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1、上海化学工业区混凝土防火堤墙裂缝的控制技术探讨【摘 要】本文结合上海化学工业区某储罐项目分析了混凝土防火堤墙裂缝的形成及其原因，并从优化设计、材料选择、施工控制等方面探讨了解决混凝土防火堤墙裂缝的具体措施。本文在讨论中还突出强调了仿生自愈合混凝土的应用、混凝土膨胀加强带的设置等技术方法。【关键词】混凝土防火堤墙；裂缝；仿生自愈合混凝土；膨胀加强带1 前 言混凝土作为目前用量最大的一种建筑材料，已广泛应用于工业与民用建筑、水利、城市建设、农林、交通及海港等工程。混凝土中裂缝的存在不但影响混凝土的承载力，而且引起混凝土渗漏及钢筋腐蚀，对混凝土整体质量造成一定的损害，有的甚至造成严重的工程质量事故。
2、而对化工工程的混凝土防火堤墙，更是如此。工程实践证明，从微观的角度看，混凝土裂缝是不可避免的。裂缝是人们可以接受的一种材料特性，但是必须将其有害程度控制在允许范围内，因此分析混凝土出现裂缝的形成，并由此讨论施工控制技术，具有十分重要的现实意义。2 工程概况上海化学工业区它地处我国东海杭州湾岸边。位于上海化学工业区内东南部的某储罐项目区，其占地面积约3万平方米，其防火堤墙全长约800m，呈“日”字型（如图1），其基础截面宽2550mm，高250mm。墙体厚度为200mm，高2900mm（如图2），顶部采用25mm25mm的倒角，此墙为清水墙，浇筑后的墙体不作任何装饰。按照施工要求及实际情况，在浇
3、筑防火堤墙时，先浇筑基础，成型后再浇筑墙体。基础需每隔10M留设一道施工缝，墙体每隔30M留设一道伸缩分缝，且施工缝与伸缩缝相互错开。为满足施工要求和模板的周转使用，墙体每间隔10M浇筑一段（如图1），亦即第一次浇筑S1、S3、S5、S7段墙体，第二次浇筑S2、S4、S6、S8段墙体。3 混凝土防火堤墙裂缝的形成与处理3.1 混凝土防火堤墙裂缝的形成在施工过程中发现处于已浇筑好的墙体之间S2、S4、S6段墙体不同程度出现裂缝（S8段墙体则没有），且每段均有2-3道，呈竖直状，内外贯通。而在后期浇筑时，裂缝同样出现在先期浇筑的两墙体之间。3.2 混凝土防火堤墙裂缝的形成原因根据现场资料可以判断裂
4、缝产生主要由于混凝土在初凝过程中收缩造成的。因为S1、S3、S5、S7墙体由于它们是独立浇筑，有很大的空间来适应混凝土在初凝时的收缩，内部拉应力相对较小，而且S8段墙体之所以没有出现裂缝，是由于它一端与S7相连而另一端则是自由。而S2、S4、S6段墙体是处于已浇好的两墙之间，已浇好的墙体阻止了后期浇筑墙体的自由收缩，造成内部拉应力较大，因此便会出现裂缝。另外，从设计图纸知，基础和墙体中施工缝、伸缩缝两侧钢筋是相连的，有可能造成钢筋和混凝土的收缩不能同步进行，而导致裂缝的出现。由此可见，墙体裂缝的产生，很大原因是由于设计的不合理造成的。3.3混凝土防火堤墙裂缝的处理对裂缝的处理首先是充分利用混凝
5、土裂缝的自愈。混凝土中含有石灰矿物质，当外界水份通过裂缝向室内渗流时，水与混凝土裂缝处的石灰CaO化合形成氢氧化钙Ca（OH）2，游离氢氧化钙又是很容易溶解于水的矿物质，它必然沿着裂缝向外溢出，空气中存在二氧化碳CO2，与渗流带出的氢氧化钙结合形成碳酸钙CaCO3沉积在裂缝的表面和里面，形成白色的覆盖层。在该工程结构中的裂缝，初期引起渗漏，进一步又浸出氢氧化钙溶液，又以白色斑体碳酸钙体封闭裂缝，石灰的溶解随之减少，渗漏减缓，最后全部自封和自愈了。对不能自愈的裂缝则采用以下方法进行处理。在该工程中经过与总包单位和设计院协商决定：在施工缝和伸缩缝位置将钢筋截断50%（将横向钢筋在垂直方向上每隔一根
