冶金業(yè)設備裂縫控制分析論文

　　1大型設備鋼筋混凝土基礎裂縫的分類

　　由于大型設備鋼筋混凝土基礎是一種非均質脆性材料，由鋼筋、骨料、水泥以及存留其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產生變形。由于各種材質的變形模量不同，因而變形大小也存在著差異，彼此之間變形大小的差異是產生裂縫的主要原因，裂縫是混凝土的一種常見病。大體積混凝土基礎裂縫分類五花八門，依據各有不同。從成因上分主要包括：溫差裂縫、塑性收縮裂縫、自身收縮裂縫、干燥收縮裂縫、安定性裂縫、碳化收縮裂縫等。依據危害程度來分，一般可分為無害裂縫和有害裂縫兩大類。無害裂縫是指肉眼看不到的、砼內部固有的一種裂縫，它不是貫通的。寬度一般在0.05mm以下，通常視為無害。有害裂縫是指寬度在0.05mm以上的裂縫。此外，混凝土裂縫也可依其形成和發(fā)展可分為活動裂縫、靜止裂縫、尚在發(fā)展的裂縫等。

　　2大型設備鋼筋混凝土基礎裂縫產生的原因

　　2.1夏季施工

　　炎熱的夏季光線強，氣溫高，空氣干燥，水分蒸發(fā)快，會導致新澆筑的混凝土表面干燥快，凝結速度快，有時出現假凝，并產生干縮裂縫現象。特別是大體積、高強度的混凝土，這種現象更為嚴重。

　　2.2自身收縮

　　自身收縮是混凝土收縮的一個主要來源。自身收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降形成彎月面，產生所謂的自干燥作用，導致混凝土體的相對濕度降低及體積減小而最終自身收縮。水灰比對自身收縮影響較大，一般來說，當水灰比大于0.5時，其自干燥作用和自身收縮與干縮相比小得可以忽略不計；但是當水灰比小于0.35時，體內相對濕度會很快降低到80%以下，自身收縮與干縮則幾乎各占一半。

　　2.3大量水化熱導致設備基礎內外溫差大

　　大型冶金設備基礎結構截面大，水泥用量多。因而，在混凝土澆筑過程中，不可避免產生內外溫差。溫差的產生主要在混凝土澆筑初期，這一階段產生大量的水化熱，形成內外溫差并導致混凝土開裂，這種裂縫一般產生在混凝土澆筑后的第3天。水泥放出大量水化熱，基礎內部溫度升高。由于混凝土體積過大，導熱不良，相對散熱較小，混凝土內部水化熱積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快�；�礎外面溫度低于內部溫度。依據熱脹冷縮的原理，中心部分混凝土膨脹的速度要比表面混凝土快，中心部分與表面質點間形成相互約束，中心屬于約束膨脹，不會開裂；表面屬于約束收縮，當表面拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面就產生裂縫。

　　2.4安定性裂縫

　　安定性裂縫主要表現為龜裂，通常是由于水泥安定性不合格而引起的。

　　2.5混凝土的配合比不當

　　在工程建設中，為了滿足施工和易性的要求，混凝土中被大量加入水，這些多余的水游離在混凝土中，隨著時間的推移慢慢蒸發(fā)，引起混凝土的收縮；其次，水泥用量、水泥種類、骨料含泥量級配是否均勻等都對裂縫的發(fā)生起主導作用。

　　3混凝土裂縫預防措施

　　3.1設計優(yōu)化

　　盡量選用低熱水泥配制混凝土，如采用礦渣水泥、粉煤灰水泥；盡可能選用強度等級低的混凝土，充分利用后期強度。大體積混凝土由于體積大，水泥用量大，水化熱量高，可以在設計時在混凝土中加入減水劑，降低水灰比。在配筋率不變、構件截面允許的條件下，采用小直徑鋼筋，同時鋼筋間距宜小。

　　3.2科學施工

　　大型設備基礎宜分塊分層澆筑，每層間隔5~7d，分塊厚度1~1.5m，這樣利于水化熱散發(fā)和減少約束。對于長基礎和結構，采取20~30m留一道0.5~1.0m的后澆帶，鋼筋保持連通，40d后再用膨脹細石混凝土填灌密實，以消減溫度收縮應力；大型設備基礎還應避開炎熱天氣施工，在混凝土中添加緩凝劑等。

　　3.3精心養(yǎng)護

　　常規(guī)養(yǎng)護方法是在混凝土澆筑后，表面及時用草墊鋸末覆蓋并噴水養(yǎng)護，大體積砼由于塊體內外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，因而盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護期應以砼強度增長最快的階段為準，即7~28天，加強早期養(yǎng)護，提高抗拉強度。

　　3.4避免結構突變產生應力集中

　　在易產生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的`配筋率和混凝土的極限抗拉強度。

　　3.5蓄水養(yǎng)護

　　大基礎的外表面浸泡在養(yǎng)護水之中，巧妙地解決了夏季澆筑混凝土施工的保溫、保濕矛盾。同時這種蓄水的辦法，又消除了人工對承臺側面澆水養(yǎng)護的不及時性和不可靠性，成為防止混凝土裂縫的一項重要措施。增加復振，3遍抹壓，消除塌陷裂縫�；炷�土盡可能晚拆模。增添外加劑，通過試驗摻入適當的外加劑。改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學、熱學、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土提高性能的重要組分。

　　4混凝土裂縫的治理

　　裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗疲勞等有很大影響，故需采取治理措施。對表面裂縫可采取涂環(huán)氧膠泥或噴水泥砂漿進行表面封閉處理。對于貫穿裂縫或深入裂縫，可采用灌水泥砂漿或環(huán)氧砂漿進行裂縫修補。

　　5結論

　　大體積混凝土的溫度裂縫經常出現在高爐、軋鋼、煉鋼等設備基礎中，裂縫的存在時刻威脅著生產的安全，所以必須把控制和減小裂縫的理念貫穿工程始終，精心設計，科學施工，嚴把質量關，把安全隱患消滅在工程建設階段。

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