? Palabras clave del artículo: ¿Análisis y control de fisuras del hormigón
? Resumen: Los cimientos de balsas se utilizan ampliamente en proyectos de construcción y existen grietas en el concreto de los cimientos de balsas. Resumen: Se analizaron las grietas superficiales y las grietas por contracción de los cimientos de balsas y se propusieron medidas preventivas para las grietas del hormigón en cimientos de balsas, que sirvieron como una guía sencilla para la práctica futura de la ingeniería.
? Hoy en día, con el rápido desarrollo de la construcción urbana, siguen surgiendo proyectos de edificios de gran altura en ciudades grandes y medianas. El uso de cimientos de balsas está cada vez más extendido. El volumen de concreto de la base de la balsa es grande, y el calor de hidratación liberado durante el proceso de vertido y endurecimiento del concreto producirá grandes tensiones de temperatura y tensiones de contracción, causando grietas en el concreto, lo que no solo destruye la apariencia, sino que también causa la Las barras de acero quedan expuestas y oxidadas. Reducen la capacidad de carga de la estructura del edificio, reducen la integridad y rigidez de la estructura del edificio y se convierten en un peligro estructural.
Análisis del mecanismo de agrietamiento por temperatura del hormigón en cimentación de balsa
(A) Contracción por temperatura causada por la hidratación exotérmica del cemento
El calor de hidratación del cemento es el Factor clave en la cimentación de balsas La principal causa de grietas en el hormigón en masa. Se generará una gran cantidad de calor cuando el cemento se hidrata, pero la sección transversal de las estructuras de hormigón de gran volumen es generalmente gruesa y el calor se concentra dentro de la estructura y no es fácil de disipar. El hormigón se expandirá debido al calor. En la siguiente fase de enfriamiento, el volumen de hormigón se reducirá gradualmente debido a la reducción continua de su propia temperatura. En este momento, la balsa está limitada por los cimientos u otras estructuras, lo que generará una gran tensión de contracción por temperatura en la balsa de concreto. Una vez que la tensión de contracción por temperatura en la losa de concreto excede la resistencia a la tracción del concreto a esa edad, el concreto producirá grietas en toda la sección, reduciendo seriamente la impermeabilidad, integridad y durabilidad de la estructura, y trayendo graves consecuencias. Además, debido a la lenta disipación de calor interna del hormigón de la base de la balsa, la temperatura será mayor. Debido a la rápida disipación de calor, la temperatura de la superficie será menor, lo que provocará una diferencia en el valor de contracción entre el interior del hormigón y el interior. la superficie sea demasiado grande, lo que provocará que la tensión de tracción de la superficie sea demasiado grande, lo que provocará que la superficie del hormigón se agriete.
(2) La influencia de los cambios de temperatura externa
Cuanto mayor sea la temperatura externa, mayor será la temperatura de vertido del concreto. Cuanto menor sea la temperatura externa, mayor será el rango de enfriamiento del concreto. Especialmente la caída repentina de temperatura, aumentará en gran medida el gradiente de temperatura entre la capa exterior de hormigón y la capa interior de hormigón, lo que es extremadamente perjudicial para el gran volumen de hormigón en la base de la balsa.
La temperatura interna del hormigón es la temperatura adiabática del calor de hidratación. La temperatura de vertido y el enfriamiento de la estructura provocan la superposición de varias temperaturas, y el estrés térmico se produce por la deformación térmica provocada por las diferencias de temperatura. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es el estrés térmico. Al mismo tiempo, en condiciones de alta temperatura, grandes volúmenes de hormigón no pueden disipar fácilmente el calor. En este caso, es aún más importante estudiar medidas razonables de control de temperatura para evitar el estrés térmico causado por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del hormigón.
(3) Restricciones internas y externas
Las restricciones generalmente se pueden clasificar en dos categorías: restricciones externas y restricciones internas. Las restricciones externas se refieren a las condiciones de contorno de la estructura, generalmente refiriéndose a las restricciones a la deformación estructural por soportes u otros factores externos. Las restricciones internas se refieren a las restricciones mutuas causadas por la distribución desigual de la temperatura y la contracción en estructuras de sección grande y la deformación desigual de cada partícula. Para estructuras con secciones transversales más grandes, su deformación puede verse limitada macroscópicamente por otros objetos debido a sus dimensiones de sección transversal más grandes.
Basado en el análisis anterior, no es difícil ver que las grietas en las balsas de hormigón son comunes en los proyectos de construcción y también son las más dañinas. En la construcción de balsas de hormigón, es necesario evitar tanto las grietas superficiales del hormigón como las grietas por contracción del hormigón. Por lo tanto, en base a estas dos razones, podemos derivar métodos de control y prevención del siguiente análisis mecánico.
