大體積混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動(dòng)調(diào)控?zé)狃B(yǎng)抗裂技術(shù)熱養(yǎng)技術(shù)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

返回總目錄第20章

大致積混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動(dòng)調(diào)控?zé)狃B(yǎng)抗裂技術(shù)——熱養(yǎng)技術(shù)第1頁教學(xué)提醒：這是一個(gè)老話題，不過從長江三峽大壩和核電站反應(yīng)堆基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象以后，重新引發(fā)了工程界關(guān)注。這里提出養(yǎng)護(hù)溫度自動(dòng)調(diào)控抗裂技術(shù)是一項(xiàng)新提議，需要大家來共同探索。教學(xué)要求：希望引導(dǎo)學(xué)生用批判精神來討論這項(xiàng)技術(shù)，以臻完善。既然結(jié)構(gòu)裂縫將造成許多工程事故，那么只要控制住了結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象，就等于控制住了多數(shù)工程事故發(fā)生幾率。所以，怎樣控制結(jié)構(gòu)裂縫問題，就成了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)問世近160年以來土木工程學(xué)術(shù)界最為關(guān)心一道課題。伴隨時(shí)代前進(jìn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)提升，人類建設(shè)規(guī)模也在與時(shí)俱進(jìn)，空前發(fā)展。以三峽大壩工程為例，不論其尺度、規(guī)模，還是各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，無疑都是空前。然而在眾多居世界之最各項(xiàng)高水準(zhǔn)、高技術(shù)中，關(guān)于大致積混凝土溫度變形裂縫控制，卻仍是一個(gè)老大難問題，為此已付出了很高代價(jià)。一樣，在核電站工程建設(shè)中，即使引進(jìn)了居世界領(lǐng)先地位國外技術(shù)，仍難免陷入“從第一罐混凝土澆筑開始，混凝土裂縫問題就一直在困擾著建設(shè)者”尷尬境地。最終要為混凝土裂縫修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)付出高昂代價(jià)?？梢婈P(guān)于大致積混凝土控裂技術(shù)至今仍是一個(gè)值得工程學(xué)術(shù)界繼續(xù)探索研究課題。第2頁定義與特征裂縫危害性自動(dòng)調(diào)控混凝土養(yǎng)護(hù)溫度抗裂技術(shù)本章內(nèi)容結(jié)語開裂機(jī)理普通防裂辦法思索題與習(xí)題第3頁定義與特征一.定義關(guān)于“大致積混凝土”這一詞定義，各類文件中說法略有出入。廣義而言是泛指結(jié)構(gòu)斷面尺寸在1000mm以上、輕易因水泥水化熱而引發(fā)裂縫結(jié)構(gòu)。最新歐洲規(guī)范竟將厚度在300mm以上構(gòu)件視為需要考慮水泥水化熱引發(fā)裂縫大致積混凝土，也有其一定道理。按美國ACI116R標(biāo)準(zhǔn)要求和王鐵夢(mèng)先生在《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》一書中意見，則是指“在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中，普通現(xiàn)澆連續(xù)式結(jié)構(gòu)，地下構(gòu)筑物和基礎(chǔ)，輕易因?yàn)闇囟仁湛s應(yīng)力引發(fā)裂縫結(jié)構(gòu)，通稱大致積混凝土結(jié)構(gòu)”。