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裂纹舌:舌面见多少不等,深浅不一,形状各异的裂纹,称裂纹舌。
下方法得到:x1=1,点P2(x2,2)在抛物线C1:y=x2+a1x+b1上,点A1(x1,0)到P2的距离是A1到C1上点的最短距离,……,点Pn+1(xn+1,2n)在抛物线Cn:y=x2+anx+bn,点An(xn,0)到Pn+1的距离是An到Cn上点的最短距离. 求x2及C1的方程.
2. 已知数列{an}与圆C1:x2+y2-2anx+2an+1y-1=0和圆C2:x2+y2+2x+2y-2=0,若圆C1与圆C2交于A,B两点且这两点平分圆C2的周长.
(Ⅰ)求证:数列{an}是等差数列;
(Ⅱ)若a1=-3,则当圆C1的半径最小时,求出圆C1的方程.
点集L中,P1为L的轨迹与y轴的交点,已知数列{an}为等差数列, 且公差为1,n∈N+.
(Ⅰ)试求数列{an},{bn}的通项公式;
4. 已知点A1(2,0),A2(1,t),A3(0,b),A4(-1,t),A5(-2,0),其中t>0,b为正常数(如图图1
(Ⅰ)半径为2的圆C1经过Ai(i=1,2,…,5)这五个点,求b和t的值;
(Ⅱ)椭圆C2以F1(-c,0),F2(c,0)(c>0)为焦点,长轴长是4. 若AiF1+AiF2=4(i=1,2,…,5),试用b表示t.
(Ⅲ)在(Ⅱ)中的椭圆C2中,两线段长的差A1F1-A1F2,A2F1-A2F2,…,A5F1-A5F2构成一个数列{an},问{an}能否对n=1,2,3,4都有an+1
5. 在平面直角坐标系xOy中,若在曲线C1的方程F(x,y)=0中,以(λx,λy)(λ为正实数)代替(x,y)得到曲线C2的方程F(λx,λy)=0,则称曲线C1,C2关于原点“伸缩”,变换(x,y)(λx,λy)称为“伸缩变换”,λ称为伸缩比.
(Ⅲ)对抛物线C1:y2=2p1x作变换(x,y)(λ1x,λ1y)得抛物线C2:y2=2p2x;对C2作变换(x,y)(λ2x,λ2y)得抛物线C3:y2=2p3x,如此进行下去,对抛物线Cn:y2=2pnx作变换(x,y)(λnx,λny)得抛(Ⅰ)求圆C的方程.
7. 如图2,已知过点(1,3)的M与直线y=2x+3相切,且圆心M在4x-3y=0(x>0)上,M的坐标为整数.
(Ⅰ)求M的方程;
(Ⅱ)设过点P(0,3)作M的两条切线,切点分别记为A,B;又过P作N:x2+y2-4x+λy+4=0的两条切线,切点分别记为C,D. 试确定λ的值,使ABCD.
(Ⅰ)求动圆心M的轨迹C的方程.
的横坐标x1,x2,…,xn,…组成一个数列{xn}.
(i)求数列{xn}的通项公式;
■ 解题反思
面对该专项模拟,同学们若不是太顺手,或者没有思路,说明同学们对这类试题基本的处理技巧没有掌握好.比如解决圆锥曲线方程有关问题时,数形结合是常用方法. 同时,结合圆锥曲线的平面几何性质能使解题过程简化. 研究直线与圆,圆与圆的位置关系要紧紧抓住圆心到直线,圆心到圆心的距离这一关键点. 如果能利用好平面几何中的垂径定理,并在相应的直角三角形中计算,往往事半功倍.
圆锥曲线与数列综合而成的“点列”问题在高考中出现过多次,“点列”题型虽然形式新颖,但实质是数列知识和技巧的展示,解题的关键是根据几何性质(比如中点),得出数列的递推关系,求出其通项公式,问题也就迎刃而解了.
解决圆锥曲线的综合性问题通常分为三大步骤:
1. x2=3,C1:y=x2-7x+14
2. (Ⅰ)略;
(Ⅱ)x2+y2-9x+14y-1=0
3. (Ⅰ)an=n-1(n∈N+),bn=2n-1(n∈N+);
(Ⅱ)3;
(Ⅲ)能,证明略
6. (Ⅰ)(x-1)2+(y-1)2=1或(x+1)2+(y+1)2=1;
(Ⅱ)略,提示:用基本不等式
7. (Ⅰ)(x-3)2+(y-4)2=5;
Abstract: With the rapid development of the construction industry, construction process often involves large volume concrete problems, because it has a larger volume, structure of thick, dense steel bars and other characteristics, so the construction technology has put forward higher requirements, in the concrete construction in a reasonable selection of materials, the concrete mixture ratio optimization, supply, selection scientific construction methods, only attach importance to the construction of large volume concrete problems, avoid the cracks, in order to ensure the construction quality.
