混凝土工程裂缝控制探索之路 - 图文(10)

2019-08-30 12:16

用,并出现了更严重的收缩裂缝。

国际上最热门的话题是耐久性问题,从九十年代初HPC由美国传入中国又出现超高性能,由于低水胶比,内干燥自收缩收缩应力的显著增大,再掺入需水量很高的膨胀剂,钙矾石含量剧增,高强高性能混凝土裂缝更多,脆性增加,防火性能差,制备较困难等不足,耐久性降低,材料的研究与结构的研究尚有较大的差距,我认为在普通混凝土好好打的基础上,研发高性能普通钢筋混凝土工程结构,高延性比和均质性良好的高品质普通混凝土结构是努力方向。例如,不仅提高材料的韧性而更重要的是改善结构的各种复杂受力条件下结构的延性比(轴力,弯曲,剪切),提高均质性降低变异性,达到普通均质延性钢筋混凝土结构系统目的。试验室试块不等于复杂受力下的工程结构。

掺膨胀剂总后某地下工程补偿收缩混凝土严重开裂修补现场实况

掺膨胀剂的重点工程出现严重收缩开裂的主要有:上海xxx地铁车站、中国人民解放军总后勤xxx地库(工程兵严格施工养护)、上海江桥和康桥垃圾焚烧厂、上海浦东 际机场一期地下通廊,上海石洞口污水处理厂(亚洲最大污水处理厂)、苏州工业园污水处理厂、某核电站常规岛、北京首都国际机场二期、北京东方广场、上海浦东新区德国中心、深圳皇港口岸某工程、湖北某电厂、北京巨石公寓、山东XXX大厦掺《高强混凝土掺膨胀剂》,上海浦东XXX住宅地下车库、深圳华侨城保龄球中心(当时亚洲最大的保龄球场)、上海世博会某场馆、武汉湖北XX大厦、深圳世界大学生运动会体育馆、武汉某表演场,上海正大广场掺膨胀剂,5000余米裂缝,由法国某公司总承包,十分担心对结构承载力的影响,邀请我去分析处理,类似问题举不胜举,都是我参与处理的裂缝。近年来国内外做了实验研究,都说明补偿收缩的前提是必须有大量的水供给,这个条件在一般淋水养护条件水不够用,从水到空气产生收缩落差,施工坍落度损失很大,最终达不到补偿收缩的目的,花了很多钱,收缩裂缝更多,开裂时间延长。所以很多工程,开始用后来就不用了。如首都机场二期用三期不用,浦东国际机场一期用二期不用,中央电视台超长超宽超厚大体积混凝土,通过大量的对比实验,专家组决定不用。北京电视台,奥运会水立方,2014洛阳正大广场接受上海正大广场产膨胀剂的教训等等,不采用膨胀剂,结构正常。上海某黄浦江隧道,深圳-香港某通道(先掺膨胀剂开裂,后停掺,裂缝控制成功)以及上海某大型国防工程设备基础无收缩灌浆料UGM严重收缩开裂,都说明了这些问题的实际情况和技术论文销售宣传差距太大。首都国家大剧院最深达-32米2001年8月23日专家论证不掺膨胀

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剂类添加剂。台山核电会议,法国专家们担心中国混凝土水泥水化延迟钙矾石破坏。

湖北某大厦工程及某地下车库,施工时混凝土中都加了UEA膨胀剂,堵裂修补后一再继续开裂,认为使用者有责,先后进行了三次调整配合比,还不得不处理大量收缩裂缝。所以我对膨胀剂的态度很明确:来征求我的意见,我则劝你不用;至于是不是采纳我的意见,则悉听尊便。如果出现了裂缝找到我,我尽力协助分析,挽救工程。湖北某电厂烟筒基础,上海某大工程掺了膨胀剂严重开裂,业主要求推倒重来,邀请我到场分析,我提出加固处理的办法,挽回了建设方的名誉及经济损失,有的工程掺了也没开裂,是否是膨胀剂起了作用尚不得而知。因为宝钢30年八百万立方米,从不掺膨胀剂工程正常,我感到混凝土工程界在技术上对膨胀剂有争议很正常,但不应该被商业利益所左右,这方面问题太复杂了,我建议设计院不应当在图纸上注明采用膨胀剂的要求,膨胀剂检验标准规范是采用泡水试验环境,远远脱离工程实践条件,泡水试验得到限制膨胀率,对结构温度收缩应力没有实用价值(建筑工程有无穷多个约束度及收缩差别巨大)。2006年我应邀去美国华盛顿处理M-1号工程裂缝,现场曾用4种配合比浇灌11次,其中有一方案(美方专家提出),采用美国生产的膨胀剂按美国补偿收缩混凝土规定,将膨胀剂掺入混凝土,仍然出现较多的收缩开裂。没有起到补偿收缩作用,最后我建议取消膨胀剂,取消引气剂,提高水胶比,加强构造设计,不采用松模浇水冷却,不采用养护剂,采取普通混凝土好好打的方法,取得良好控制裂缝效果。已经停工的工程得以立即复工,其后将7千美金购买的美国生产的膨胀剂全部退货时,美国经理说:“你们买的时候我就提醒过你们,应用这种材料是有风险的,你们不听,现在来退货是不应该的”。最后还是给予退货。

