择和控制，其主要措施如下：2．1选择低热的水泥品种凡是由硅酸盐水泥熟料、6％'--15％混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，这是最基本也是使用最多的水泥。而以适当成份的硅酸盐水泥熟料、矿渣和适量石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，

3、称为低热矿渣硅酸盐水泥。水泥中矿渣掺加量按质量百分比计为20％一--60％，允许用不超过混合材料总量50％的磷渣或粉煤代替部分矿渣。后者因为铝含量低，相应产生的水化热就少，其引起的温升也少，所以较前者更有利于抗裂。2．2降低水泥用量虽然水池池壁较薄，但是混凝土的温升在初期还是有一定影响，如果不注意仍然可能产生裂缝，所以有必要降低混凝土中的温升大小。混凝士中的热量丰要由水泥的水化反应产生，有数据表明，单位水泥用量每增减lOkg，温度相应升高或降低10℃，故降低水泥用量对裂缝控制有着明显作用。2．3控制水灰

4、比和含砂率在大犁混凝土的施下中，一般都是采用泵送混凝土连续浇筑。在泵送混凝土中，水泥的用量的选择很重要。如果水泥用量过少，会导致混凝十的和易性差，泵送阻力增大，同时泉送输送管的磨损也加剧，容易产生堵塞。因此，现行规范有规定，泵送混凝土的水泥用量最小为300kg／m3。既要如第二条措施所说的降低水泥用量，又要保证混凝土的流动性，这要求注意提高混凝十的含砂率。研究表明，当水泥用量不变时，用水量每增加10％，混凝十强度降低20％：混凝十与钢筋的粘结力降低10％，干缩约增人20％～30％。因此，严格控制水灰比十

5、分重要。2．4选择合理的外加剂外加剂有减水剂、膨胀剂、引气剂、缓凝剂和早强剂等多种类型，其中最常月j也是最重要的外加剂是减水剂和膨胀剂。虽然加人用水量可以增加泵送混凝土的流动性，但是它也降低了混凝士的抗离析能力和后期强度。研究表明，水泥完全水化的极限水灰比是0．227左右，多余的水不参加水化反应，而是会部分蒸发。自吐J水蒸发可能会在硬化混凝土中形成贯通毛细孔，加l-．其他水分蒸发形成的空隙，使总空隙率增大。这样就降低了水泥石与骨料之间的粘结力，导致混凝土强度下降。而使用减水剂，可以在保证混凝土塌落度与水

6、灰比不变的情况下，减少用水量，从而可以节约水泥和降低绝热温升。3从设计出发的裂缝控制措施从设计出发对水池进行裂缝控制的措施包括控制结构的不均匀沉降量、合理设置后浇带和其他相应的构造措施。其中不均匀沉降量的控制跟水池所处的地质条件和埋置深度等因素密切相关，它丰要通过考虑结构的选犁和加强结构的整体性来实现。而对于非荷载裂缝的控制则主要通过设置后浇带和采取相应的构造措施来一51—水泥与混凝土广东建材2010年第3期实现，下面主要介绍后面两种方式。3．1后浇带后浇带是在现浇钢筋混凝土结构中在施工期间留设的临时性

7、的温度和收缩变形缝。该缝根据工程安排养护一段时间，待分开结构中的收缩大部分己经完成，再用混凝十填筑密实形成整体的无伸缩缝结构。后浇带的间距由最大浇筑长度计算确定，一般情况下为20"--30m。用后浇带分段施工时，其计算是将降温温差和收缩分为两部分：在施工初期，第一部分内结构被分成若干段，以有效减小温度应力和收缩应力：在施工后期再将这些分段浇筑成整体，继续承受第二部分降温温差和收缩的影响。这两部分降温温差和收缩作用下产生的温度应力叠加后的值要求小于混凝土的抗拉设计强度。这就是利用后浇带控制产生裂缝并达到不

8、设永久性伸缩缝的原理。后浇带的构造有平接式、T字式和企口式等(如图l所示)。‘骝鲤篮．P(c)企口式图1“后浇带”构造示意图传统后浇带的保留时间一般不少于40d，在此期间早期温差及30％以上的收缩已经完成。在浇筑新混凝士前，必须将整个混凝土表面的原浆凿清形成毛画，清除垃圾及杂物，并隔夜浇水浸润。浇筑的混凝土可采用浇筑混凝土、膨胀混凝土或无收缩水泥，要求混凝土强度等级比原结构提高5～lON／mm2，并保持不少于15d的潮湿养护。对于水池这种防