早期最高温度统计可知,混凝土早期最高温度9O 以
上在设计允许范围内,但由于温度计埋设数量不多,
而且初始条件变化大,所以混凝土早期最高温度规律
性不强。
3.2 混凝土防裂效果
厂房混凝土总量约8O万 ,共发生I类及以上裂缝
11条,其中80 以上属I、Ⅱ类裂缝,平均0.138条/万rn3
混凝土。裂缝分类标准如下:
I类:无规则性龟裂缝,缝宽艿<O.2mm,缝深h≤
30cm。对结构应力、耐久性和安全性基本无影响。
Ⅱ类:表面(浅层)裂缝,0.2mm~<缝宽 <O.3mm,
30cm~缝深h≤lOOcm,3m<平面缝长L<5m,呈规则
状。对结构应力、耐久性和安全运行有一定影响。
Ⅲ类:深层裂缝,0.3n1m≤缝宽 <O.5mm,lOOcm~
缝深h≤500cm,缝长大于500cm,呈规则状。对结构应
力、稳定、耐久性和安全性有较大影响。
Ⅳ类:贯穿裂缝,缝宽 >0.5mm,缝深h~5OOcm。
使结构应力、耐久性和稳定安全系数降到临界值或其
以下。
厂房混凝土虽然进行严格的温度控制,采取了综合的
温控与防裂措施,但仍发生了不少裂缝,特别是2009年
冬季,3号机发生了较多的裂缝。研究分析认为,产生裂
缝的主要原因是气温骤降频繁,外来水流入使表面保温
失效以及混凝土间歇期过长等。裂缝分类统计详见表2。
表2 裂缝分类统计表
裂缝分类 I类 Ⅱ类 Ⅲ类 合计
数目 5 4 2 11
比例( ) 45.5 36.4 18.2
3.3 裂缝成因分析
3.3.1 外界气温骤降是引起混凝土表面裂缝的最主要的
客观原因
通过对表面浇筑层的温度应力进行计算表明,混凝土的
水化热温升很大,即使在l1月份,内部最高温度也将达到
34.74℃ [浇筑层二分之一厚度处,口一3.ow/(ms·℃)],
在气温骤降时,混凝土表面温度应力增幅达1.0541.94MPa
, 而厂房混凝土实测抗拉强度最小为2.12MPa,平均为
2.51MPa。尽管2009年冬季实测平均气温与多年平均气
温相差不大,但寒潮频繁,多达6次,比多年平均3.34
次多了约一倍,而且降幅也很大,连续不断的寒潮使混
凝土表面温度应力叠加,对混凝土表面防裂极为不利,
所以频繁的寒潮冲击是裂缝的主要原因。
3.3.2 表面保温失效是发生裂缝的重要原因
3~4号机Ⅱ区由于受I区施工弃水的影响,混凝土
表面长期被水浸泡,保温被的保温效果大大降低,在长
流水作用下几乎失效,所以Ⅱ区裂缝最多,占总数的
72.7 ,其中Ⅲ类裂缝相应占25 。Ⅲ区由于施工单位
采取了堵排相结合的方式,外来水很少进入,所以Ⅲ区
混凝土工程III一
裂缝相对较少,只占总数的9.1 ,而且无Ⅲ类裂缝。相
比之下1、2号机由于没有外来水影响,所以基本上没有
发生裂缝。
3.3.3 长间歇也是发生裂缝的重要原因
由于施工设备不够,固结灌浆以及肘管安装进度缓
慢等原因,使浇筑块长期间歇,是混凝土产生裂缝的重
要原因。浇筑块间歇时间越长,越容易遭遇寒潮,使混
凝土产生裂缝。加上由于混凝土表面温度不断降低,而
强度和变形模量不断增大,对上层混凝土的约束不断加
大,使上层混凝土的温度变形受下层老混凝土的约束而
引起的温度应力加大,产生裂缝的几率加大。
根据统计分析,混凝土产生裂缝的几率随间歇时间的
加大迅速上升。间歇时间小于14d产生的裂缝只有2条,
占18.2 ,14~28d以及大于28d产生的裂缝各有5条和
4条,占45.5 和36.4 。
根据温控计算与分析,当间歇期超过14d时,由于
水化热的散失,混凝土内部降温产生的拉应力已抵消了
升温阶段产生的压应力,距混凝土表面0.8m范围内处于
受拉状态。若间歇期再延长,混凝土表面拉应力将继续
增大,有可能引起混凝土裂缝。如遇寒潮保温又不好时,
混凝土表面温度骤降,拉应力陡增,产生裂缝难以避免,
所以短间歇均匀连续浇筑混凝土,对混凝土表面防裂是
非常有利的。但厂房混凝土由于结构复杂,受金属结构、
机电设备安装以及钢筋安装等影响,很难做到均匀上升,
平均间歇期往往超过一个月,而在长间歇混凝土面上也
未加设防裂钢筋,对混凝土防裂不利。
3.3.4 混凝土内部温度较高是发生裂缝的次要原因
2009年是厂房混凝土浇筑的高峰年,高温季节浇筑
混凝土量大,虽然采取了有效的温控措施,混凝土浇筑
温度在设计要求的范围之内,但由于内部热量散失较慢,
内部温度仍然较高,比如3号机比1号机同部位混凝土
内部最高温度的平均值高5℃ 。进入冬季后,外界气温
低,表面浇筑块内外温差较大,温度的非线性分布引起
混凝土表面较大的温度应力,从而引起裂缝,相比之下,
1号机就很少出现裂缝。
3.3.5 混凝土自生体积变形
从2号机、4号机无应力计的监测结果可看出,厂房
混凝土在初期的自生体积变形均表现为较大的收缩。而
厂房混凝土间歇期较长,且有些部位尚未脱离约束区,
这种收缩的自生体积变形受到下层