Key words: large volume concrete; crack; construction technology
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02
大体积砼是指其最小断面的尺寸仍大于1000mm以上的砼结构,大体积砼施工技术与施工质量、工程造价、结构安全等密切相关。近几年,随着建行业的迅速发展,高层建筑物,高耸结构及大型设备基础大量的出现大体积砼已经被广泛应用。因此,本文将对大体积砼的施工技术相关问题进行分析与阐述。
1.材料的选用
1.1水泥的选用
砼主要考虑抗裂缝性能好,兼顾低热和高强两方面的要求,部分表层砼,除抗裂性能外,还要求抗冻融性,耐磨性,抗蚀性,强度高及干缩较小,故此施工一般可用低热矿渣水泥,中,高标号的中低热硅酸水泥,此外,采用的水泥应对其品种,级别,包装和散装仓号,出厂日期等进行检查,并应对其强度,安定性及其他必要的性能进行复检,其质量必须符合现行国家标准的规定方可使用。
1.2滑料的选择 一般选用结构致密,并有足够强度的优良骨料,符合有关的标准,规范的要求,此外,还应注意以下几点(1)粗骨料要求洁净,不含杂质。估伤脑筋大粒径的卵石或碎石,含泥量小于等于1%。(2)细骨料建议采用中砂,含泥量小于等于3%。
1.3矿物拌合料
在砼中掺加磨细矿物拌合料后,可以起到降低温升,改善和易性。增进后期强度,改善砼内部结构,提高耐磨性,并可代替部分水泥,节省资源,起到抑制碱,骨料反应的作用。常用粉煤灰,高炉矿渣,沸石粉等。
1.4水
拌制砼宜采用饮用水,当采用其他水源时,水质应符合国家现行标准《砼用水标准》JGJ63的规定。外加剂:不同品种外加剂的掺加通常可起到改善砼拌合物的流动性,调节砼凝结时间,硬化性能,改善砼的耐久性等作用。外加剂的选用应根据设计和施工的要求通过试验及技术经济比较确定,不同品种的外加剂复合使用时,应注意其相容性及对砼性能的影响,使用前应进行试验,满足要求方可使用。
2.砼配合比的确定与优化
(1)水泥初凝时间不少于6小时。(2)砂率控制在35-40%。(3)砼中的最大氧离子含量为0.06%。(4)砼中的最大碱含量为3.0KG/M3。(5)水泥中铝酸三钙含量小于8%。
3.优化砼的供应
大体积砼应由商品砼搅拌站供应。原材料计量要准确,保证配合比的准确性。 3.1计量 要求使用检定过的计量器具,保证计量正确。
3.2拌制
控制原材料投入搅拌机顺序,不采用“外掺”、“后掺”的作法,严格控制拌制时间,搅拌完成后装入运输车时,即测定坍落度,同时观察砼的和易性,不得存在离析,分层等现象,坍落度不符合要求的砼不能出站。
3.3运输
根据路线的比对,交通的状况,随时增减车辆,保证砼的正常供应,砼运输时间不得大于180MIN,砼运输车辆离开搅拌站后不得掺加任何材料,包括水、外加剂等。
4.大体积混凝土易裂的原因 4.1水化温升高,体积变化大,混凝土体积越大,水泥总用量相对大,水泥水化产生的热量越不易散发,温升越高,引起的体积变化也越大,大体积混凝土浇注后,内部温度远较外部高,形成较高的温差,造成内涨外缩,使构件表面产生很大的拉应力以至开裂。
4.2受约束,产生拉应力
不受约束的混凝土是不会产生内就历程的,体积变化受约束才产生内应力。约束条件有两种,即外约束和内约束,外约束是指结构物的边界条件,一般指基础或其他外界因素对结构物的约束,水泥水化后期,散发热量大于放热量,构件温度降低,体积收缩,受边界条件约束,产生拉应力。
抗拉能力低。混凝土是脆性材料,抗压能力较高,抗拉能力较低,抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右;极限拉伸也很小,大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变很容易产生裂缝。以上三方面同时存在,并达到相当程度必然会发生裂缝,缺少其中一个,或其中一个没有达到相当程度,裂缝可能不会发生,大体积混凝土裂缝产生的最根本原因是水化温升的引起的体积变化。
5.大体积混凝土防裂的措施科学的施工方法既能满足节约施工成本的要求,又有效避免了大体积砼内外的温差问题,极大降低了产生裂缝的可能性,以下将对几种施工方法进行分析:
5.1分块浇筑法
为了尽量避免大体积砼内外的温差问题,在进行施工过程中宜采取分块浇筑法。分块浇筑法又可以分为水平分段浇筑与竖向分层浇筑两种方式,其中分层浇筑又可分为全面分层、分段分层及斜面分层三种方式。在竣工时间较充足的情况下,可以将大体积砼的结构采取分层多次浇筑,各施工层之间的结合均按照施工缝来处理,也就是薄层浇筑技术,这种技术能充分散发砼内的水化热。在施工过程中,应注意每道程序的间歇时间,如果间歇的时间太长,会影响竣工,同时也会使原来的砼对新浇筑砼产生约束力,进而会在上下层砼结合面产生难以发现的裂缝;如果间歇的时间过段,则可能正处在下层砼的升温阶段,表面温度高,再覆盖上层砼,就不利于下层砼的散热,也可能造成上层砼的沉降问题,提高裂缝的可能性。
5.2二次振捣技术 二次振捣技术,对提高砼的抗裂性具有重要作用,大量的施工实践表明,对已经完成浇筑但尚未凝固的砼加强二次振捣工作,能有效避免砼由于水平钢筋下部产生的水分及空隙等,以此提高钢筋与砼之间的凝聚力,避免由于砼沉降而产生裂缝,并能以此降低砼内微裂的现象,提高砼的密实度,并增强砼的抗压强度约10%一20%,有效防止裂缝产生。
5.3优化大体积砼的搅拌
