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筒倉裂縫成因與預防緩解措施
大容量筒倉因長期受到環(huán)向力作用，避免容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，下面是小編搜集的一篇關(guān)于筒倉裂縫成因探究的論文范文，歡迎閱讀參考。
隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，燃煤儲存已成為制約工業(yè)發(fā)展的重要問題，燃煤儲存于混凝土筒倉內(nèi)部，因此，做好筒倉防護，避免壁面出現(xiàn)裂縫是保障燃煤質(zhì)量，提高工業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑。
裂縫生產(chǎn)初期，由于裂縫較細微，不容易引起人們的注意，無法及時修補，隨著使用時間增長，微觀裂縫將逐漸增大，發(fā)展為宏觀裂縫。宏觀裂縫一旦出現(xiàn)，則會造成空氣和雨水順裂縫流入倉內(nèi)，污染內(nèi)部儲物，甚至與鋼筋結(jié)構(gòu)接觸，腐蝕鋼筋。因此，控制筒倉裂縫生成是保障筒倉運行安全和可靠的關(guān)鍵。
1 筒倉裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土筒倉裂縫按照生成的時間不同，可分為兩類，一類是施工期生成的裂縫，一類是在使用期生成的裂縫。引起筒倉裂縫生成的原因有很多，一般包括: 材料選擇不當; 施工操作不規(guī)范; 溫度變化大; 荷載高; 凍脹; 地震; 火災等人為和自然因素。按照裂縫生成的規(guī)律、形態(tài)不同，可將裂縫生成概括成以下幾種: 塑性收縮和沉降裂縫; 縱向和橫向裂縫; 八字和倒八字裂縫; 收縮裂縫; 斜向裂縫等多種裂縫。在實際工作中，應根據(jù)環(huán)境條件和作用荷載等因素預測可能出現(xiàn)的裂縫類型，做好預防工作。裂縫出現(xiàn)的原因主要是由于筒倉受力不均勻所致。在實際工作中，筒倉所受到的不均勻壓力主要為以下四點原因: 第一，筒倉頂部卸料口布設(shè)的位置對于筒倉整體分布不均勻; 第二，進料口卸入的高溫物料與外部環(huán)境溫度差異大或自然環(huán)境溫度變化明顯，造成筒倉裂縫; 第三，倉內(nèi)物料的流動性導致物流沖擊倉壁，對倉壁產(chǎn)生不均與壓力; 第四，由于物料卸入過程中，可能引發(fā)拱堵現(xiàn)象，因此，在設(shè)計過程中要求筒倉底部設(shè)有促流裝置，導致筒倉形狀不對稱，在卸料過程中，促流裝置會引起物料偏心流入倉內(nèi)，這種設(shè)計會造成筒倉避免所受壓力不均勻，致使避免出現(xiàn)裂縫。
筒倉在建設(shè)和運行中會受到多種外力干擾，致使倉壁受力復雜多變，為防止受到不均勻外力的作用造成倉壁裂縫的出現(xiàn)，目前，筒倉設(shè)計人員已根據(jù)有關(guān)力學原理設(shè)計出本構(gòu)模型�，F(xiàn)階段，本構(gòu)模型種類很多，不同種類的模型差異也較大，設(shè)計原理、適用范圍和計算結(jié)果也各不相同，尚沒有統(tǒng)一的混凝土本構(gòu)模型。因此，在設(shè)計過程中，只能按照用途、建設(shè)環(huán)境、應力范圍和計算結(jié)果選取適用模型。在選取適用模型中，需要計算出各類裂縫出現(xiàn)的可能性和裂縫開裂程度，選取綜合影響最小的模型進行設(shè)計建設(shè)，嚴格按照設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，最大發(fā)揮筒倉使用性能。
2 控制裂縫出現(xiàn)的技術(shù)措施
2. 1 選擇合理的筒倉結(jié)構(gòu)
混凝土筒倉在外界環(huán)境溫差較大或受熱、受力不均勻的情況下，筒倉壁面承受縱向拉力和內(nèi)側(cè)壓力，在受力達到承受限值時，倉壁會出現(xiàn)細微裂縫。裂縫生成后，因不容易被發(fā)現(xiàn)，同時，筒倉受力不均勻造成裂縫處受力增大，致使裂縫越來越嚴重，破壞筒倉穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當筒倉溫度降低時，倉壁會收縮受到外側(cè)的拉應力，而內(nèi)部由于物料的作用，對倉壁產(chǎn)生壓應力。反之，筒倉溫度升高，倉壁伸長，倉壁內(nèi)外側(cè)也會形成不同的應力作用。加之筒倉自身重力的作用，筒倉壁面通常出現(xiàn)垂直方向的裂縫。