本文討論大致積混凝土范圍專指大基礎(chǔ)、長厚墻板和大壩體等輕易因?yàn)闇囟雀淖儫崦浝淇s引發(fā)變形裂縫現(xiàn)澆混凝土。所謂大，只是相對(duì)而言，沒有必要作詳細(xì)界定。第4頁定義與特征二.特征大致積混凝土含有以下特征。(1)尺度大，因而邊界條件復(fù)雜，受約束程度高。(2)水泥用量多，因而產(chǎn)生水化熱高。混凝土在早期強(qiáng)度發(fā)展和養(yǎng)生階段，體內(nèi)與體外溫差大；在環(huán)境氣溫低條件下，情況就更嚴(yán)重。(3)配筋量少。大致積混凝土因?yàn)槌叨却?，普通只要求按結(jié)構(gòu)配筋，甚至于不配筋就能夠滿足結(jié)構(gòu)承載力要求。所以其配筋率往往偏低，抗極限變形能力也低，輕易引發(fā)溫度變形裂縫。第5頁開裂機(jī)理一.大塊度基礎(chǔ)開裂機(jī)理在第6章已經(jīng)對(duì)普通混凝土溫濕脹縮引發(fā)裂縫進(jìn)行過討論，這里再深入對(duì)大致積混凝土裂縫機(jī)理、特征作深入考查。大塊度基礎(chǔ)不但其平面尺寸大，而且厚度也大，能夠高層建筑整澆筏板基礎(chǔ)和核電站核島廠房基礎(chǔ)為代表。比如上海金茂大廈基礎(chǔ)為64.0m×64.0m×4.0mC50混凝土板；某核島廠房基礎(chǔ)則為103.0m×90.0m×14.5mC30混凝土板；另一反應(yīng)堆基礎(chǔ)則為直徑44.0m、厚度1.68m、中夾兩層聚乙烯薄膜、下墊0.47m墊板C35圓板。這些均屬于大致積混凝土基礎(chǔ)。因?yàn)槠鋲K度大、配筋量相對(duì)稀少，怎樣控制溫度變形、降低裂縫威脅成為一個(gè)極其復(fù)雜技術(shù)問題?，F(xiàn)以直徑44m，厚度1.68m，下面墊0.47m素混凝土底座某反應(yīng)堆基礎(chǔ)為例，來說明其開裂機(jī)理。第6頁開裂機(jī)理1.設(shè)計(jì)抗裂辦法設(shè)計(jì)上除了要求按規(guī)范采取普通通用抗裂辦法外，還設(shè)計(jì)了以下特殊抗裂辦法。1)放松約束在板底與墊板之間設(shè)計(jì)了兩層聚氯乙烯薄膜滑動(dòng)層，放松地基約束。2)抗裂鋼筋除了利用分6層均勻分布在底板內(nèi)126道預(yù)應(yīng)力束管道抗裂外，還在板底和板頂都配有φ30@310雙向鋼筋網(wǎng)抗裂。2.混凝土配合比所用混凝土材料如砂、石、水泥、減水劑、引氣劑、粉煤灰等，均為經(jīng)過重復(fù)試驗(yàn)、仔細(xì)篩選、嚴(yán)格控制合格品。水灰比0.44～0.47，砂率0.34～0.35，粉煤灰摻量17.6%～24.8%，現(xiàn)場(chǎng)配合比掌握嚴(yán)格。第7頁開裂機(jī)理3.澆筑工藝φ44.0m×1.68m塊體采取水平分段(期)跳倉，垂直分層連續(xù)法澆筑。分段澆筑間隔時(shí)間普通為8天～10天，最長達(dá)15天～30天。即后一段混凝土澆筑時(shí)，相鄰前一段混凝土已靠近或到達(dá)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。分層澆筑層厚控制在45cm以下，按斜面放坡引漿，連續(xù)推進(jìn)。1.68m厚度一氣呵成。

4.養(yǎng)生測(cè)溫每小時(shí)測(cè)溫一次，連續(xù)7天，測(cè)得塊體中心最高溫度為75.5℃。用麻布片覆蓋澆水養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)期7天。還利用筏板內(nèi)預(yù)埋6層、126道、總長4700m預(yù)應(yīng)力束管道輸送循環(huán)冷卻水進(jìn)行內(nèi)部降溫。5.裂縫情況底板面共出現(xiàn)了36道裂縫，最先澆筑第一塊段(中心段)不出現(xiàn)裂縫。隨即澆筑第二、第三塊段出現(xiàn)裂縫幾率相等，每段各3塊，各有相同裂縫18道。裂縫長度最大在10.0m以上，最短為2.0m左右?？p寬在0.19mm～0.34mm之間。深度不大，屬于表層裂縫。