在传统的大体积砼搅拌过程中,水分会与湿润的石子表面直接接触,在砼逐渐成形或静置的过程中,水就会向水泥砂浆和石子的界面集中,最终在石子表面形成水膜层。在砼已经硬化后,由于存在水膜层,就会造成界面的过度层趋向疏松多孔化,减弱了硬化水泥砂浆和石子之间的粘结性,进而成为砼结构中最薄弱的环节,对砼的抗压力及其他物理学性能造成不良影响。改进大体积砼的搅拌方式,能有效提高砼的极限拉伸力,避免砼结构的收缩。为了进一步保障砼的质量,可以通过二次投料的砂浆裹石或者净浆裹石等搅拌技术,既能防止水分过于向石子及水泥砂浆界面集中,又能保障硬化后的界面过度层更密集,并提高约10%的砼结构强度,提高其极限抗拉值与抗拉强度。大量的施工已经证明,在砼结构的强度基本趋同的情况下,能够适当减少水泥用量,也避免了水化热的产生。提高大体积砼施工质量的一些途径:
5.4加强对温度的控制
首先,为了控制由温差导致的裂缝,大体积砼的浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行,优先选择水化热比较低的水泥,在确保大体积砼的强度等级前提下,使用一定的缓凝减水剂,以减少水泥的使用量,同时使水灰比降低,能够有效减少水化热;加入外掺料如粉煤灰不仅能代替部分水泥的功能、减少用水,还能够改善砼的可泵性。其次,要注意控制砼入模的温度,如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射;通过加冰块来冷却材料。在浇筑时,应采取分层的方法,能够更好的控制浇筑的厚度及进度,有利于散热,同时浇筑的温度也要格外关注,例如在浇筑大体积素混凝土时加入适量的毛石,能够吸收大量的热能,并且节约大体积砼的原材料,但是要注意在浇灌过程中,应严格控制毛石块的体积不超过总体积的25%。
5.5提高对原材料的控制
由于在大体积砼结构中涉及的配筋较密且多,因此为了确保砼的紧密填充,应加强石子中最大粒径及其粗细集料级配,如果石子的粒径过大,石子就可能卡在钢筋中,而砂浆的收缩度大于砼的收缩度,拆模后就很可能在钢筋下方造成裂缝。另外,应严格控制砂石料的含泥量,若超过规定,会降低大体积砼的抗拉力并增加砼的收缩力,这种情况下就极易产生裂缝,影响工程质量。
另外,在大体积砼的施工过程中,对水泥的选择也十分重要。不同品牌、类型的水泥其组织各不相同,因此配置出的砼的性能也不尽相同,一般大体积砼工程在浇筑初期发生开裂的最重要原因就是由于砼内部温度升高与收缩而造成的。通过对大体积砼的选材及配合比的控制,在大体积砼结构中加入外加剂,尽量减少水泥和水的用量,以减少水化热现象引起的收缩变形。普通的硅酸盐水泥虽然其早期的强度高但是水化热反应大;矿渣水泥相比普通水泥的热度低,但是它的干缩和渗水现象严重,而且后期会产生硬度收缩;火山灰水泥在后期的收缩程度较大,而且经济代价较大。通过平衡选择,一般粉煤灰水泥,可降低裂缝出现的频率,同时添加LN-800N与膨胀剂HEA,在一定程度上降低了水灰比以及水灰量,有效控制了水化热,同时对大体积砼起到补偿收缩的目的,有效防控了裂缝的产生,提高工程质量。
5.6适当调整钢筋配置
通过调整钢筋的配置方案,可以增设温度的传递分布筋,将大体积砼内部的热量及时传递出来,以防止内部热量增高。在钢筋的配置设计上,一般采取在配筋率不改变的前提下、上下皮配筋差异的方案,也就是说底皮钢筋在没有柱板带的地方横纵均采用Φ25@150,在有柱板带的地方上下皮筋则采Φ25@130。由于砼的厚度约为1米,出于其散热速度的考虑,可在底皮钢筋与顶皮钢筋之间设置Φ25,温度分布筋采用每平方米1根的方式,采用搭接焊的方式连接上下,放弃原来28@200的配筋方案。通过这种上下错位的分布方式,可使钢筋的直径减小,钢筋之间的间距缩短,这样就减少了砼的收缩程度,上下搭接的方式能够使中间的热量迅速散发出来,减少裂缝发生的几率。 5.7通过在浇筑混凝土的模具内敷设一定数量的细钢管为导管,在施工浇筑时及养护期作为散热管道,在导管中循环冷水,带走大量的水化热,是一种很好的降温措施。
Abstract: The analyzed on the basis of the cause mass concrete cracks formed, point that the raw materials in its construction process should be optimized, optimize the mix design, to improve the construction process, do a good job in temperature monitoring and to enhance the conservation, in order to control the concrete temperature, deformation cracks, to improve the durability of the building structure.
Key words: mass concrete; cracks; temperature control; construction
0 引言
近年来,大体积混凝土越来越多的应用到水工结构以及工民建领域。对于大体积混凝土,我国普通混凝土配合比设计规程有明确定义:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于lm,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土即为大体积混凝土。由此看来,变形和裂缝是大体积混凝土的常见问题,裂缝一旦形成,不仅削弱承载力降低结构的耐久性,同时可能危及建筑物的安全使用。因此,在大体积混凝土结构施工中必须考虑温度应力的控制和防止裂缝的措施。
1 大体积混凝土裂缝形成原因分析
影响大体积混凝土开裂的因素非常复杂,这些因素无外乎来自两个方面,一方面是外部环境条件,另一方面是混凝土材料本身的性能。
1.1外部荷载作用