鋼筋混凝土筒倉在頂部和底部分別設(shè)有環(huán)梁和樓板，其對筒倉造成的壓力作用也使得筒倉頂部和底部受力大于周圍壁面，使得頂部和底部壁面容易出現(xiàn)裂縫。為減小溫度變化對筒倉造成的影響，通常在選擇筒倉建設(shè)材料時，應選擇變形良好，導熱性能高的材料。倉壁所受溫度應力和壁面厚度成正比，因此，在筒倉設(shè)計時應選擇合理壁厚和配筋率，提高筒倉的壓力承受性能。
2. 2 選取抗壓性能良好的鋼纖維混凝土
鋼筋混凝土筒倉在實際運行中受到的縱向拉力和軸向壓力作用，作用力通常大于鋼筋承受強度和抗裂能力，因此，筒倉鋼筋配筋率是按照混凝土裂縫出現(xiàn)可能性最小情況控制的。配筋率提高筒倉抗壓能力也會提升，裂縫出現(xiàn)的幾率會降低，但是配筋率高相應的工程造價也會提高，所以要在設(shè)計中選取最優(yōu)配筋率。
不同混凝土性能和抗壓能力也不同，鋼纖維混凝土的韌性優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土，能夠大大降低裂縫出現(xiàn)的幾率。鋼纖維混凝土的原理是在傳統(tǒng)混凝土中摻入鋼纖維，混凝土的強度將提高 1. 5 ～ 2 倍，抗拉強度將提高 1.5 ～1. 8 倍。因此，為提高筒倉壁面的強度和韌性，可在混凝土中摻入鋼纖維，以提高傳統(tǒng)混凝土的抗拉強度，也能夠提升混凝土與鋼筋的貼合度。然而在實際施工中可以在某一局部或一段使用鋼纖維混凝土進行筒倉建設(shè)。
2. 3 選取適合的混凝土材料和配合比
鋼筋混凝土在實際運行過程中，裂縫產(chǎn)生往往是由于混凝土的收縮引起的，包括塑性、干性收縮自生或炭化收縮等原因，因此，避免裂縫生成首先要掌握混凝土收縮性能�；炷潦湛s是自身性能引起的，在配置混凝土建材時應嚴格控制配合比，以降低其自身收縮性能，選擇水化熱低的混凝土作為原材料，摻入適量粉煤灰，提高混凝土的和易性，降低摻入水量和水泥用量，節(jié)省建設(shè)成本。在摻辦混凝土材料時還應加入骨料增強混凝土強度和剛性，同時，還應摻入減水劑、外加劑等輔助劑，增大混凝土的流動性，延長其凝結(jié)時間，進而提高混凝土建設(shè)筒倉倉壁的抗裂性能。
2. 4 采取適應的施工措施
施工過程中，應按照設(shè)計圖紙和預先制定的詳細方案進行施工，當發(fā)生實際與設(shè)計方案不合理時，應嚴格控制養(yǎng)護和拆模時間，及時與設(shè)計人員溝通改進設(shè)計方案，盡量將建設(shè)期間的混凝土開裂可能性降到最低。
3 裂縫出現(xiàn)緩解方法
3. 1 噴射混凝土加固法
混凝土筒倉在運行過程中因受到應力作用和溫度變化，表面會出現(xiàn)微裂縫現(xiàn)象，向筒倉壁面噴射纖維混凝土，可以有效緩解微裂縫對筒倉造成的影響。纖維混凝土與筒倉壁面有良好的貼合性，能夠滲入微裂縫空隙內(nèi)，并在空隙內(nèi)迅速凝結(jié)硬化，形成高強度、高質(zhì)量的補縫材料，增強筒倉使用性能。
3. 2 環(huán)向預應力加固法
緩解混凝土筒倉裂縫問題也可以應用環(huán)向預應力加固法，這種方法也能夠有效解決裂縫對筒倉造成的影響。具體方式如下: 將筒倉內(nèi)部儲存物全部或部分清除，減少儲物對倉壁壓力的作用，在混凝土筒倉裂縫處進行鑿毛處理，然后在鑿毛處噴射混凝土，使混凝土與原筒倉表面成為一體，增強受力強度。以預應力鋼絲作為預應力筋，利用圓周方向預加應力的理念緩解施加在筒倉壁面的環(huán)向應力。在鑿毛處理后的筒倉避免纏繞預應力鋼絲，敷設(shè)鋼絲的數(shù)量和間距按照實際情況計算得出，最后在敷設(shè)完成的預應力鋼絲處噴射混凝土進行加固處理。
4 結(jié)語
綜上所述，筒倉壁面裂縫是影響筒倉使用年限、工作性能的重要因素，筒倉受內(nèi)外部溫度、承受應力的變化而產(chǎn)生的裂縫在出現(xiàn)幾率和影響程度上是可以人為控制的。在設(shè)計、施工過程中應注意選取物料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計等選取。在充分了解裂縫出現(xiàn)的原因基礎(chǔ)上，結(jié)合內(nèi)外部環(huán)境因素和建設(shè)需求，提出最優(yōu)設(shè)計方案，并在施工和后期運行過程中做好筒倉裂縫維護工作，保證筒倉正常運行。
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