第8頁開裂機(jī)理6.機(jī)理研究大塊度基礎(chǔ)混凝土開裂機(jī)理是一個(gè)極其復(fù)雜技術(shù)問題，包括到很多改變不定物理原因和力學(xué)參數(shù)，極難用確切數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行定量計(jì)算。實(shí)際上，繁瑣計(jì)算工作對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工和控制裂縫出現(xiàn)并無裨益。而用理論結(jié)合實(shí)際方法進(jìn)行一些定性分析、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)實(shí)際工作是有意義。溫度應(yīng)力出現(xiàn)和溫度變形裂縫產(chǎn)生必須具備兩個(gè)前提條件：一是約束；二是溫度。首先從研究詳細(xì)約束條件開始。約束分為基底約束、邊界約束、本身約束等情況。(1)基底約束?；资芗s束程度與基底巖性相關(guān)。約束程度高則基面(接觸界面)上產(chǎn)生抵抗熱脹冷縮變形剪應(yīng)力大。用理論公式r=－CxU來表示。γ為剪應(yīng)力，U為熱脹或冷縮引發(fā)變形(相對(duì)位移)量。Cx為一百分比常數(shù)，與基底巖性相關(guān)。第9頁開裂機(jī)理(2)邊界約束。邊界約束有如后澆塊段受到先澆相鄰塊段約束，或巖性地坑對(duì)基礎(chǔ)約束。約束程度與混凝土齡期和強(qiáng)度發(fā)展情況相關(guān)。按絕對(duì)剛性約束(混凝土完全到達(dá)強(qiáng)度后)考慮時(shí)，溫度應(yīng)變?chǔ)?αt；溫度應(yīng)力ó=Eαt。α為混凝土線脹系數(shù)1×10－5；t為溫差；E為實(shí)測(cè)混凝土彈性模量。(3)自約束。混凝土經(jīng)終凝硬化到達(dá)一定強(qiáng)度以后，因?yàn)槠潴w內(nèi)關(guān)鍵區(qū)與外表面溫度高低不一樣，存在溫差。有溫差就有脹縮變形。變形將受到混凝土本身強(qiáng)度約束，稱為自約束。自約束引發(fā)溫度彎矩，其理論值為M=EIαt/h，表面冷縮應(yīng)力óz=αtE，式中α為混凝土線脹系數(shù)，t為內(nèi)外溫差，h為混凝土內(nèi)部高溫區(qū)到表面低溫區(qū)之間距離，I為計(jì)算斷面(高度h)慣性矩，E為彈性模量?？傊?，從理論上說，大致積混凝土在各種受約束條件下，各齡期溫度應(yīng)力值都是能夠進(jìn)行定量計(jì)算。第10頁開裂機(jī)理然后再研究其溫度改變情況。溫度改變幅度(或稱溫差)是引發(fā)溫度變形裂縫決定性原因。實(shí)際上，基土(或基巖)深埋地下，與大地一體，本身溫度改變不大。而上部大塊基礎(chǔ)溫度改變幅度則可能很大。(1)以基底溫度為基準(zhǔn)，當(dāng)混凝土溫度上升時(shí)，底板發(fā)生熱脹變形，接觸界面上必產(chǎn)生一個(gè)阻止其熱脹變形約束力(剪力)。這個(gè)約束力對(duì)于混凝土塊體來說是個(gè)偏心壓力，不會(huì)在接觸界面處產(chǎn)生混凝土裂縫。偏心力矩對(duì)混凝土塊體有產(chǎn)生上凸變形趨勢(shì)，因而有可能在塊體內(nèi)產(chǎn)生倒八字型裂縫。但在溫差幅度不是很大，而板厚度很大，抗變形剛度大情況下，這種倒八字型裂縫是不會(huì)出現(xiàn)。第11頁開裂機(jī)理(2)當(dāng)混凝土溫度下降時(shí)，底板會(huì)產(chǎn)生冷縮作用。阻止冷縮作用約束應(yīng)力為界面上背向剪應(yīng)力，也就是張拉力。