专利名称：超长钢筋混凝土水池无缝结构方法
技术领域：
本发明涉及一种工程建筑，更具体的说，涉及一种钢筋混凝土水池的工程建筑。
背景技术：
我国《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》和《石油化工钢筋混凝土水池设计规范》规定，当矩形现浇钢筋混凝土水池尺寸超长时，应设置适应温度变化作用的温度缝。温度缝间距一般不超过30m。设置温度缝的缺点水池整体性差，因地基不均匀沉降、受力等原因，造成温度缝处易错位、漏水，和橡胶止水带有老化问题，且修复困难。如不设缝，必须采取措施，以防止裂缝产生。从设计角度分析，产生裂缝的原因，就是混凝土受到的拉应力超过了抗拉强度，因此，降低混凝土拉应力是防止产生裂缝的有效途径。 施工阶段，产生的拉应力有水化热和干缩等效温差拉应力；长期使用阶段，有因季节负温差所产生的温度拉应力。一般的做法是设置混凝土后浇带；使用补偿收缩混凝土，长度过大时增设加强带；使用预应力技术。(I)设置后浇带当池体长度超长时，不设温度缝，而设置I 2m宽后浇带的做法。设后浇带，在其两侧混凝土浇筑完毕后，2个月左右再进行浇注。在后浇带浇筑完毕后，整个水池连成整体，这种措施，只能解决施工阶段产生的拉应力，不能解决季节负温差所产生拉应力问题，长期使用阶段，仍可能开裂。(2)使用补偿收缩混凝土 在混凝土内掺加膨胀剂，利用膨胀剂在混凝土中产生膨胀应力，补偿浇筑、凝固过程中产生的水化热和干缩等效温差拉应力，实现混凝土成型时不出现干缩裂缝。当长度超限较大时，除在混凝土内掺加膨胀剂外，还要每30-40m设置一道膨胀加强带。由于膨胀剂产生的膨胀应力是有限的，加强带与后浇带一样，只能解决施工阶段产生的拉应力，不能解决长期使用阶段因季节负温差所产生的温度拉应力。因此，有很多地方，靠掺外加剂的方法，解决超长的水池出现竖向裂缝问题。(3)使用预应力混凝土在池壁、底板、顶板水平方向均施加预应力，来解决温度应力问题。长期以来，人们未对产生水池裂缝的不同时期的温差因素区别开来，水化热等效温差、干缩等效温差及季节温差，均由预应力筋承受，导致配筋过多造成浪费。同时，由于混凝土从浇筑至张拉阶段，仍需要一段时间，此阶段仍会发生干缩裂缝。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供超长钢筋混凝土水池无缝结构方法。本方法的钢筋混凝土水池无缝结构施工阶段采用补偿收缩混凝土解决水化热等效温差、干缩等效温差应力、长期使用阶段采用预应力筋解决季节负温差产生的温度拉应力。超大型钢筋混凝土水池，水池长度一般超过50米以上，往往受到场地环境和地质条件限制，多采用长条形或方形布置。一种超长钢筋混凝土水池无缝结构方法，是通过以下步骤实现的；施工阶段采用补偿收缩混凝土，所述补偿收缩混凝土是掺加3% 10%含有氧化钙或硫铝酸钙的膨胀剂，经水化反应生成膨胀性结晶物质-水化硫铝酸钙和氢氧化钙，在混凝土内形成自压应力，以彻底抵消混凝土浇筑、凝固过程中的水化热等效温差应力、干缩等效温差应力，确保混凝土在浇筑过程中不出现拉应力，实现混凝土浇筑成型时不出现干缩裂缝。通过计算，确定补偿收缩混凝土限制膨胀率，控制在0. 02% -0. 05%，在混凝土中达到0. 2-0. 7MPa的膨胀自压应力，以抵消混凝土浇筑、凝固过程中的水化热等效温差、干缩等效温差拉应力，确保混凝土在浇筑和凝固过程中不出现拉应力，实现混凝土浇筑成型时不出现干缩裂缝。此阶段措施机理完全同传统补偿收缩混凝土方法，但需抵消的是凝固过程中的水化热等效温差应力和干缩等效温差应力，而不需要抵消长期使用阶段的环境温差应力，限制膨胀率仅为传统补偿收缩混凝土方法的35% 50%，所掺膨胀剂量仅为传统补偿收缩混凝土方法的50%左右。