由于外荷载(静、动荷载)作用产生的直接应力及各种结构次应力超过混凝土抗拉极限强度时而产生的裂缝。混凝土的抗压强度很大而抗拉强度很小,只有抗压强度的1/10-1/16。因此,在大体积混凝土结构的设计中,通常要求不出现拉应力(如重力坝的设计)或者只出现很小的拉应力。因此,大体积混凝土结构由于外荷载引起的裂缝很少。
1.2体积收缩
收缩变形主要包括塑性收缩变形和干燥收缩两个方面。在硬化之前,混凝土处于塑性状态,如果上部混凝土的均匀沉降受到限制,其水平方向的减缩比垂直方向更难时,就容易形成一些不规则的塑性收缩裂缝。
混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形,但只有约20%的水分是水泥水化所必需的,因此由于水泥水化所产生的“自生变形”很小可以忽略不计。而掺入混凝土中的其余80%的水逐渐蒸发,随着混凝土的不断干燥而使吸附水溢出,就会出现干燥收缩变形。混凝土的表面收缩较快,中心收缩较慢,则表面的干缩受到中心的约束,而在表面产生拉应力出现裂缝。显然,外界环境湿度降低会加速混凝土的干缩导致混凝土裂缝产生。
此外,混凝土还会产生碳化收缩变形,即空气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,这些结合水因蒸发会使混凝土产生收缩变形。混凝土热胀冷缩,在温度下降过程中也会造成混凝土的收缩。实践证明,混凝土的最终收缩值一般在2~6×10-4范围内波动,有的高达10×10-4。这种收缩变形不受约束条件的影响,若有约束,由收缩引起的应力占混凝土应力值的30% 以上,即可引起混凝土的开裂。
1.3温度变化
在大体积混凝土结构中,由于体积、厚度均较大,传热效果差,水泥水化产生的热量聚集在结构物内部长期不易散失,形成较大的温差和温度应力。温度应力和温差成正比,温差越大,温度应力也越大。随着混凝土结构的大型化及施工速度的加快,水泥水化热引起的温度应力成为结构物产生裂缝的重要原因。此外,大体积混凝土施工期间,外界气温的骤增或骤减都会引起混凝土内外部的温差而造成过大的温度应力。因此,如何降低混凝土的发热量、控制混凝土的温度应力是大体积混凝土施工中关注的重点。
1.4其它
由于地基不均匀沉降引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过混凝土抗拉极限强度时就产生裂缝。此外,混凝土拌合物的不均匀会造成混凝土硬化后弹性模量不均匀,使得混凝土在收缩变形过程中导致应力集中从而引起裂缝。
2 大体积混凝土施工质量控制要点
由上节分析可知,大体积混凝土材料自身的性能是引起开裂的主要因素,如何采取措施降低混凝土的温度应力以及收缩应力,是大体积混凝土结构施工中十分重要的课题。在大体积混凝土施工过程中,除了应满足一般混凝土结构施工中对工作性和强度要求外,还应注重对新拌混凝土的抗裂性要求,即应选取适当的原材料、恰当的配合比、合理的施工工艺来进行温度控制和收缩控制,从而减小应力防止裂缝发生。
2.1原材料选择及配合比设计
(1)水泥
前已提及,大体积混凝土由于其体积大,表面小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,容易造成内外温差使混凝土产生温度裂缝,因此在满足强度要求下应尽量选用较低发热量的水泥。进行配合比选择时,在满足设计及施工工艺要求的前提下,最大限度减少水泥用量,是实现降低大体积混凝土绝热温升的关键。但在设计强度较高的大体积混凝土工程中,既要求水泥具有高活性,又希望水泥是低发热的,此时选择掺有高磨细度矿渣粉的高强矿渣硅酸盐水泥可同时满足这两种要求。
(2)集料
混凝土的热膨胀系数与集料的膨胀系数有关,应选择热膨胀系数低的集料,所配制的混凝土热膨胀系数低,从而降低混凝土的温度收缩变形。工程实践告诉我们:选择粒径相对较大的粗骨料和细度模数在2.7~3.1的中粗砂,会减少水的用量,有利于水泥用量的减少,还可以减小混凝土的收缩从而减小温度应力和收缩应力。
(3)掺和料
掺和料用于水泥中大多是可以降低水泥发热量和延缓发热时间的,这有利于减缓混凝土的温升过程。如掺入粉煤灰,由于其早期水化活性较低,水化热很小,可以有效地降低大体积混凝土的温峰和温升速率,但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。因此对早期抗裂要求较高的工程,粉煤灰的掺入量应该少一些,否则表面易出现细微裂缝。
(4)外加剂
在混凝土中掺入减水剂或引气剂后,改善其和易性,有助于混凝土的浇筑均匀和振动密实,所以也可能提高混凝土的抗拉强度和抗裂性。而且,在大体积混凝土配合比优化设计时,通过掺入缓凝型高效减水剂,一方面通过减少水的用量,从而达到减少水泥用量,实现降低水化热目的;另一方面由于缓凝,延缓了水泥的水化放热速度和热峰值出现时间,推迟大体积混凝土的凝结硬化速度,防止在大体积混凝土早期抗拉强度较低情况下,产生裂缝。而一些高分子材料外加剂如乳化沥青的加入,一方面提高混凝土的极限拉伸性能,另一方面乳化沥青中的水分能代替部分用水量,即减少了水的用量,最终降低了水泥用量。
2.2施工工艺
(1)原材料预冷和预热
石子、砂子、水的温度对混凝土的温度影响较大,一般情况下,当石子、砂子、水的温度降低l℃时,混凝土的温度分别降低0.63℃,0.19℃,0.13℃左右。冷却拌和水或在拌和时掺加冰屑,是预冷混凝土最简易的方法。地笼取料是将已筛好的骨料分别堆存,并将出料地笼放在地面以下,利用夏季地温低于气温的特点降低骨料温度。此外,还可选用水冷法、风冷法和真空汽化法预冷骨料。在冬季施工为了防止混凝土受冻,当气温不低于-1℃时,一般只须将水加热,以满足出机温度的要求。当气温低于-1℃时,须将水和细骨料加热,同时加热粗骨料使其中的冰雪融化,注意最高温度不宜超过75℃。
(2)浇筑层的厚度和方法