這個(gè)張拉力會(huì)使底板從下向上撕裂。應(yīng)力強(qiáng)度為ót=αtE。但在普通溫差幅度條件和厚實(shí)底板情況下，這種裂縫也只是出現(xiàn)在底板下面，不致貫通到底板表面。因?yàn)榻缑嫔袭a(chǎn)生背向剪力對(duì)于底板來說是偏心受拉，偏心彎矩有產(chǎn)生下凹變形趨勢(shì)，因而有在底板內(nèi)產(chǎn)生正八字型裂縫可能。只是在厚板抗彎變形剛度較大情況下，這種正八字型裂縫實(shí)際也不會(huì)出現(xiàn)?？偠灾?，認(rèn)為在基底面受約束和溫度改變時(shí)，對(duì)大致積混凝土產(chǎn)生貫通性裂縫組成威脅可能性并不大。少許冷縮裂縫可能出現(xiàn)在基底界面上，裂縫寬度、深度都有限。所以認(rèn)為、在基底下增加厚實(shí)混凝土墊塊和聚氯乙烯滑動(dòng)層設(shè)計(jì)辦法實(shí)際意義不大，反而對(duì)于工程整體性和抗滑移、抗地震等功效會(huì)組成嚴(yán)重?fù)p害。第12頁開裂機(jī)理(3)混凝土塊體受邊界(相鄰先澆塊體)約束條件下溫度改變。后澆塊體受到先澆塊體側(cè)面約束，且溫度上升時(shí)，則只在塊體內(nèi)產(chǎn)生熱脹引發(fā)壓力，對(duì)混凝土無致裂威脅。當(dāng)混凝土塊體釋放水化熱產(chǎn)生體內(nèi)高溫引發(fā)熱脹時(shí)，就是如此。不過假如溫度下降，則將在后澆塊體內(nèi)產(chǎn)生冷縮力，冷縮裂縫可能沿界面(新舊混凝土交接施工縫)形成，也可能出現(xiàn)在其它微弱點(diǎn)。(4)混凝土塊體在內(nèi)約束條件下溫度改變。當(dāng)混凝土內(nèi)水化熱溫升進(jìn)入高潮(齡期3天～6天)，體內(nèi)溫度很高(普通在60℃以上)時(shí)，假如保溫養(yǎng)護(hù)辦法不力，再遇上環(huán)境氣溫驟降時(shí)，則混凝土內(nèi)外溫差會(huì)失控。依據(jù)大致積混凝土施工規(guī)范，其內(nèi)外溫差應(yīng)控制在20℃(或25℃，各國規(guī)范有出入)以下。不然混凝土表層就必定出現(xiàn)冷縮裂縫，而且裂縫深度可能從表面向關(guān)鍵高溫區(qū)延伸。一旦碰到這種養(yǎng)護(hù)溫度失控情況，則所采取其它任何抗裂辦法都極難見效。某核電站2＃反應(yīng)堆施工時(shí)，鑒于1＃反應(yīng)堆基礎(chǔ)開裂教訓(xùn)，進(jìn)而采取了一系列強(qiáng)化抗裂辦法。只因沒有對(duì)內(nèi)外溫差幅度進(jìn)行有效控制，結(jié)果是2＃堆基礎(chǔ)開裂程度反比1＃堆基礎(chǔ)要嚴(yán)重得多，原因就在于此。第13頁開裂機(jī)理二.長厚墻開裂機(jī)理長墻普通指h/L＜0.2帶壁柱連續(xù)墻。下面以地下室外墻為研究對(duì)象，進(jìn)行探討。1.約束條件長厚墻約束以受基礎(chǔ)約束程度為最高，可按剛性約束考慮。其它三個(gè)界面如左右墻與墻頂，因?yàn)樵谄胀ㄇ闆r下，其材料物理性質(zhì)即線脹系數(shù)相同，溫度也相同或基本靠近，所以相互約束程度不高，甚至能夠按自由邊考慮。2.溫度改變基礎(chǔ)溫度相對(duì)較穩(wěn)定，墻身溫度則受大氣環(huán)境溫度改變影響較大。尤其是外墻，還有室內(nèi)、室外兩面溫度差和向陽面與背陽面溫度差問題。厚墻則還有受水化熱溫度影響體內(nèi)溫度與體外溫度差問題。所以，隨溫度改變不一樣和受約束條件不一樣，情況也就復(fù)雜化。第14頁開裂機(jī)理3.開裂機(jī)理1)整體均勻降溫條件下開裂機(jī)理上部墻身均勻降溫時(shí)，受到下部基礎(chǔ)約束，在接觸界面上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻止冷縮、方向相背離剪應(yīng)力。這組剪應(yīng)力以對(duì)稱線(不動(dòng)點(diǎn))為中心，由兩端向中心聚集。當(dāng)其所聚集強(qiáng)度大于墻體允許抗拉極限時(shí)，裂縫就從墻底界面處向上逐步撕開，形成下粗上細(xì)豎直裂縫。裂縫分布基本上是間距相等，從中點(diǎn)向兩端逐步按序分期擴(kuò)展。因?yàn)檫@組剪力對(duì)于墻板來說是偏心受拉，所以會(huì)使墻板出現(xiàn)下凹(或稱上翹)變形趨勢(shì)。溫差幅度大時(shí)，在墻兩端靠近基腳處可能形成正八字型裂縫。

