钢筋混凝土筒仓裂缝的控制措施.pdf

一贮用二
文章编号:100-9441(12010)12-0036-02
钢筋混凝土简仓裂缝的控制措施
コ口孟宪建,高红斌(1.太原大学,山西太原030009;2.山西省建筑材料工业设计研究院,山西
太原030013)
摘要:分析了造咸钢篤混凝土简仓裂缝的原因。从选择结而且还要承受弯矩。迄今为止,还缺乏可靠的理论
枃设计方案、罘用钢纤维混土和优质原材料等方面,论述能够定量地描述这种裂缝现象,难以将它的影响全
了控制裂缝的产生和发展的技术措施。
部包括在综合修正系数内。尽管钢筋混凝土筒
关键词:钢筋混凝土筒仓;裂;钢纤维混媛土;原材料
仓的裂缝是不可避免的,但是,通过适当的技术措
中图分类号:TU398
文献标识码:B
施,控制裂缝的开裂程度,也能够满足建筑工程的使
用要求。
簡仓是存松散的粒状或小块状原料(如谷物、2控制筒仓裂缝的技术措施
水泥、矿石、煤及化工原料)的贮藏结构。筒仓具有
在钢筋混凝土筒仓仓壁出现较大应力时,除了
占地面积小、易于机械化和自动化、旽储物造价低的
要酌情考虑增大配筋以减少应力所引起的裂缝之
特点,因此,钢筋混凝士筒仓常作为水泥生产企业调外,建议采用多项混凝土裂缝控制技术,在选择结构
节、运转和贮存物料的设施。
设计方案、采用混凝土原材料和制定混凝土施工方
随着国民经济的快速发展,水泥企业的生产规法时采取相应的技术措施,控制裂缝的产生和发展。
模越来越大,对贮存材料的筒仓的容量要求不断提2.1选择合理的结构形式
高,大容量钢筋混凝土筒仓应用已相当广泛。目前,
水泥厂多建设在昼夜温差较大的山区,筒仓温
大部分钢筋混凝士筒仓存在着不同程度的开裂现度作用包括季节温差、仓壁内外温差和日照温差。
象,筒仓的破坏大多是从裂缝的扩展开始的,因此,对于贮存高温贮料的大型簡仓,其内部贮存的高温
钢筋混凝士筒仓的裂缝控制直接影响着建筑工程的贮料与室外最低计算温度相差很大。因此,仓壁内
可靠性和经济性。
外温差和季节温差的作用对仓壁内力的影响显
筒仓裂鏠的理论分析
著
仓壁在反复受热和不规则温差作用下,受到的
钢筋混凝土筒仓产生裂缝的主要原因是由于筒温度应力主要为环向应力和竖向应力,经向应力很
仓存在着压力不均匀的现象。引起压力不均匀分布小。仓壁外壁面的纵向及环向均呈拉应力,内壁面
的因素很多,首先是贮料和筒仓结构本身的不均匀;呈压应力。当最大应力超过抗拉强度时,便在外表
其次是外界温度、湿度变化以及高温贮料的人库温面出现裂缝。当仓壁温度下降时,仓壁收缩力图恢
度对仓壁的影响;三是贮料在流动时压力沿筒仓截复到原始状态,但由于受到库内贮料的阻碍,使得仓
面和仓壁高度呈不均匀分布状态。
壁受到压缩,而仓壁材料的压缩是有限的,消除仓壁
近年来,为了贮料流泄通畅,防止起拱堵仓,依伸长的阻力在钢筋混凝土仓壁内也会产生拉应力。
照工艺的要求在仓底设置促流装置,将钢筋混凝土仓壁纵向力矩引起环向裂缝,环向力矩引起纵向裂
简仓设计成具有偏心泄料动能的筒仓。偏心泄料会缝,由于仓壁自由端的影响,仓壁纵向约束程度小于
对筒仓仓壁产生不均匀附加侧应力,而且这种不均环向约束,并有自重压力作用,所以,在仓壁上环向
匀压力的大小变化和分布范围错综复杂并具有随机裂缝不多见,主要是垂直裂缝。同时,当筒仓贮
性
存热物料时,混凝土的抗拉强度和弹性模量均有明
不均匀压力使仓壁结构不仅要承受轴向拉力,显降低(见表1),从而引起混凝土收缩和徐变加剧,
Research Application of Building Materials
万方数据
钢筋的力学性能也比常温状态差,钢筋的强度和弹种,就可以影响混凝土的抗裂性。图1所示为单位
性模量有不同程度的降低(见表2),钢筋与混凝土面积平板的总开裂面积与时间的关系。
之间的粘结力降低。
表1混凝土的温度折系数
1000
温度/C
60
100150200
800
抗压强度折减系数1.00.900.850.800.70
600
抗裂强度折减系数1.010.850.750.650.5
弹性模折减系数1.00.850.350.650.55
400
卵石
200
颚式破碎机碎石
表2钢筋的温度折系数
-反击式破碎机碎石
温度/C
20
10015
抗拉强度折减系数」1.011.01.010.900.85
时间?
