大体积砼结构由于在水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和砼本身的收缩受到外界约束作用时,就会在砼内部产生温度应力和收缩应力,当应力超过砼的抗 拉极限,裂缝也就随之产生。由于这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害,因此控制温度应力和温度变形裂缝的发展是大体积砼结构施工中所面临的一个重大课 题。
一、大体积混凝土施工裂缝的成因
砼是一种多种材料组成的非匀质材料,其抗拉强度远小于抗压强度,当拉应力超过砼的抗拉强度,就产生了裂缝甚至达到破坏。大体积结构砼的裂缝,有表面裂缝和 贯穿裂缝两种,这两种裂缝都有一定的危害性。相对来说,贯穿裂缝会影响结构的整体性、耐久性和正常使用,甚至于结构安全。裂缝产生的主要原因有以下几种:
1.由于外荷载引起的:这种裂缝发生最为普遍,即按常规计算的主要应力引起的。
2.结构次应力引起的:这种裂缝是由于结构的实际工作状态与计算假设模型存在差异而引起的。
3.变形变化引起的:这种裂缝由于温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起变形。
砼结构的内部,结构与结构之间常常是相互影响,相互制约的。如果砼结构截面尺寸较大,内部的温度和湿度分布不均匀,这样就约束了砼结构内部不同部位的变 形。同样砼结构的变形也有来自外部结构的影响。大体积砼由于水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,此种温度应力是导致砼产 生裂缝的主要原因。
二、防止产生裂缝的主要措施
(一)控制砼温升
1.选用水化热低的水泥。水化热是水泥熟料水化所放出热量。为使砼减少升温,可以在满足设计强度要求的前提下,减少水泥用量,尽量选用中低热水泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。
2.利用砼的后期强度。据试验数据表明,每立方米的砼水泥用量,每增减10公斤,砼温度受水化热影响相应升降1℃。因此根据结构实际情况,对结构的刚度和 强度进行复算并取得设计和质检部门的认可后,可用f45、f60或f90替代f28作为砼设计强度,这样每立方米砼的水泥用量会减少40~70千克/立方 米。相应的水化热温升也减少4℃~7℃。
利用砼后期强度主要是从配合比设计入手,并通过试验证明28天之后砼强度能继续增长。在预计的时间能达到或超过设计强度。
3.掺入减水剂和微膨胀剂。掺加一定数量的减水剂或缓凝剂,可以减少水泥用量,改善和易性,推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,也可以减少砼的温度应力。
4.掺入粉煤灰外掺剂。在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥,不仅可降低水化热,还改善砼的塑性。
5.骨料的选用。连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性,较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外,砂、石含泥量要严格控制。砂的含泥量控制在小于2%,石的含泥量控制在小于1%。
6.降低砼的出机温度和浇筑温度。首先要降低砼拌合温度。降低砼出机温度的最有效的办法是降低石子的温度,在气温较高时,要避免太阳的直接照射骨料,必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。
另外砼在装卸、运输、浇筑等工序都对温度有影响。为此,在炎热的夏季,应尽量减少从搅拌站到入模的时间。
(二)采用保温或保温养护,延缓砼降温速度
根据不同的施工季节,为减少砼浇筑后所产生的内外温差,夏季主要应采用保湿养护,冬季应保温养护。大体积砼结构终凝后,其表面蓄存一定深度的水,具有一定 的隔热保温效果,缩小了砼内外温差,从而控制裂缝的开展。而基础工程大体积砼结构拆模后,宜尽快回填土,避免气温骤变产生有害影响,亦可延缓降温速率,避 免产生裂缝。以可再生的生物质树脂作为涂料原料是实现节能减排的重要途径。他建议,有实力的研究机构应积极开展生物质树脂的基础理论和应用研究。他同时呼吁国家有关部门和行业组织支持这项研究和成果产业化。与会专家和代表达成共识,随着下游行业对涂料产品的环保和性能要求越来越高,尤其是在工业涂料领域,传统的树脂技术已不能满足其节能减排和行业持续健康发展需要。
为此树脂企业“十二五”期间必须注重开发高固体分树脂、粉末涂料树脂、光固化树脂、水性树脂,并积极推动新工艺、新材料和新技术的发展。据地坪网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,近年来我国涂料行业发展迅速,带动了涂料树脂的稳定增长。特别是“十一五”期间,涂料树脂行业进一步向规模化、集团化、专业化转变,已逐步脱离涂料行业形成了独立的产业。2010年,我国涂料产量达到966.6万吨,据估算涂料树脂用量约为340万吨。除部分涂料企业树脂自产自用外,2010年市场流通涂料树脂产量超过100万吨。但是,目前我国环境友好型涂料用树脂产量占涂料树脂产量仅约15%。“绿色”转型、新华树脂剑指蓝海市场。尽管隶属于国营企业,上海涂料有限公司上海新华树脂厂早期凭借着自主研发、技术创新在中国涂料用树脂业独领风骚数十年,但随着中国涂料业的竞争加剧,2008年新华树脂面临着产品同质化、价格战拼杀、外资品牌挤占市场等竞争压力。新华树脂未来的发展之路陷入了沉思。但是2年后,上海新华树脂厂带着其研发的新产品:水性醇酸、水性环氧、水性丙烯酸等环保树脂亮相于业界时,已然向业界宣告,新华树脂将重拾技术创新之剑,借“环境友好”之风,开辟蓝海市场。据地坪网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,上海新华树脂厂创建于1935年,1960年开始生产涂料用的合成树脂,是原化工部涂料行业重点企业,隶属于上海涂料有限公司。产品商标为“叶子牌”,主要大类产品有:醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和氨基绝缘漆。全厂生产能力约为1.5万吨/年,年销售收入约8000万元人民币,职工有150名。其中工程技术人员约50名,中、高级技术人员约40名。