第15頁開裂機(jī)理2)整體均勻升溫條件下開裂機(jī)理當(dāng)墻身溫度均勻上升產(chǎn)生熱脹時(shí)，因?yàn)槭艿交A(chǔ)約束，在接觸界面上就產(chǎn)生一組相向剪應(yīng)力，對(duì)墻板形成一組偏心壓力。壓力不會(huì)組成致裂威脅，但偏心壓力形成偏心力矩有造成墻板上凸彎曲變形趨勢(shì)。溫差幅度大時(shí)，有可能在墻頂中部產(chǎn)生豎直短縫，在墻端底腳附近可能產(chǎn)生倒八字型裂縫。只是在普通條件下，溫差幅度有限，而墻身高度大、抗彎剛度高，墻頂和墻腳裂縫普通不會(huì)出現(xiàn)。第16頁開裂機(jī)理3)墻身內(nèi)、外表面出現(xiàn)較大溫差條件下開裂機(jī)理此時(shí)墻板約束條件是基礎(chǔ)約束程度高，其它三個(gè)界面約束程度偏低一些。但當(dāng)長厚墻板兩面出現(xiàn)溫差時(shí)，與薄板一樣按理論分析，高溫側(cè)熱脹，產(chǎn)生偏心壓力，相對(duì)于低溫側(cè)則產(chǎn)生張拉力?；蛘呤堑蜏孛胬淇s，在低溫側(cè)產(chǎn)生冷縮應(yīng)力。總之墻板兩側(cè)面溫度不一致時(shí)，總是在低溫一側(cè)產(chǎn)生冷縮張拉力和冷縮裂縫。火災(zāi)時(shí)裂縫出現(xiàn)在常溫一側(cè)，寒凍時(shí)則裂縫產(chǎn)生在遭凍一側(cè)。溫差造成溫度變形彎矩理論計(jì)算值為。張拉應(yīng)力值則為ó=αt。h代表墻板厚度，t代表內(nèi)、外表面溫度差，其它符號(hào)同前。裂縫走向則為豎直，且從約束程度最高壁柱兩旁首先出現(xiàn)，向中間擴(kuò)展。理論計(jì)算公式與開裂機(jī)理和薄板完全一樣，所不一樣是板越厚，約束程度越高，裂縫程度越嚴(yán)重。第17頁開裂機(jī)理4)墻板裂縫實(shí)例近年來關(guān)于地下室外墻面上出現(xiàn)嚴(yán)重豎直裂縫報(bào)道已很多，高層剪力墻上出現(xiàn)豎直裂縫報(bào)道也時(shí)有所聞，不多介紹。這里以發(fā)生在某核電站輔助廠房鋼筋混凝土連續(xù)墻上嚴(yán)重裂縫現(xiàn)象為案例，對(duì)長厚墻板開裂機(jī)理作些說明。正因?yàn)樵搹S房墻板設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)高，墻體配筋量足(配筋為φ32@150或φ32@300平置，φ22@200立置)混凝土標(biāo)號(hào)高，墻體厚，約束程度高(受帶型基礎(chǔ)和強(qiáng)勁壁柱與墻頂連梁四面約束)，因而溫度應(yīng)力值高，裂縫現(xiàn)象也就特顯普遍和嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該廠房共出現(xiàn)了豎直裂縫700條，裂縫總長度達(dá)2.0km。為裂縫補(bǔ)強(qiáng)付出了高昂代價(jià)。應(yīng)該指出，該廠房混凝土墻板開裂現(xiàn)象實(shí)際上屬于設(shè)計(jì)失誤。在墻板里面配置單層粗鋼筋網(wǎng)，不論施工時(shí)是將網(wǎng)片置于板中性軸上，還是置于板任一側(cè)，當(dāng)板兩面受到高低溫度交迭改變時(shí)，板面就會(huì)嚴(yán)重開裂。粗鋼筋網(wǎng)不但沒有起到抗裂作用，反而因?yàn)殇摻畲嬖?，增加了板受約束程度，加重了裂縫程度。