2004年在上海召开高性能混凝土国际会议,我在会上向瑞典知名学者提出“你们

是否应用膨胀剂补偿收缩混凝土?”他的回答“不可控,不用”。我在南昌钢厂,三明钢厂,北京巨石公寓处理了膨胀剂在充分供水环境中膨胀应力引起的破坏很难加固处理造成了生产和经济方面的损失,膨胀少了不起作用,膨胀多了造成结构破坏,膨胀早了应力松弛了,膨胀晚了延迟鈣矾石破坏(DEF),如何控制?如上海垃圾焚烧场,有建材院专家跟踪,还是产生了严重的收缩裂缝,大量的裂缝事故责任都归罪于使用者而与研发无关,提请膨胀剂研发者仔细考虑,到底是研发者的责任?还是使用者的责任?现在的膨胀剂规范,能否判别裂缝责任的归宿?

关于收缩及膨胀变形的实验方法,如比长仪、卧式收缩仪、平板式收缩仪、圆环收缩仪等所测试的结果,只能反映材料一个侧面,无法反映超长超宽超厚大体积混凝土结构的真实性质。深圳世界大学生运动会开会前夕,我应邀到深圳某大型体育馆屋盖现浇混凝土梁板结构70米超长中间设一条膨胀加强带,出现了严重收缩开裂,多次专家会议论证,采取体外预应力法加固,考虑国际影响,本人提出了采取环氧树脂化学灌浆处理,不用体外预应力,和设计院密切配合,经济合理的解决了实际问题。最近某军区两项重大工程查膨胀剂引起严重开裂(与未掺膨胀剂区域对比),本人协助处理完毕。

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宝钢建设三十周年(1978-2008)总结大会

1987年为“宝钢一期施工新技术”向国家申请科技进步特等奖,宝钢派我到北京去进行答辩。在京西宾馆面对国内各界专家评委们的提问时,我代表宝钢详细介绍宝钢建设施工中深厚层软土地基处理、高地下水位深层结构防水,桩基位移、大面积矿石堆载、地基稳定性、超长大体积混凝土跳仓法无缝施工,新型钢结构及高强度螺栓以及高温,防水抗渗,超低温,高速动力,化学腐蚀等重大问题的科技攻关及创新过程,特别报告了建筑工程的变形效应问题,最后,专家们给予热烈的鼓掌(一般评奖委员不给被评奖人鼓掌)投票表决一致通过了宝钢的申请,获得1988年国家科学进步特等奖,这是建国以来施工领域中的最高奖,是对参加宝钢建设的十万大军的鼓励。后来为工程裂缝的研究与专著又获得了国家科技进步二等奖。

宝钢建设工程800万立方米混凝土的施工现场,使我在大体积混凝土研究与裂缝控制方面获得了新的升华,也给我提供了一个探索混凝土工程裂缝控制问题难得遇到的大舞台。而我们在这个舞台上施展的才华和拼搏,也得到了宝钢技术人员和我研究生的密切配合才能取得初步成果。在2008年12月22日下午举行的宝钢建设三十周年纪念大会上,由上海市委书记俞正声给我颁奖,被授予“宝钢功勋人物”的光荣称号。我感到在裂缝控制的研究工作还是初步的不成熟。离开学校,一直工作在各各工程现场,在宝钢三十五年是我一生最长的工作现场,把一生最好的时光奉献给了宝钢和国家重点工程,虽然早已退休但到目前为止仍在为宝钢的扩改建及国内外工程界奉献自己的力量,宝钢专门组织了“王铁梦工程结构团队”,将我一生的经验传承给年轻人,我可能辜负众望,深感力不从心,应邀去国内一些大学和建设单位做技术报告,有时到国外讲学,简单归纳为4个字“传承与创新”。祖国五千年文明引以自豪,但是五千年的闭关自守和墨守成规是我们最大的枷锁,特别是设计方面的创新精神实在是太淡薄了,不管什么事都要去按规范,洋人学者怎么说,外国规范怎么定,有限元计算是判决问题的最后结论,自己给自己画地为牢。其实它们都应该接受实践的考验。有一次我们在日本和日本人谈判,我们针对大面积堆料对钢管桩的负摩擦问题,提出按日本设计规范计算负摩擦的意见,日本专家说了这么一句话“我感到惊讶,没想到一个外国人尊重日本规范比日本人尊重日本规范还厉害,该问题在日本尚未成熟的解决,不要按日本规范设计”。日本人的这句话耐人寻味。