2010年上海新华树脂厂年销售额在2008年的基础上翻了一番,近15000吨,而这在新华看来,还仅仅是“环境友好”转型的第一步。对于苦苦挣扎于红海竞争中的国产涂料企业而言,新华树脂的“环境友好”转型之路或许能带来些许借鉴,因此,慧聪涂料网特邀请了上海新华树脂厂厂长给我们分享新华改革经验。临危受命机制改革。据地坪网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,2008年全球金融危机爆发,中国涂料产业受其影响,市场需求急剧萎缩,上海新华树脂厂的第一个月销量便从900吨下降到650吨。但让人真正忧心的并非金融危机,而是新华树脂厂已陈旧的管理机制让公司从上到下缺乏危机感,致使新华树脂厂多年来靠着早年积攒的“品牌资本”,仅停留在不盈不亏的状态,金融危机让公司更是雪上加霜。不过,国营背景出身的新华树脂却幸运的拥有一张“免死金牌”,上海涂料有限公司旗下拥有三个成品涂料公司,分别为振华造漆厂、上海造漆厂和开林造漆厂。
由于金融危机造成市场萎缩,总公司决定号召旗下子公司“抱团过冬”,打破过往几家公司互不帮扶的僵局,以低于市价的优惠条件为三家兄弟企业供应树脂,尽量满足客户对产品的个性化需求,同时上海涂料的合资公司上海国际油漆有限公司也提高了采购量。凭此一项,新华树脂就提升了近千吨的销量,同时该公司发现原本拥有一个年提货量达300吨的客户已经3个月不提货了,尽管这个客户所需产品的利润率很低,但考虑到量能的扩大可降低生产成本,该公司还是努力将这一流失客户争取回来2009年新华树脂的销量增长到近万吨。通过2008~2009年的恢复期,企业的发展开始步入正轨。在中国涂料产业链上,外资品牌因掌握核心技术而抢占了大部分市场份额,而国内厂家大多集中在产业链的中低端市场,竞争日趋白热化。新华树脂若只满足于自给自足,终有一天被市场淘汰。因此,公司开始从技术、生产到市场等各个环节着手,制定管理机制改革计划,“只有以市场为导向,产品与服务才能得到市场的认可”。该公司将管理机制的改革重心放在了培养员工的市场危机感和客户服务意识上,为了促进技术创新,企业设立了项目奖金的激励方法,加快了新技术的研发和投产,也让技术人员加强了技术研发的市场导向性。
携玻璃纤维与涂料产品参展2011北京国际风能大会暨展览会。日前中国北京——全球风能产业领先的涂料与玻璃纤维供应商PPG工业公司(纽约证交所代码:PPG),携其相关产品亮相2011北京国际风能大会暨展览会。据中国环氧网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,此次展会于10月19日-21日在北京中国国际展览中心举行,PPG展位号为EC07。“我们在风能市场拥有超过10年的丰富经验。我们向全球客户提供玻璃纤维产品,如HYBON(R) 无捻粗纱。”PPG工业公司玻璃纤维业务副总裁Tom Kerr说。“我们与客户紧密合作,确保我们的产品不仅符合他们的产品和工艺要求,而且也能满足当今以及未来的行业需求。”此次风能展,PPG展出的应用于风机叶片制造的HYBON®2026和HYBON®2002两款无捻粗纱非常引人注目。
其中:HYBON®2026玻纤产品是PPG的一款高性能无捻粗纱,其可与各种树脂快速、 彻底浸润,减少生产时间,增加叶片强度与抗疲劳能力,帮助业界制造出更长、更耐得住严苛环境考验的叶片;HYBON®2002无捻粗纱则是一款可兼容于聚酯、乙烯基酯及环氧树脂等不同体系的增强型玻璃纤维。“我们始终致力于加强PPG在全球风能产业中的领导地位,并为风能市场的发展提供支持。” Kerr补充道,“我们将继续生产创新型产品以满足行业的需求,促进市场的发展。”作为全球领先的涂料和特殊产品供应商,PPG借助其跨领域的专业知识及遍布全球的生产及服务中心为风力发电产业定制产品,帮助客户获得最高的发电效益。据中国环氧网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,PPG同时也提供叶片涂料,塔筒涂料用于风能设备的保护。这些产品包括AUE-50000系列风机叶片专用保护面漆,SIGMAFAST(TM)278底漆,SIGMADUR(TM)568表面漆和SIGMASHELD(TM)880涂料。
据中国环氧网(中国地坪行业网)www.dpwang.com专家介绍,AUE-50000风机叶片专用保护面漆的特点是抗腐蚀和耐候性能高,当与HSP-7401风机叶片专用保护底漆合用时,AUE-50000面漆能帮助减少涂层厚度从而提升能量输出效率;SigmaFast 278是一款速干型重防腐涂料,具有固体成分高,有机挥发物低等特性,适用于风力发电的塔筒内外壁、电机和齿轮箱等外壁,以及其它钢结构表面防腐;SigmaDur 568则是一款高固体分、厚膜型聚氨酯面漆产品,它杜绝了常规聚氨酯面漆表面的针孔气泡等问题,单道成膜可达150微米;在低腐蚀环境中还可以直接涂在经良好表面处理的钢材表面,而无须特别的防锈底漆,适用于风力发电的塔筒和其它钢结构、机械设备等表面;SigmaShield 880是一款两组份,高膜厚的聚氨酯环氧修补涂,主要用于海上风机叶片的飞溅区的维护,其可以在浸水条件下继续固化。此外由于该款产品拥有出色的海水防腐性能,即使单独使用也能提供持久的防腐保护。 |