第18頁開裂機(jī)理三.大壩開裂機(jī)理水工結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大壩壩高數(shù)百米，壩體厚度從數(shù)米到數(shù)十米，可謂是名副其實(shí)大致積。筑壩材料不論是塑性混凝土或干硬性混凝土，還是碾壓成型混凝土，不論其水灰比多低，總得含有充分水泥及水化用水，就必定產(chǎn)生巨大水化熱。盡管在當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)支持下，能夠選擇先進(jìn)施工工藝和優(yōu)異工程材料，比如選擇優(yōu)質(zhì)砂石、低熱水泥和適當(dāng)各種摻合料；還能夠支付高昂費(fèi)用，在控制混凝土入模溫度和加強(qiáng)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)運(yùn)作方面巧做文章。但畢竟因?yàn)槠涔こ塘看螅┕ぶ芷陂L，氣候環(huán)境條件復(fù)雜，仍是難免發(fā)生溫度變形裂縫，威脅安全，值得重視。第19頁開裂機(jī)理1.約束條件其實(shí)，大壩受約束條件相對(duì)來說還比較單純。因?yàn)閴位?、壩體是常年浸泡在水中，環(huán)境溫度比較穩(wěn)定，所以因?yàn)闇囟雀淖兒突A(chǔ)約束而引發(fā)裂縫幾率不高。但由本身約束和水化熱引發(fā)壩體內(nèi)、外溫差幅度大所造成壩面冷縮裂縫威脅最大，應(yīng)尤其注意。2.開裂機(jī)理即使壩體厚度大，內(nèi)熱(水化熱)向外傳導(dǎo)距離遠(yuǎn)、速度慢，但水泥水化熱絕熱溫升和混凝土入模溫度還是輕易控制。而且還能夠充分利用內(nèi)部冷卻系統(tǒng)降溫，所以內(nèi)部溫度不會(huì)太高。難于控制是環(huán)境氣溫。因?yàn)樗畨胃叨却?，而且是?dú)當(dāng)江河風(fēng)口，施工周期又長，氣溫改變幅度大，在嚴(yán)冬寒潮驟臨情況下，控制壩面混凝土養(yǎng)護(hù)溫度就成了難題。當(dāng)內(nèi)外溫差幅度失控時(shí)，壩面混凝土就輕易造成普遍和嚴(yán)重冷縮裂縫。第20頁開裂機(jī)理既然大壩主要受約束條件是自約束，最大致裂溫差幅度是冬季氣溫引發(fā)。那么混凝土開裂機(jī)理就限于內(nèi)脹外縮現(xiàn)象造成壩面淺層裂縫，不可能引發(fā)全斷面貫通造成滲漏危險(xiǎn)裂縫。裂縫走向也就不會(huì)那么規(guī)則有序，對(duì)大壩安全不會(huì)組成威脅。3.大壩裂縫實(shí)例大壩出現(xiàn)裂縫工程實(shí)例很多，并不足怪。工程史上最為著名美國TVA峽谷Fontana大壩就曾出現(xiàn)過裂縫。位居世界之最長江三峽大壩在施工過程中出現(xiàn)局部裂縫現(xiàn)象也屬正常。問題在于是否慎重對(duì)待，及時(shí)處理。假如是，就能夠確保工程耐久性不受影響。第21頁裂縫危害性必須指出是，當(dāng)前工程界對(duì)溫度變形裂縫認(rèn)識(shí)還存在一些錯(cuò)誤傾向。認(rèn)為裂縫出現(xiàn)之后，內(nèi)能釋放，應(yīng)力消失，裂縫不會(huì)再擴(kuò)展，因而掉以輕心。尤其是對(duì)于體積大、不配筋或只配結(jié)構(gòu)筋結(jié)構(gòu)，從安全承載力角度去審閱，對(duì)裂縫危害性更是滿不在意。殊不知裂縫一旦存在，結(jié)構(gòu)整體性和耐久性就被損害?！皫Р」ぷ鳌碑吘故俏ｋU(xiǎn)。第22頁裂縫危害性一.反應(yīng)堆安全殼裂縫危害性反應(yīng)堆安全殼是設(shè)計(jì)安全水準(zhǔn)最高結(jié)構(gòu)，在正常情況下，些許結(jié)構(gòu)裂縫存在自然不會(huì)影響其正常使用。但安全殼在生產(chǎn)事故條件下，殼內(nèi)要充滿壓力為0.75MPa和溫度145℃高溫高壓蒸汽與其它放射性物質(zhì)混合體。