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某工程由于开挖及堆土效应造成倾覆倒塌,C80预应力高强钢筋混凝土全部脆性断裂的断口

混凝土裂缝控制技术和跳仓方法从宝钢成功开展后推广到了上海的一些工程施工中。从上海地区成功开展后又推广到了北京20余项、深圳乃至全国很多地方。跨出国门后,也在一些不同体系的混凝土设计规范的国家和地区得到了应用;如:香港(解决英方设计院超配筋率引起的裂缝)、巴基斯坦(解决优选最低水泥用量,缺乏粉煤灰以石粉代替,C30大体积混凝土,气温达45℃以上,研发裂缝专家系统分析计算问题)、伊朗(德黑兰地铁裂缝的原因分析及改进)、美国(岩石地基,灌混凝土配合比,水胶比,松模冷却,膨胀剂及养护等问题)和俄罗斯(处理及分析工程裂缝,高水泥用量,高强度,高密度)等。从工业建筑到市政、桥梁、地铁、核电、火电、隧道、民用建筑和特种结构等多个领域技术服务。

巴基斯坦核电站C30大体积混凝土浇筑前86天研究降低入模温度及无FA配合比

为上海浦东新区软土地基中相邻影响和国际裂缝技术难题出谋划策

1994年上海浦东建设中,上海浦东新区城市建设局成立陆家嘴地区地基基础工程施工协调专家组,我和叶可明院士担任专家组组长,专家组有芮晓玲、黄绍铭、周志道、张耀庭、陈标等,在东方路一侧兴建了中达大厦、浦贸大厦、石油大厦和煤炭大厦四幢紧密相邻的高层建筑,其中中达大厦和浦贸大厦的基坑相邻距离只有15厘米,基础施工对相邻建筑物的影响特别严重。如果处理不当,相邻建筑施工极有可能危及周围建筑物安全。为解

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决这个难题,我们专家组提出了建造两个大联合基坑的设想,避免了相邻建筑施工有可能危及周围建筑物安全的现象发生。四个业主,四家不同的设计施工单位联合成为两个基坑施工团队,共同来解决困难。我承担了中达和浦贸联合基坑的设计并负责两个联合基坑的全部监测工作。工程实施时,我采用了约束应变检测系统来解决有关联合基坑的关键性技术问题,实时记录和掌握基础工程内的细微变化,确保基坑的安全与稳定。在陆家嘴国际金融开发区有数百项高层和超高层建筑拔地而起,地下工程极为复杂,编制了条例,采用了新技术措施,至今使用正常,避免了永久性变形缝的漏水现象。在陆家嘴许多国际金融大厦地下工程中,不仅进行了相邻影响控制,还在新上海国际大厦,世界金融大厦,锦江饭店等地下工程中,结合取消沉降后浇带,温度后浇带,做了温度场和应力场量测等,进一步证明了温度收缩应力与长度呈非线性关系,被授予“浦东首届科技功臣”的称号。

最高人民法院在审理1991年南京发生的某公司在XX日报社相邻处建造一幢高层建筑时未考虑相邻建筑物安全的违章施工,某公司不服江苏省高级人民法院一审判决某公司赔偿XX日报社各项损失数百万元而上诉到最高人民法院的案件时。鉴于我在宝钢和浦东建设中有处理这方面问题的经验,最高人民法院在1996年5月开庭时请我到场作纯技术性的陈述,为最终判决提供依据;最高人民法院当庭做出了驳回某公司上诉,维持原判的终审判决。判决后,某公司老板特意在法院门口等我,问XX日报社给了我多少钱?我回答一分钱没有,在南京请了我吃一顿饭,有好多人陪客。

2006年7月接到北京邀请前往外交部参加中美双向视频会议,工程是超长超宽超深大体积混凝土工程,产生较多的开裂,现场已停工,经过双方方专家的论证后被派往华盛顿进行现场的调查及处理。工程混凝土采用工程设计强度为C40,试块强度都在C50以上,水胶比很低,地质条件为花岗岩地基,约束度很高,浇筑后一天松模,用地下水(16℃)养护,拆模就发现裂缝间距最小800mm,最大1.6m,裂缝宽度0.2~0.3mm,见下图 50 / 60


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