长期使用阶段当混凝土强度达到70% -75%时，使用抗拉强度标准值为1860MPa的钢绞线作为预应力筋，对池体施加预压应力，用以抵抗长期使用阶段的环境温差应力，避免出现结构裂缝。由于预应力筋所负担的仅为季节温差所产生的温度应力，预应力筋减少35% -50%。与现有设计措施比较，即更好地发挥了补偿收缩混凝土和预应力筋的作用，又 能降低工程建设费用。下面对本发明计算进行描述。(I)施工阶段限制膨胀率的确定为了确定补偿收缩混凝土的限制膨胀率，先计算混凝土水化热温升和干缩产生的收缩率，藉此确定混凝土的限制膨胀率。I)混凝土水化热温升混凝土水化热温升按下式计算T1 = ^ WQ/C Y (I)式中，T1为混凝土的水化热温升CC ) ; P为本结构散热影响系数；W为混凝土的水泥用量(kg/m3) ；Q为水泥28天的水化热(kj/kg) ；C为混凝土比热(kj/(kg. °C )) ； y为混凝土密度(kg/m3)。水化热温升等效变形S1= a J1 (2)2)混凝土干缩率混凝土计算龄期(张拉龄期)的收缩率按下式计算e y = e O(I-Zolt)M1M2M3-M10 (3)式中，e y为混凝土计算龄期(张拉龄期)t的收缩率；t为混凝土计算龄期(张拉龄期)(天)；e ^ = 3. 24X IO-4为标准状态下混凝土极限收缩率W1-Mltl为修正系数。根据补偿收缩混凝土应用技术规程规定，限制膨胀率不低于0. 02%。因此，一般采用限制膨胀率为S1+ey (且不小于0.02%)的补偿收缩混凝土，正常施工季节浇筑后养生良好就可确保混凝土凝固后不出现干缩裂缝。3)构造钢筋补偿收缩混凝土浇筑后产生微膨胀，受到钢筋的约束产生自应力，按下式计算a c = AsEs e Jkc (4)式中，0。为混凝土自应力(N/mm2) ；Ac为钢筋截面积(mm2) ；ES为钢筋弹性模量；e s为钢筋的伸长率，也就是补偿收缩混凝土的限制膨胀率'K为混凝土截面积(_2)。由式(3)
权利要求
1.ー种超长钢筋混凝土水池无缝结构方法，是通过以下步骤实现的 施工阶段采用补偿收缩混凝土，所述补偿收缩混凝土掺加3% 10%的膨胀剂。限制膨胀率，通过计算控制在O. 02 % -O. 05 %，使混凝土达到O. 2-0. 7MPa的膨胀自压应カ，确保混凝土在浇筑和凝固过程中不出现拉应力，实现混凝土浇筑成型时不出现干缩裂缝； 长期使用阶段当混凝土强度达到70% 75%时，进行预应カ筋张拉；由预应カ筋产生的预应カ，抵抗长期使用过程中因季节负温差产生的温度拉应カ，避免出现结构裂缝；与现有设计措施比较，即更好地发挥了补偿收缩混凝土和预应カ筋的作用，又能降低工程建设费用。
全文摘要
本发明涉及一种钢筋混凝土水池无缝结构方法，施工阶段，采用补偿收缩混凝土，解决水化热等效温差、干缩等效温差应力，实现混凝土浇筑成型时不出现干缩裂缝。限制膨胀率仅为传统补偿收缩混凝土方法的50％，所掺膨胀剂量仅为传统补偿收缩混凝土方法的50％左右。；长期使用阶段，采用预应力筋解决季节负温差产生的温差应力，从而避免出现结构裂缝。较传统预应力法所用预应力筋减少50％。本发明的有益效果是发挥膨胀剂和预应力筋各自优势，实现水池一次浇筑成型且不开裂，使得混凝土水池的整体性、抗震性、抗渗裂性和耐久性得到提高，既能更好地解决超长水池各阶段的无缝问题，又能降低工程建设费用，体现了显著的技术进步，具有很高的推广价值。
文档编号E04G21/00GK102677899SQ20121006705
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者乔芳, 姜洪波, 孙华, 孙新, 康永胜, 张伟光, 张景田, 张维军, 张维秀, 彭茜, 朱杰, 朱银鹰, 王铁红 申请人:中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院