要確保在高溫高壓條件下飽含放射性氣水不致外滲污染環(huán)境，就要求安全殼含有很高氣密性，不允許出現(xiàn)任何裂縫，哪怕是裸眼難辨微裂現(xiàn)象也是不允許存在。因?yàn)閷?duì)安全殼氣密性要求高，所以在1000mm厚混凝土殼體內(nèi)表面，還襯有一層鋼板，并利用這層鋼板代替內(nèi)模板澆注混凝土。正因?yàn)檫@層鋼板存在，往往會(huì)掩蓋了出現(xiàn)在貼近鋼板混凝土內(nèi)表面上冷縮裂縫。造成這些冷縮裂縫出現(xiàn)原因是安全殼外表面遭到太陽曝曬，殼體溫度外高內(nèi)低，相差幅度大。不可不慎重對(duì)待。第23頁裂縫危害性二.地下室外墻或剪力墻外墻面裂縫危害性人們往往認(rèn)為，地下室外墻或剪力墻外墻面上出現(xiàn)些許垂直裂縫，主要是影響墻抗?jié)B功效，對(duì)墻承載力和結(jié)構(gòu)安全性不組成威脅。實(shí)際上，不論是地下室外墻或高層剪力墻，除了要承受壓應(yīng)力外，主要功效還是承受剪力。不論是處于壓剪、彎剪，還是扭剪狀態(tài)，垂直裂縫存在都是極大危險(xiǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗地震抗形變能力減弱很大。不但裸眼可見垂直裂縫危險(xiǎn)性大，即使裸眼難見隱形微裂現(xiàn)象和密集型龜裂現(xiàn)象也是應(yīng)該盡可能防止。三.大基礎(chǔ)大壩體裂縫危害性比較起來，還是大基礎(chǔ)、大壩體等大致積混凝土表面冷縮裂縫對(duì)工程安全組成危害性要小多。不過大基礎(chǔ)、大壩等工程往往功系千百年發(fā)展大計(jì)，事關(guān)億萬人生命安全。從工程壽命著眼，也應(yīng)盡可能防止裂縫出現(xiàn)。第24頁普通防裂辦法普通用于大致積混凝土防裂辦法有以下幾個(gè)方面：①降低水灰比；②降低水泥用量；③改進(jìn)材料質(zhì)量，比如精選砂石，改良級(jí)配，應(yīng)用低熱水泥；④改良配合比；⑤控制入模溫度；⑥加強(qiáng)內(nèi)部冷卻；⑦放松約束程度；⑧增加鋼筋含量，改進(jìn)鋼筋網(wǎng)密度；⑨控制養(yǎng)護(hù)溫度，延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。理論和實(shí)踐證實(shí)，以上辦法都能收到一定效果。但前八種辦法作用往往很有限。唯有切實(shí)控制混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，降低混凝土體內(nèi)、外溫差幅度，才能收到立竿見影良好效果。而且是切實(shí)可行、人力物力投入有限辦法。比如某反應(yīng)堆基礎(chǔ)，盡管在設(shè)計(jì)與施工中已全方面認(rèn)真地采取了上述前8種混凝土防裂辦法，1＃堆基礎(chǔ)施工后還是出現(xiàn)了嚴(yán)重裂縫。施工2＃反應(yīng)堆基礎(chǔ)時(shí)，對(duì)上述各項(xiàng)辦法力度深入作了強(qiáng)化，比如調(diào)整了混凝土配合比；砂率從0.35降到0.342；水泥漿量從25.9％降到了24.3％；粉煤灰摻量從13.6％提到了33.3％；延長了分段(期)澆筑間隔和養(yǎng)生時(shí)間；還增加了一層φ12@200雙向表面抗裂鋼筋網(wǎng)；也改進(jìn)了覆蓋養(yǎng)護(hù)辦法，在一層麻布片下增加了一層柏油氈。令人失望是2＃堆底板裂縫情況不但沒有得到有效抑制，反而要比1＃堆底板裂縫程度嚴(yán)重得多。經(jīng)過分析，認(rèn)為關(guān)鍵是沒有控制混凝土養(yǎng)生期內(nèi)、外溫差。1＃堆底板是在盛夏6月施工，2＃堆底板是在初冬10月施工，氣溫有了大幅度下降，而養(yǎng)護(hù)辦法則基本相同，沒有太大改進(jìn)。顯然2＃堆底板養(yǎng)護(hù)溫度沒有得到控制，內(nèi)外溫差幅度偏高，冷縮應(yīng)力加大。