6、进行截断）。在墙体伸缩缝的位置埋设套管，其一端埋入钢筋在一墙体内，将套管套在钢筋上，浇筑在另一端墙体内，这样既增强了墙体的刚度，又能让混凝土能自由伸缩；施工顺序作相应调整：按图纸上对于伸缩缝的要求，将墙体每30M分成一段，两端与另一段墙体之间留设伸缩缝。先浇筑处于30M中间部分的10M墙体，并且在伸缩缝处安置海绵体或泡沫，其目的是给予混凝土有较大的伸缩空间。加强混凝土的养护。在内外模板外覆盖草帘，加强保温和保湿；延缓拆模时间，墙板内部与表面温差小于15方可拆模。后来的施工实践中证明，经这样处理后基本没有裂缝出现，初步显示这种处理方法的效果。在工程实践中还可以采用表面涂抹法、表面涂刷加玻璃丝布法
7、、填充法、灌浆法等方法，均显示了很好的工程效果。4 填混凝土防火堤区墙裂缝的控制蝶混凝土裂缝是疑混凝土防火堤风墙施工中面临承的主要技术问鸡题，为了有效辟预防，结合对器上述例子的分枕析，在实践中档有以下措施值圈得注意。贷4.1泊棵优化设计扑（阀1象）合理的伸缩绩缝设计，缩短涂堤墙长度。伸推缩缝是为了防提止混谦凝土结构因温循度变化而必须喇设计的一种构贴造缝。选在没有充分依垮据时，不得任钟意突破设计规遇范关于伸缩缝差最大间距的规误定。根据规范漂规定，设永久于性伸缩缝，其薯间距一般为运30均-40m学。或按卖2O蚊一旁3Om束设宽鹅lm矛左右的后浇带借，可有效削弱团温度收缩应忌力。施工后期侨再将各段墙
8、浇织筑成整体。设狂置后浇以带，以减少混鞠凝土收缩应力斥。也可采佩用健UE墙A抢膨虽胀混凝土，减失少后浇带的数柳量。老（季2桌）娘加强侧墙水平漏钢筋的配置。烧应注意三个问崭题奴：宽爆水平钢筋保护垮层应尽可能小谁些网；酱笑防裂钢筋的间裤距不宜太大，燥可采用小直径院钢筋小间化距的配筋方式条，全截面的配遇筋率应在齿0堡.愁3鹰%惠一佛O咸.祝5封%倦之间寨；川伯考虑温度收缩陷应力的变化和对结构的特点加数强配筋。如在堪易产生应力集垦中的薄弱环节因采取加强措施筛，在易裂的边经缘部位设置暗况梁，提高该部与位的配筋率，洪提高混凝土的突极限拉伸。坝（书3善）采用功能混游凝土和智能混绕凝土。创1昨）毫采用高性能混
9、锈凝土。除满足赏强度指标外，丝还应具备下列睛性能浆：斩胸低收缩率，极揉限收缩率宜低怎于批0.03持%医；芳挖低水化热和较泛低的出盘温度担，夏隙季借2惊5绍葱3航0俘刺，冬必季棋8泉六1散2爆写。举疾适宜的坍落度魄和凝结时间，宇坍落烤度屋1冶2估希14cm批。惑傻2挨）采用补偿收混缩混凝土该。塞14平d荷水中养护的限靠制膨胀率分奥0.01略%壳，励28同d年干空收缩率承士0.03叙%新，利用它可抵市消一部分混凝郑土早期收缩变聋形，减少裂缝添，可以采呼用杆10春%竞亭15朝%玻的毒UE抬A科或茧10枣%输左右客的滤AE缩A突。茶3川）采用仿生自乒愈合混凝土。笋常见的有以磷等酸钙水泥（含向有单聚物）
10、为笋基体材料，加稀人多孔的编织洞纤维网，在水捞泥水化和硬化漂过程中，多孔舒纤维释放出聚鱼合物聚合反应俱引发剂，与单倦聚物聚合成高免聚物，聚合反扯应留下的水分迅参与水泥水化第。因此，在纤刑维网的表面形煤成大量有机、封无机物质，它烧们互相穿插粘世结，最终形成龙一种与动物骨瓦骼结构相似的未无机、有机相驻结合的复合材躲料，在材料使春用过程中，如镰果发生损伤，湖多孔有机纤维骗会释放聚合物枪，愈合损伤，方具有与骨骼相签似的自愈合机撒能。身（陪4埋）利用混凝土菠后期强度。根禁据工程特点，航可以利用混凝阁土后期强度。耍用降56d狡或签90d门的强度代谎替迎28d杯的抗压强度作帽为设计强度，竹这样可以减少者用水
11、量。减少捡水化热和收缩扇。历4.2撤奏材料控制碍（妻1熔）正确选择水泽泥品种。考虑仁选择粉煤灰水夜泥、矿渣水泥语、火山灰水泥村或复合水泥，螺并优先选择铝唐酸三钙含量较摔低、细度合适柿的中热水泥甚坊至溪低热水泥。焦在满足承载力占和抗渗要求的塞前提下，严格孟控制水泥用量粮及水灰比。猛（限2祝）粗、细集料袋的选择。宜用卫中、粗砂，含淘泥量不大于咳2斤%动；石子宜用粒陈径较大的连续骤级配、级配良沟好、含泥量不扒大于师1降%熔的碎石或卵石的。数（参3宝）外加剂的选立择。在混凝土柴中掺一定量具就有雄减水、增塑、愤缓凝、引气的间外加剂，可改临善混凝土拌合斥物的流动性、捎粘聚性和保水赶性。因其减水酷作用和分散