大体积混凝土浇筑方案主要有三种方式:全面分层、分段分层和斜面分层。为了减少浇筑过程中的温度回升,应加快混凝土浇筑速度,在最短时间内覆盖新混凝土。同时应采用台阶式浇筑法,把混凝土浇筑方式从全仓平面改为台阶式浇筑,混凝土层面暴露时间可大大缩短。而冬季施工应减少热量损失,可采用蓄热法、暖棚法等方法施工。
(3)养护环节
前已提及,外界环境的温度和湿度变化会使大体积混凝土产生温度应力和收缩应力导致裂缝,因此在养护环节应使混凝土的表面保持合适的温度和湿度,温度不能太低,湿度不能小,以降低混凝土表面与内部的温差和干燥收缩,从而防止混凝土裂缝的产生和发展。为此,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,根据具体情况增加或减少混凝土表面覆盖的保温层,将温差控制在25℃范围内。为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,大体积混凝土应在浇筑完毕后初凝之前,先覆盖一层塑料布再覆盖保温草帘养护。
上述方法涉及到的措施费用较高,因而“蓄水法”成了经济实用的首选方法。这种方法只需在混凝土终凝后,在构筑物的表面蓄以一定高度的水。由于水的导热系数为0.58W/m•K,因而有一定的隔热保温效果,可以推迟混凝土内部水化热温度的迅速失散,这样可望在指定的日期内,控制混凝土表面温度与内部中心温度之间的差值,使混凝土具有较高的抗裂性。鉴于混凝土是一种水硬性材料,所以采用“蓄水法”控制温度,有利于保证工程质量(尤其是在强度和密实性方面),还可以防止混凝土表面发生龟裂,这是采取其它施工方法所不及的。
此外,应做好混凝土的测温工作,随时掌握施工现场的第一手资料。在混凝土浇筑后1~5d内应密切观测混凝土温度的变化,每2~4h测温一次,5d以后每6~8h测温一次,同时量测大气温度,直至不采取措施而内表温差、表气温差均可控制在规范的要求范围。
3 结语
总之,导致大体积混凝土裂缝的原因主要有荷载裂缝、收缩裂缝以及温度裂缝等。大体积混凝土经常出现的问题,不是力学上的结构强度,而是以控制混凝土温度、变形裂缝,提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能,从而提高建筑结构的耐久年限为突出任务。为此,大体积混凝土的施工应优选原材料、优化配合比设计,改善施工工艺,做好温度监测工作并及加强养护,通过合理的施工组织和严格管理控制裂缝发生。
参考文献:
栾瑞尧,等.超大超厚基础底板大体积混凝土冬期施工技术.建筑技术,2008(2)
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.31.287
1前言
商家们在进行卖场规划时,都不想学习烦琐的色彩原理。总希望能够利用一些万能的模板来进行卖场陈列设计。其实这些万能的模板都存在缺陷,只能解决临时的部分问题,不能结合实际,没办法解决根本问题,起不到应有的作用。我们应当科学的看待色彩陈列,在学习卖场色彩陈列时,首先要学习色彩的基本原理,其次要结合卖场实际情况,最后要不断地积累实际经验,只有做到以上几个方面才能真正的做好卖场色彩规划解决根本问题。
2卖场色彩的基本原理和特点
2.1色彩的基本原理
色彩的变化规律是建立在色彩的基本原理基础上的,只有扎实地掌握色彩的基本原理,才能根据卖场的实际情况灵活运用。
色彩的属性:包括色相、明度、纯度。
色彩的对比:是指色彩在色相、明度、纯度等方面的差异程度。我们在实际的卖场色彩规划运用中,一般把色彩的对比分成两类,类似色对比和对比色对比。类似色是指在色相环上60°之内的色彩关系,类似色的搭配大多用于卖场的货架的陈列上,给人一种柔和、秩序、和谐的感觉。对比色是指在色相环上110°~180°的色彩关系,对比色的搭配一般用于橱窗的陈列上,对比色的色彩搭配视觉冲击力强,可以起到吸引消费者、调节消费者情绪的作用。
色彩的心理感应:由于色彩在色相、明度、纯度上的不同,会使人产生不同的心理感应主要的表现包括冷暖感、轻重感、空间感、强弱感、软硬感等。
2.2服装卖场的色彩特点
服装跟其他商品不同,它是时尚流行的产物,具有自身的一些特点,这些特点既包含物质层面的,也包含精神层面的。只有充分理解掌握这些特点才能更好地对服装卖场进行色彩的规划。
根据各方面的综合分析归纳,主要有以下几个特点:
(1)多样性:多样性是服装卖场的主要特点之一。因为每一个服装品牌都会根据自身的品牌文化、风格特点、消费群体以及当前的流行趋势,推出多个不同的风格系列,这些系列在色彩和款式上也是各不相同的,因此卖场中就会呈现多样性的风格特点。
(2)变化性:因为服装的季节性非常强,色彩随季节的变化非常大,所以在卖场中经常会出现两个不同季节的服装,这就造成卖场色彩非常混乱,搭配非常复杂。因此陈列师应该具备调整安排不断变化的季节性服装色彩的技能。
(3)流行性:因为服装是时尚的产物,其流行性非常强,每年每季都会有各种不同的流行色。因此陈列师还要学会分析了解服装时尚流行趋势特别是色彩流行趋势,然后结合实际推出新的卖场色彩规划方案,使卖场的色彩搭配适合当前的服装流行趋势。
3服装卖场色彩的规划
成功的卖场色彩规划既要抓住整体,又要重视局部细节,既要使整个卖场有层次感、节奏感,还要做到各方面和谐统一,能给消费者营造一种愉悦的购物环境,通过色彩来吸引消费者进店,诱导消费者购买。而一个没有精心规划过的卖场通常是混乱无序的,各方面都没有任何新意的,容易使消费者视觉疲劳,影响消费者的购买欲,无法达到促进消费的目的。
卖场的色彩规划要遵循从大到小的设计规律,先从卖场的整体色彩规划开始,再到卖场的单个陈列面以及单个的橱柜,只有这样才能在整体上把握好卖场的色彩方向,同时又可以兼顾到具体的色彩细节。
卖场色彩规划的方法:
(1)分析卖场服装的分类特点:在做卖场色彩规划之前,先要了解分析该品牌的品牌特点、消费群体、分类方法等,然后根据其特点确定采用的手法,再进行具体的色彩规划。