弹性模量折减系数1.01.01.00.9910.95
图1骨料品种对混凝土抗裂性能的影陶
由于仓壁顶和仓壁底对仓壁有较大的约束作
采用反击式破碎机破碎的碎石颗粒较为均匀,
用,在壁顶和壁底处,仓壁的环向应力急剧增大,出多接近于球体或立方体,且其针片状颗粒的含量较
现应力集中,混凝土容易产生裂缝。因此,筒仓的仓采用颚式破碎机破碎的碎石少,故其配制的混凝土
顶结构材料宜选用易于变形、轻质高强以及导热性抗裂性相对要好。卵石表面较光滑,卵石集料与水
能良好的材料,以利于高温贮料的散热,降低高温对泥石之间的粘结力比碎石集料与水泥石之间的粘结
钢筋和混凝士的抗拉强度和弹性模量的影响。温度力差,故用卵石配制的混凝土抗裂性差。不同品种
作用下简仓壁所产生的内力,一般随壁厚的增加而骨料的混凝土抗裂性的大小关系为:反击式破碎碎
增大,在结构设计时应对筒仓厚壁进行优化设计。
石>颚式破碎碎石>卵石。
2.2采用抗裂性能好的钢纤维混凝士
2.4采取适宜的施工揹施
钢筋混凝土筒仓仓壁是轴心受拉构件,按强度
施工时,应选用水化热比较低的矿渣硅酸盐水
计算的受力钢筋一般不能满足抗裂要求,提高配筋泥,在混凝土中掺加适量的粉煤灰,以改善混凝土的
率的抗裂效果虽然比较明显,但工程造价也会提高和易性,降低用水量及水泥用量,减少混凝土的干缩
很多,同时仓壁内布筋密集会造成施工困难。
变形,提高表面抗裂性能。
依据CFCS382钢纤维混凝土结构设计与施3结语
工规程》,可在仓壁混凝土中掺入一定比例的钢纤
维,以提高混凝土的抗拉强度和混凝土与钢筋的粘
在实际工程中,普通钢筋混凝土筒仓大多存在
结强度。当混凝土开裂时,钢纤维混凝土能够缓和着不同程度的仓壁开裂现象,存在安全隐患。裂缝
混凝士内部应力集中。钢纤维混凝士的初性是普通严重时需对开裂筒仓进行加固,会增加企业的经济
混凝土的40~200倍,可以有效约東裂缝的发展,达负担。如果在工程中提前做好预防措施,就可以控
到有效控制裂缝宽度的效果。当钢纤维的摻人量制钢混凝士筒仓裂缝的开裂程度提高结构的耐
体积配筋率)为1.5%时,构件的抗裂强度可以提久性。
高1.5~2倍,抗拉强度和抗弯强度可以提高1.5
钢筋混凝土筒仓的裂缝宽度,一般随壁厚的增
1,8倍。因此,钢纤维混凝士可以作为钢筋混凝加而增大,因此,应对筒仓厚壁进行优化设计。为了
土简仓的改性材料,在筒仓结构的某一局部区段采减少由于仓壁温差引起的环向拉力,钢筋混凝土筒
用,或者某一个节点采用,不仅应用灵活,而且施工仓的仓顶结构宜选择易于变形、轻质高强以及导热
简便,造价低廉。
性能良好的材料,以利于高温贮料散热,降低高温对
2.3采用优质的粗骨料品种
钢筋和混凝土的抗拉强度和弹性模量的影响。钢筋<