12、作旋用，在降低用件水量和提高强浩度的同时，还殃可以降低水化申热，推迟放热宋峰的出现时间思，因而减少温逼度裂缝。但应党严格控制外加降剂中硫酸钠含赏量，除非有早携强要求，一般柏不要使混凝土估强度增长过快滥。深（稠4鸦）膨胀剂的选愉择。掺入微膨撇胀剂，配置成嚼补偿收缩混凝配土。国内常用国掺善10狮%桃一及15遥%球UEA急或驳10额%魔左右的弯AEA劈。缘（阶5虽）矿物活性掺骨和料的选择。恢当不得不采用泊硅酸盐水泥或穗普通硅酸盐水脾泥时，应考虑骨在保证强度指蚂标的情况下，订掺加一定量活俘性掺合料移(预如粉煤灰、矿傅渣微粉等疤)抹，活性掺合料睛对水泥的替代件率越愈大，降低混凝遗土温升的效果据越好。掺加
13、粉豆煤灰混凝扫土的事温升痛和水化热，在坑1目耍28害d俭龄期内，大致韵为：掺入粉煤密灰的百分数就估是运温升巷和水化热降低楼的百分数，即及掺入扁20乖%闻粉煤灰的水泥扔混凝土其温升推和浊水化热约为未高掺粉煤灰的水婚泥混凝土的歌80赏%男魄，可见掺加粉站煤灰对降低混档凝土的水化热穗和温升的效绒果是非常显著历的。但应合理孔选择活性矿物烘掺和料的细度卖和组成。当采修用比表面积为田6000cm散2勉腾g企的超细矿物掺凡和料时，掺量菌不宜太大，因估为其收缩大。狸而采用比表面点积幻4000cm按2嘱故g同的矿物掺和料挥时。掺量童可适当增加。斥4.3锄煮施工措施梅（娱1戒）模板选用。桨对外露面积较岔大的混凝土
14、墙壤体、气温变化识剧烈的季节及独冬季不宜使用衫钢模板。仗选用木模时。埋木制模板表面杀最好涂刷脱模砖剂或用水充分壁润湿，以利保只湿和散热。部（旬2马）控制混凝土慨的入模温度。财掌握好浇筑时冠间。浇筑时间活尽量安排在夜浆间，最大限度厕降低混凝尺土的初凝温度枝。白天施工时硬要求在砂、石扒堆场搭设简易由遮阳装置，或犬用湿麻袋覆盖愧，必要时向骨牛料喷冷水。混拳凝土泵送时，搬在水平及垂直沉泵管上加盖草筛袋，并喷冷水斥。肌（愿3驾）穗严格控制混凝沙土施工质量，呼尽量降低不均傻匀性。除控制此混凝土制备和陡运输中的质量盯，还要注意混伍凝土浇筑时防体止离析，振捣碑密实以避免墙耕内出现薄弱面喂而产生裂缝。婚对浇筑后
15、的混轧凝土，在振动循界限剩(示即混凝土经我振捣后尚能恢院复到塑性状态芹的时间表)耗以前，给予二夺次振捣，以排辉除混凝土因沁酬水在粗骨料、如水平钢筋尚下部产生的水姨分和空隙，提怎高混凝土与钢闯筋的握祖裹力，保证不号降低混凝土的舱抗拉强度，提汉高混凝土的抗烘裂性。赌（纽4范）加强测温工舞作，根据测温堵记录和气象预疯报确定拆模时鲁间，垄保证混凝土内捆外温差不超过励25送斜，拆模后混凝策土洪表面温度下降喘应施15映勉。拆模后应注幻意覆盖和及孟时养护。碰到秘气温下降时，粗建议晚拆模，禾靠模板的堆保温避免气温惰冷击引起裂缝良。织1)雕测温仪器采用丑铜热电阻城在该混凝土堤脊墙中选择了有棚代表性的部位昌布置信
16、l依2吐个测温点，每柜一测点埋设左减、中、右亚3芹只电阻，左、箭右埋点距混凝命土墙内、外表驱面傻50mm壶，中埋点在混缘凝土中心。秋2)衰浇捣后煌12h宽开始测温，间狸隔时间按4h贺；漫48h散后，间隔时间叔2h摔；称96h消后间隔时间印4h田；怪7d月后间隔时间渡ld伪，抬15d乡后测温结束。搁3)忧检测结果表明恋：烘锦温度峰值庄(窃最大为玻6谁2虹睡)撤出现在士3d像左右，最大温救差督2鲜1.翅9盲踏葛；青斩中心点温度上猫升最快也最高拒，外部铺温度上升最慢仰也最低喉；紧答外测点温度首猫先下降，中心椅点持续一段高愚峰后缓慢下降梳，而底部温度毕则在相当长的势时间保持习平缓上升趋势挪；戏医中心点和内部逃测点曲线较光净滑，外测点的俩曲线由于受外摄界影响较大，屿波动较明显。别（誓5算）加强混凝土梦的保温和养护财。应保持混凝爱土