(2)把握卖场的色彩平衡感:一个卖场通常有四个陈列面组成,在进行色彩规划的时候要利用色彩的特征如明度、色相、冷暖关系等进行规划,使卖场在色彩上达到协调平衡。
(3)制造卖场色彩的节奏感:卖场在色彩规划的时候,应当注意整体的节奏感。卖场的节奏感通常是通过色彩的搭配方式实现的,通过不同的色彩搭配可以改变卖场平稳的局面,使整个卖场充满生气、活力。
(4)卖场色彩的基本陈列方式:卖场的色彩有很多的陈列方式,这些陈列方式都是根据色彩的基本原理,再结合实际的操作要求变化而成的。主要是将各种色彩根据色彩的基本原理进行重组和排序,使之变得有秩序化,使卖场的主次分开,便于消费者挑选购买。
①对比色搭配法:在橱窗陈列设计中对比色搭配方式经常出现,其特点是色相对比非常强烈、视觉冲击力强。
②类似色搭配法:类似色搭配方式的特点是色相对比柔和自然、秩序感非常强,在卖场中经常被运用在服装的搭配上或者卖场背景与环境上。
③明度排列法:明度排列法是把色彩按照明度进行有序的排列,能够很好地增强卖场的秩序感和空间感,一般常用在服装的侧挂和叠放中。
常用的明度排列法有以下几种方式:
第一,上浅下深法。通常情况下人的视觉都遵循一种稳定的状态。因此,我们一般在卖场的陈列面及卖场的货架色彩规划上,通常都是将明度高的色彩放在上面,明度底的色彩放置到下面,这样就可以增强整个视觉的稳定性。当然有些情况下为了增强卖场的运动感,也可以采用上深下浅的方式。
第二,右深左浅或者左深右浅法。这种排列方式在服装的侧挂上运用较多,一般在一杆货架中,把服装按照明度的不同来进行有秩序的挂放,使人的视觉上有一种秩序感。
第三,前浅后深法。色彩明度的变化会给人产生一种前进感或者后退感。我们在进行卖场规划的时候可以利用这种色彩规律,将明度高的色彩放在前面,明度低的色彩放在后面,增加整个卖场的空间感。当然整个卖场的色彩规划,也可以利用这种规律将高明度的系列放在卖场的前半部分,低明度的系列放在卖场的后半部分。
(4)彩虹排列法:彩虹排列是指按照服装的色相进行有序的排列,其最大的特点是对比柔和自然、亲切和谐感强。
(5)间隔排列法:在卖场陈列中采用最多的方式就是间隔排列法,这主要是因为以下几个方面决定的:
①间隔排列法是指通过多种色彩进行重复间隔排列,使色彩之间形成一定的韵律和节奏。
②卖场中的服装色彩都是非常多样的,尤其是女式服装,色彩款式都非常多样,一般情况下在同一个系列中很难找出它们色彩之间的关联性,没办法使用其他的排列方式,但是间隔排列法正好可以弥补这种问题。
间隔排列法因其多样的排列方式、广阔的应用面使其在服装陈列中应用广泛。
5结论
和谐是艺术的最高境界,服装陈列的色彩搭配亦是如此。在卖场陈列中我们不仅要做到服装色彩之间的和谐,还要做到使服装色彩跟卖场的整体规划、营销策略等各种因素建立起一种和谐互动的关系,这才是我们真正追求的目标。
本文介绍的这些色彩陈列方式,在卖场陈列的实际运用过程中还要根据自身的品牌文化、品牌风格、款式特点等多种因素进行灵活运用。
参考文献:
[1]陈炜.服装展示设计[M].合肥:合肥工业大学出版社,2009.
[2]毛春义.服装展示[M].武汉:湖北美术学院出版社,2006.
中图分类号:G文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)03-0018-03
1 引言
进入21世纪,各行各业的信息化进程不断加速,计算机水平成为衡量大学生业务素质与能力的突出标志,高校新生计算机知识的起点也有显著提高。以计算机技术为核心的信息技术已成为很多专业课教学内容的有机组成部分,各专业对学生的计算机应用能力也有了更加明确和具体的要求。考虑到上述情况,国家教指委下发了“关于进一步加强高校计算机基础教学的意见”。为了适应新形势,提高教学水平,我们着手非计算机专业计算机基础系列课程教学改革的课题。非计算机专业计算机基础系列课程改革与实践包括“大学计算机基础”、“计算机程序设计基础”和“数据库技术与应用”三门课程的建设与改革。经过五年的建设,在课题实施过程中,我们根据研究内容,分成五个子课题,全面实施课题的研究与实践工作;坚持从顶层设计开始教改,以顶层设计指导底层研究与实践,以全局性教改指导局部性教改,实现了教改的整体优化;提出了“六个一”的一揽子解决方案,按照“边研究、边实践;边改进、边完善”的改革思路,在五届学生的教学中实施与推广了课题的研究成果。
2 计算机基础系列课程改革方案
在系列课程改革过程中,我们群策群力,从六个方面进行了深入的研究和实践:构建一个新的课程教学体系,开发一个资源丰富的网络教学平台和考教分离的考试系统,尝试一种先进的教学模式,建设一支结构合理的教师队伍,编写一套高水平的实用教材,创建一个完善的实验教学和网络硬件环境,提出了提高非计算机专业计算机基础系列课程教学水平的“六个一”的一揽子解决方案,如图1所示。
图1计算机基础系列课程改革方案图
(1)发挥学科优势,建立适应不同专业和学生的分类、分层次课程教学体系。首先,将计算机的教学作为一个整体来研究。学校明确由计算机科学与技术系统管本校计算机专业与非计算机专业的计算机教学,并在此基础上统筹规划、协调组织。将我院工、管、文、理、经学科计34个专业的学生分为两大类,使计算机系的教学资源、人力资源与全校计算机基础教学资源共享,充分发挥了计算机系的学科优势,有利于计算机基础教学的深入发展;第二,计算机基础教学执行“1+X”的课程体系,即一门大学计算机基础和一组计算机基础核心课程相结合。对不同的专业大类,制定不同的培养方案,科学地划分教学模块;第三,开办不同类型的计算机辅导班。这也是为部分在计算机方面有一定特长的非计算机专业学生进入计算机的某个领域提供一种机会和学习途径;第四,广泛开设选修课程。我们根据学生的自身素质和课程特点,将分类、分层次、适应性教学落到实处,从而构成一个全方位的立体化的计算机基础课程教学体系结构。
