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后浇带作为大体积混凝土结构控制裂缝的一种有效方法,实现了结构的无缝设计,但现阶段后浇带的设计及施工都存在着较多问题,其主要原因是对后浇带的受力状态不了解,造成了在实际施工过程中施工方法、养护措施及封闭时间的确定等方面随意性比较大。
本文首先分析了引起大体积混凝土早期开裂的影响因素,对材料及施工养护等方面进行了重点论述;其次,从新老混凝土的粘结破坏机理上研究分析了新老混凝土的粘结问题,指出影响新老混凝土粘结强度的重要因素;并对常用的后浇带封闭材料—膨胀混凝土做了详细的介绍;接着,利用传热学知识推导出混凝土的温度场及粘弹性应力场的三维有限元计算方程,并对膨胀混凝土的膨胀应力进行了简单的分析推导,并用FORTRAN语言编制出数值计算程序MASSIVE;最后,以实际工程为模型基础,对基础筏板及后浇带的温度场及应力场进行模拟计算,并与实际监测结果进行比较分析。
通过对材料及施工养护的论证分析得出,配置高强混凝土时如果采用的是普通硅酸盐水泥则尽量采用高标号水泥,有利于裂缝控制;而且随着水灰比的减小,混凝土的抗裂性能渐渐下降;入模温度、养护温度及构造钢筋要控制在适当的范围内。通过对后浇带受力状态分析得出,正常封闭后浇带后,后浇带的中心截面上表面应力超过同期混凝土的抗拉强度,而采用膨胀混凝土后,表面拉应力仍会造成后浇带开裂;提前封闭后浇带后,后浇带表面应力超过了同期混凝土的抗拉强度,所以在施工时要注意表面的养护,最好采用膨胀混凝土。
本论文对两种后浇带的材料—普通混凝土与膨胀混凝土,及后浇带的两种封闭时间—正常封闭与提前封闭几种情况下的应力曲线进行了模拟计算,并进行了对比分析,为后浇带的施工作业提供了理论依据,并据此提出了控制后浇带裂缝的具体措施。