Análisis mecánico del control de fisuras en la superficie de hormigón de cimentación de doble balsa
En la etapa inicial del vertido del hormigón, la hidratación del cemento genera una gran cantidad de calor de hidratación, lo que provoca que la temperatura de que el hormigón de la balsa se eleve rápidamente. Sin embargo, debido a las buenas condiciones de disipación de calor en la superficie del concreto, el calor se puede disipar a la atmósfera, por lo que la temperatura de la superficie del concreto aumenta menos; sin embargo, debido a las malas condiciones de disipación de calor y a una menor disipación de calor, la temperatura interna aumenta más; . Como resultado, se forma un gradiente de temperatura dentro y fuera de la balsa de hormigón, lo que provoca tensiones de compresión dentro de la balsa de hormigón y tensiones de tracción en la capa superficial.
Cuando la tensión de tracción excede la resistencia a la tracción del concreto, se producirán grietas en la superficie de la balsa de concreto.
El estrés por temperatura que causa las grietas consta de dos partes principales: el estrés por temperatura causado por la restricción de la deformación relativa causada por la diferencia entre la temperatura del centro del concreto y la temperatura de la superficie del concreto durante la etapa de calentamiento; En la etapa de enfriamiento, el hormigón se enfría desde una temperatura alta hasta un estrés térmico debido a restricciones externas de deformación por contracción a temperatura ambiente. Por lo tanto, uno de los factores clave para controlar las grietas en el hormigón en balsa es controlar la diferencia de temperatura en la superficie del hormigón en balsa dentro de un cierto rango, de modo que la tensión térmica resultante sea menor que la resistencia a la tracción del hormigón de la misma edad. Según la práctica actual de la ingeniería y la investigación teórica, las "Especificaciones técnicas para la aplicación de aditivos para hormigón" de mi país establecen el límite de diferencia de temperatura en 25 °C.
Análisis mecánico del control de fisuras por contracción del hormigón de cimentación de tres balsas
Las fisuras por contracción del hormigón de cimentación de balsa se producen durante la etapa de enfriamiento del hormigón, es decir, cuando el hormigón se enfría, se contrae debido a la disipación gradual del calor. Además, durante el proceso de endurecimiento del hormigón, este se encogerá debido a la hidratación y evaporación de la mezcla en el interior del hormigón y a la gelificación del coloide. Estos dos tipos de contracción producirán un gran esfuerzo de contracción (esfuerzo de tracción) debido a las limitaciones de la capa base o de la estructura misma. Si la tensión de contracción excede la resistencia máxima a la tracción del concreto a esa edad, se producirán grietas por contracción en el concreto, que penetrarán toda la sección y se convertirán en grietas estructurales, causando graves daños a los proyectos residenciales.
El espesor (altura) de la cimentación de la balsa en proyectos de construcción es mucho menor que las dimensiones en las otras dos direcciones. Cuando la relación entre el espesor y la longitud de la placa base es menor o igual a 0,2, bajo la acción de la contracción y deformación por temperatura, toda la sección transversal de la placa base abandona el área del extremo y se acerca al centro. Por lo tanto, para las grietas causadas por este motivo, hemos derivado algunas fórmulas empíricas para controlar la tensión de contracción por temperatura en la práctica de ingeniería y la investigación teórica, y la tensión de contracción por temperatura es menor que la resistencia a la tracción del concreto a esa edad. La fórmula empírica específica debe determinarse de acuerdo con la escala específica del proyecto y su antigüedad. Varios documentos han elaborado este resultado, logrando así buenos resultados.
Cuatro conclusiones
En la construcción con hormigón de cimientos de balsas en proyectos de construcción, la ley de desarrollo de la temperatura y el estrés térmico es crucial para el control de las grietas del hormigón. El cálculo de la tensión térmica debe considerar plenamente los efectos de las condiciones de construcción, la temperatura ambiente, el módulo elástico del hormigón, la fluencia, la contracción por secado y la relajación de la tensión.
Hay muchos factores que afectan el estrés térmico de la estructura de concreto de la base de la balsa, entre los cuales la proporción de mezcla de concreto, el ambiente de vertido y las condiciones límite de disipación de calor son los factores principales. Por lo tanto, según el análisis y la demostración anteriores, en la práctica futura de ingeniería, las grietas por temperatura deben controlarse desde los siguientes aspectos.
(1) Mejore la proporción de mezcla del concreto y agregue materiales mezclados (como agente reductor de agua, cenizas volantes, etc.) al concreto para reducir el calor de hidratación del cemento y reducir la cantidad de cemento. por unidad de volumen.
(2) Agregue una cierta cantidad de agente de expansión al concreto y utilice el principio de compensación de contracción del concreto para mejorar la resistencia al agrietamiento del concreto. Este método de combinar "resistencia" y "liberación" puede resolver mejor el problema del control de grietas del hormigón de cimentación en forma de balsa.
(3) Reducir la temperatura de vertido del hormigón puede reducir la temperatura máxima del hormigón, reduciendo así la temperatura base y la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Para controlar la temperatura de vertido, debemos intentar evitar la construcción durante temporadas de altas temperaturas o utilizar métodos como el preenfriamiento de áridos para reducir la temperatura de entrada al molde.
(4) Mejorar las condiciones y restricciones límite de disipación de calor y adoptar medidas de mantenimiento de aislamiento térmico e hidratación para evitar que la superficie del concreto disipe el calor demasiado rápido, mantener la superficie del concreto a una temperatura más alta y reducir la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del hormigón.