(2)变革教学手段,构建先进的网络教学平台和考教分离的考试系统。我们以改革课堂教学方式为突破口,利用中央与地方共建专项资金220万建立了基础实验室计算机中心,开发了网络教学系统平台和考试系统平台,在突出教师教学特征与个性的同时,将传统教学的主要环节融入网络化教学中,做到信息可见、过程可控、资源可重用,体现现代教学手段的动态、大容量、多媒体的特点,课堂教学效率得到显著提高。使计算机教学达到了“三结合”,即:课内与课外相结合、讲授与自学相结合、理论与实践相结合。利用网络将课堂教学延伸,增强了师生互动,提高了教学效果。自主研发了基于B/S结构的网上考试系统,考试时,计算机在局域网环境下随机抽题,现场给分,变传统的笔试和部分上机编程考试为全面上机编程的机考形式,全面检验学生的实际应用开发能力,真正做到了考教分离,促使学生平时多上机、多实践,真正熟悉开发软件的各个环节,做到学以致用。
(3)强化实践教学,推行“教师精讲,学生多练”和“三层次”的教学模式。我们施行“教师精讲,学生多练”的教学模式,使理论教学和实践教学融为一体。提高了学生的实际动手能力。教师“精讲”是指对每个教学单元内容的核心概念和重要知识点,强调要讲精、讲透。上课时,要求学生注重程序设计思想和方法的理解和掌握,弱化语言本身的具体细节。“多练”就是鼓励学生多上机练习,教育学生认识到学好计算机知识的最佳途径是上机练习。我们采取了教学、实验1:1配套学时的方法,即在课程总学时中,拿出一半作为实验上机。通过大量的例题、习题训练,使学生计算机编程能力和实践动手能力大大加强。将系列课程实验分为三个层次:计划内实验、开放性实验和大型综合实验。第一层次是计划内基础与验证型实验训练,主要针对学时比较少的学生,通过16个基本实验,目标是培养学生掌握正确的程序设计方法与思路,具备一般的编程求解能力。第二层次是设计与开放型实验训练,面向多学时学生,除了16个基本实验以外,还设计了20个开放性实验,一般以“任务书”或“课题”的形式提出实验任务及目的和要求,通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成实验项目的要求。第三层次是面向学有余力的优秀学生,培养他们的创新精神和动手能力。对他们的教学主要采用讨论式教学,鼓励他们参加各种认证考试和各种类型的科技竞赛,以培养他们自主学习和探索创新的能力。同时注重开辟第二课堂,积极组织各类计算机等级考试和院电脑文化艺术节;协助其他系部、部门指导和组织学生参加省和全国大学生电子科技大赛、挑战杯科技创新大赛和数学建模竞赛。
(4) 紧跟技术发展,编写高水平的系列课程教材。融合国内外优秀教材长处与科学研究相关进展,根据国家教委非计算机专业计算机基础教学指导分委员会制定的新要求,编写新教材,使之具有内容先进、重点突出、体系严谨的特色。
(5)抓住发展机遇,配置完善实验教学和网络硬件环境。2001年以来,我院通过实施中央和地方共建专项资金和自筹经费,投入近700万用于计算机系列课程实验教学和网络硬件环境建设。实验教学环境已明显改善,实验室面积1900平方米,拥有870余台套的各类计算机设备、服务器,并构成高速局域网与校园网联接,学生可以通过网络获取课程学习各环节的基本资源并进行实验报告和作业的撰写及提交等。配置多媒体教学环境,利用多媒体网络辅助实验教学,充分发挥了多媒体和网络作为教学手段的优势。
(6)培养引进并重,加强师资队伍建设。从四个方面着手建立一支能够胜任计算机基础教育的教师队伍。一是从高校、工商界引进高职称、高学历人才;二是制定在职教师“充电”制度,为教师攻读高一级学位提供条件;三是制定了青年教师培训、指导、竞赛制度和到企业参加工程实践制度,提高其工程师素质;四是通过科研定向和产学合作,鼓励教师承接企业的横向科研课题,参与企业的攻关项目,不断提高科学研究能力和工程实践能力。
3 课题实践效果
通过近五年的课程改革,我们经历了不断“思考探索创新实践”的过程,不仅将非计算机专业计算机基础系列课程改革的感性认识提升到了理论高度,将单一研究变成了系统研究,将局部探索变成了全面铺开,而且通过边研究、边实施、边完善、再实施的科学高效的研究模式,推动了课程建设,加快了教研教改速度,在学院应用型人才培养中取得明显成效。主要体现在:第一,提高了应用型人才培养质量。系列课程实施改革后,学生学习的积极性与主动性增强,在学好本课程的同时,踊跃参加课外计算机技能培训。近两年学院有4126名学生参加了CAD、Pro/E和数控技术培训,90%以上获得相应认证资格等级证书;有6700多人参加全国计算机等级考试、全国计算机技术与软件专业技术资格考试,40%以上获得相应认证资格等级证书,少数学生获得全国计算机等级考试四级证书;同时提高了学生的工程应用能力。学生参加全国的数学建模竞赛、“挑战杯”科技创新竞赛、机械创新竞赛等都明显取得了很好的成绩。第二,提升了教师的教学水平和科研能力。
4 结束语
高校非计算机专业计算机基础系列课程的教学担负着信息技术在各学科领域的普及和应用任务。为使大学生具备应有的知识和能力,计算机基础教学必须不断地适应新形势和新技术发展的要求,进行改革和创新,为创造复合型或工程应用型人才提供一个良好的环境。我们历经五年,在计算机基础系列课程改革与实践方面进行了深层次和系统的探索及研究,该成果改革思路明确、措施得力、特色鲜明、实践性强、覆盖面广、效果显著,特别在课程体系改革、教学内容更新、教学方法改进、实践教学网络化和学生综合素质培养方面迈出了新步法,具有很好的实用价值和推广价值。改革将继续下去,以促进计算机基础教育教学质量的提高。
参考文献
[1] 教育部高等学校非计算机基础课程教学指导分委员会.关于进一步加强高等学校计算机教学的意见[R].2005.
[2] 郝兴伟,柳秀丽,龙世立.非计算机专业学生的计算机教育[J].中国大学教育,2003,(1).