而對(duì)應(yīng)混凝土齡期強(qiáng)度和彈性模量E則偏低，抗裂能力偏低。這就是2＃堆底板裂縫現(xiàn)象必定加劇確實(shí)切原因。第25頁自動(dòng)調(diào)控混凝土養(yǎng)護(hù)溫度抗裂技術(shù)以上理論分析和某反應(yīng)堆底板裂縫經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，充分說明了在眾多大致積混凝土防裂措施中，只有控制混凝土養(yǎng)護(hù)溫度這一伎倆最為經(jīng)濟(jì)有效，也最易操作。一.水化熱源有效利用應(yīng)該認(rèn)為，任何能源包括水泥水化所產(chǎn)生熱能都是有價(jià)之寶。我們完全是可以充分利用水泥水化熱來加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展進(jìn)程，絕不能放任使之淪為導(dǎo)致混凝土開裂不利因素。只要人們能主動(dòng)控制混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，使之保持與混凝土內(nèi)部齡期估算溫度或?qū)崪y(cè)溫度相適應(yīng)，使內(nèi)外溫差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)(20℃～25℃)，就完全可以實(shí)現(xiàn)既能充分利用水泥水化熱加快混凝土強(qiáng)度發(fā)展，又不致產(chǎn)生冷縮裂縫雙重目。二.養(yǎng)護(hù)用熱(冷)源補(bǔ)給控制混凝土體內(nèi)外溫差可以雙管齊下，一方面控制混凝土入模溫度，并采取內(nèi)部冷卻降溫措施；其次采取送熱保溫養(yǎng)護(hù)措施。冷熱介質(zhì)可以是水或汽或風(fēng)，費(fèi)用不會(huì)高，效果可靠。第26頁自動(dòng)調(diào)控混凝土養(yǎng)護(hù)溫度抗裂技術(shù)三.養(yǎng)護(hù)溫度自動(dòng)調(diào)控技術(shù)依據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)，大致積混凝土內(nèi)部溫度普通在齡期3天～6天之內(nèi)發(fā)展到高峰，隨即遲緩降到與氣溫相近。只要調(diào)整體外養(yǎng)護(hù)溫度使之與體內(nèi)溫度改變相適應(yīng)，就可有效控制其內(nèi)外溫差幅度，確保冷縮裂縫不會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)榄h(huán)境氣溫往往改變很大，加上大致積混凝土規(guī)模大，施工周期長，完全依靠人工去調(diào)控這一動(dòng)態(tài)過程，是有困難。假如依靠自控技術(shù)支持，實(shí)施自動(dòng)調(diào)控，問題就可迎刃而解。1.基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自控法依據(jù)基礎(chǔ)規(guī)模大小不一樣、混凝土澆筑方法分層分段工序不一樣，可分別采取不一樣溫度自動(dòng)調(diào)控養(yǎng)護(hù)方法。第27頁自動(dòng)調(diào)控混凝土養(yǎng)護(hù)溫度抗裂技術(shù)1)坑內(nèi)注水蓄熱養(yǎng)護(hù)小體量基礎(chǔ)施工，可不分層分段，采取整體澆筑、一氣呵成方法時(shí)，只需待混凝土頂面結(jié)硬(經(jīng)6小時(shí)～12小時(shí))后，即往坑內(nèi)注水，水面覆蓋混凝土頂面線深度約20cm。并自動(dòng)送熱控制水溫進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。2)頂面蓄水，側(cè)立面披掛覆蓋養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)面積