20米预应力砼空心板蒸养裂降的原因分析及对策.docx
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1、20米预应力砼空心板蒸养裂降的原因分析及对策内容提要 结合20米预应力砼空心板蒸养裂缝的工程实例,对裂缝产生的影响因素和原因进行了详细分析,并提出了裂缝控制的措施和关键。关键词 砼收缩 温降 极限拉伸1、20米预应力砼空心板的工程概况1.1 20米预应力砼空心板的工程条件(1) 设计上预应力砼空心板设计板长20米,板宽1米和板高0.8米。顶、底、腹板的最大板厚为0.3 米,表面系数为16% 。配筋率为0.2 %,平均钢筋直径为 16 cm。砼标号为C50。(2) 砼原材料状况水泥采用525#普通硅酸盐水泥,磨度系数中等。粗骨料采用5-31.5mm连续级配碎石,含泥量和针片状含量均偏高。黄砂为中
2、粗砂,含泥量较小。采用JB202缓凝高效减水剂。(3) 砼施工配合比砼施工配合比为:水泥:砂:碎石:水:外加剂=1:1.354:3.014:0.38:1.5%.水灰比0.38,含砂率31%,水泥用量为421-440kg/m3。(4) 养护及模板采用蓬布加草袋本覆盖通蒸汽养护。模板采用钢模板,台座采用水磨石砼,表面涂刷隔离剂。(5) 施工工艺 4小时砼浇筑 覆盖 板上部蒸养(35) 6-7 小时抽拨胶囊 腔内蒸养(40) 降温(与外 2小时 0.5-1小时 界温差小于15 ) 拆除钢模、覆盖 蒸 8 小时养(40) 自然降温 ( 砼到要求强度 ) 放张。1.2 板蒸养裂缝的产生和性状施工过程中发
3、现板的蒸养裂缝均发生在拆除钢模、覆盖时段,气温低,风速大的情况较多。有时拆除钢模过程因准备不充分,工作脱节而过程时间较长,裂缝最为明显。蒸养裂缝的工程性状主要表现为以下几个方面:(1) 砼裂缝为竖向裂缝;(2) 裂缝多发生在板的中间部位。有时发生多道裂缝,裂逢间距基本一致;(3) 裂缝以侧面上部为多,有时和顶部形成半个环形。2、影响板蒸养裂缝的因素和原因2.1 影响板蒸养裂缝的因素板蒸养裂缝的工作机理为:砼温度下降和收缩引起的形变受板底台座和钢铰线等的约束,致使板砼的拉伸变形超过其极限拉伸值而产生开裂。板的蒸养裂缝决定于砼收缩、温降和极限拉伸三大指标,然这三大指标又受设计、原材料、配合比及养护
4、等诸多方面因素的影响。具体工程条件因素对砼收缩、温降和极限拉伸的影响见下表1。2.2 板蒸养裂缝的原因分析(1)砼收缩、极限拉伸随龄期的变化根据经验,一般地砼收缩随龄期的变化为y(t)=y o(1- e b t) 式(1) 式中 b一般取0.01,养护较差取0.03, t以天为单位。拆除模板时龄期约1天,蒸养收缩约为0.0210-4;考虑拆模过程风速大,表面系数大其收缩约为0.0610-4,合计约0.0810-4。砼蒸养1天相当于正常养护5天左右,极限拉伸提高较快。砼极限拉伸一般可按下述表达式计算p(t)=0.8p o(l0g t)2 / 3t=5天的p(5)为1.1710 - 4蒸养2-3天
5、相当于正常养护8天,其极限拉伸p(8)为1.3810 - 4。(2)砼温降、收缩和极限拉伸对板蒸养裂缝的影响程度在拆除模板时,由于降温速度快不应考虑为慢速荷载,砼极限拉伸值为0.7810-4。砼最高温度数包括水化热温升约48,大气温度为5-15,考虑拆除模板过程降温时间较短,实际降温约25左右,砼线膨胀系数按110-5计,则砼温降形变为2.510-4。其值为极限拉伸的3.2倍,为砼收缩的31倍。在放张前,砼极限拉伸为1.3810-4,温降形变为310-4,砼收缩约为0.110-4。则温降形变为极限拉伸2.2倍,为砼收缩的30倍。由上述分析可知,对于板的蒸养裂缝,温降影响最大,与主导地位,极限拉
6、伸也较重要,砼收缩的影响很小。(3)引起板蒸养裂缝的主要原因从板蒸养施工工艺和温降、收缩及极限拉伸对裂缝的影响程度分析,可以说拆除模板时间过长,降温过程较快是板蒸养裂缝的最主要原因。其次,拆除模板时气温低,风速大并拆除过程时间长也主要原因。3、板蒸养裂缝的控制措施及关键基于上述蒸养裂缝的影响因素及原因分析,对板的蒸养裂缝应采取以下措施:(1)在拆除模板前对板的温度进行预降,降温速度尽可能的慢一些(选5-10/小时),以使砼徐变,增大极限拉伸;(2)推迟拆除模板的时间,继续蒸养5小时,这样砼极限拉伸可得到较大提高;(3)做好拆除模板的准备工作,缩短拆除模板过程板暴露于大气中的时间,以减小温降值;
7、(4)选择较高气温的时段进行模板或保温设施的拆除,有利于温降值减小。特别是应避开风速较大的时段或采取特殊措施;(5)若上述措施采取后还不能避免蒸养裂缝,则应减小前期蒸养温度或整个蒸养温度降低,相应延长蒸养时间以减小温降值。(6)通过原材料、配合比等改进提高砼极限拉伸,降低水化热温升峰值。在(1)(6)项控制板蒸养裂缝的措施中,应该说(1)(4)项均较重要,特别是(1)、(2)两项是关键。4、结语(1)工程实践中,针对板蒸养裂缝,对温降这一关键原因采取了有效措施,取得良好的成效;(2)盲目地对砼收缩甚至极限拉伸采取措施,不仅起到控制板蒸养裂缝的效果,而且会无端增加施工难度和工程成本。(3)板的蒸
8、养工艺势必引起预应力损失,因素钢铰线的张拉吨位应予调整。这一课题有待于进一步探讨;(4)若预应力值预先调整后,钢铰线的放张只需砼达到设计要求强度,无需降温后拆除保温设施后就可进行。这样可较大幅度减小放张前的温降值。310012 杭州市文三路20号建工大楼18层 浙江省大成建设集团有限公司 预应力混凝土空心板蒸养裂缝的研究章瑞文 浙江省大成建设集团有限公司内容提要:分析了预应力混凝土空心板蒸养施工过程的受力状况,推导了板内砼最大拉应力和裂缝间距的计算公式;并对影响裂缝的因素进行了详细分析,提出裂缝控制的关键。关键词:最大拉应力 裂缝间距 极限拉伸1、问题的提出预应力混凝土空心板冬季施工采用蒸汽养
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