中图分类号:TP183 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)02-0191-02
随着经济的发展和人们投资观念的转变,债券市场成为了最受欢迎的投资方式之一。债券价格的波动直接关系到投资者的收益情况,而对一个国家来说,债券价格的波动甚至有可能导致债券危机,给国家和人民带来严重的经济损失。为此,对债券的预测研究无论对散户投资者,还是政府相关政策的制定都具有深刻的理论意义和重要的应用价值。
支持向量机(SVM)是一种新兴的数据挖掘技术,在高维模式识别、回归估计等方面表现出特有的优势。核函数是影响SVM 性能的关键因素,目前,尚未存在一个核函数可以兼顾学习能力和泛化能力。因此,选择与给定问题相适合的核函数是一个难题。
本文结构安排如下:第一节介绍对相关工作的研究并构造新的组合核函数;第二节简述实验准备过程;第三节讲述实验及其结果,并给出分析;最后,对本文进行了总结与展望。
1 相关工作
Trafalis T和Ince H等人[1-3]用支持向量机方法对股票价格进行了预测研究,并与ARIMA模型进行了对比,实验结果表明支持向量机的预测精度要比ARIMA高很多。Chen S等人[4]将基于GARCH模型的SVR对纽约证券交易所综合指数进行预测,并与单个GARCH模型、MA模型、神经网络进行了对比,结果表明新的模型具有更好的预测性能。
1.1 核函数的构造理论
核函数在很大程度上影响着SVM的性能,因此核函数的构造及其相应参数的选取是构造SVM模型的重要内容。
因为多项式核和径向基核函数分别是典型的全局核函数和局部核函数,而且计算和性能上都有很大优势,所以把他们组合起来构造一个新的核函数,使其具有较好的性能。根据核函数的性质,核函数的线性组合仍是核函数。
考虑到债券数据近期的样本数据远比早期的重要这一点,要保证近期样本数据点充分的训练学习,高斯径向基核函数应该占较大的比重,多项式核占的比重相对就少,相反,早期数据样本点对应的高斯径向基核的比重相应的要下降,全局性相对加强,因为它对预测值的影响远没近期样本数据重要。我们定义如下:
(1.1)
其中i是样本序数,n代表样本数量,k是控制上升速率的参数。i=1的样本是最远的样本训练数据,i=n的样本是最近数据,如图1所示。
构造新的混合核函数:
(1.2)
2 实验准备与过程
本文使用快速有效的SVM模式识别与回归的软件包LIBSVM来实现训练算法。
2.1 数据预处理
本文选取04年记账式国债(10)期从08年03月14日至11年11月4日的799个数据为研究对象,输入特征向量为开盘价、收盘价、最高价、成交量、最低价。输出为下一日收盘价。
2.2 评价标准
本节采用均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)、平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、相关系数(Squared Correlation Coefficient,SCC)作为评价标准。其中RMSE、MAE值越小表示预测精度越高;SCC值越大表示预测值与实际值相关程度越高,拟合的越好。如式(1.3)所示,n代表样本数。T和P分别表示实际值和预测值。
(1.3)
3 实验结果分析
实验中,新构造核的参数取k=10,通过单个多项式核(Poly)和高斯径向基核(RBF)与新构造核进行预测对比,如表2所示。
从表2可以看出:整体上来看多项式核与高斯径向基核的差距并不是很明显。而新构造的混合核,在评价标准RMSE、MAD和SCC上都具有比单核都更出色的学习能力和预测精度。
从(图2)的预测效果对比图可以看出,和多项式核相比高斯径向基核在前20步拟合的较好,到后面拟合的稍差,因为局部的高斯径向基核的泛化能力不如全局的多项式核,而在后面多项式核的拟合效果比较好。而新构造的混合核,前面比高斯径向基核表现略差,后面比多项式核表现略差,但是整体上表现出了它的优越性能,比较稳定,有着更出色的学习能力和预测精度。
4 总结及展望
本文基于近期的样本数据远比早期重要的特点,构造出了一个新的组合核函数,并通过实验证明了新构造的核函数有效的提高了模型的预测准确度。
本模型提高了预测精度,但训练过程中每次迭代求核矩阵的时候都要重新计算训练时间有所增加。因此,如何在提高预测精度的同时有效的减少训练时间是将来有待研究的问题。
参考文献
[1]Trafalis T,Ince H,Support vector machine for regression and applications to financial forecasting[C].
一、 大体积混凝土的施工特点及裂缝产生的原因分析
大体积混凝土结构厚度大,体积大,钢筋密集,混凝土浇筑量大,结构整体性要求高,一般不允许留置施工缝,要求整体浇筑。
由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数较小,混凝土在凝结过程中水泥水化释放的热量聚集在结构内部不易散发出去,以致于混凝土内部温度越积越高,混凝土内外温差也就越大。大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随外界气温变化而变化,特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土的温差,这对大体积混凝土结构极为不利。混凝土内外温差引起温度变形产生的温度应力,是造成混凝土裂缝的原因之一。温差愈大,温度应力也愈大。应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起温度应力增大。混凝土中约有80%的水分要蒸发掉,由于多余水分的蒸发会引起混凝土的收缩,产生收缩裂缝,这对于混凝土是很不利的。
混凝土裂缝分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种。表面裂缝一般危害性较小,深度裂缝部分切断了结构断面,有一定的危害,而贯穿裂缝是由于混凝土表面裂缝发展成深度裂缝,最终形成贯穿裂缝,它切断了混凝土结构的断面,可能破坏混凝土结构的整体性和稳定性,其危害是比较严重的。
二、 大体积混凝土施工及裂缝预防
以上分析了大体积混凝土施工的特点及裂缝产生的原因,现从大体积混凝土的配制、温控措施、浇筑、养护等方面来简要阐述大体积混凝土的施工方案
(一)、大体积混凝土的配制
1、大体积混凝土的配制,在保证混凝土强度的前提下,应尽量减少水泥的用量,选用水化热低,凝结时间长的水泥。优先选用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等;
2、粗骨料宜采用连续级配,细骨料采用中砂;
3、外加剂宜采用缓凝剂、高效减水剂,掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等;
4、在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高骨料和掺合料的用量,以减少单方混凝土的水泥用量。
(二)、控制大体积混凝土浇筑温度的措施
混凝土的浇筑温度是指混凝土出罐后,经运输、振捣后的温度。要降低混凝土的浇筑温度首先应从控制混凝土的出机温度入手,其目的是降低大体积混凝土的总温升值和减少结构温差。降低混凝土的出机温度,优选降低混凝土用骨料及搅拌用水的温度。夏季气温较高,粗细骨料应避免在太阳下暴晒,采用遮阳网等对粗细骨料进行遮盖,必要时在使用前用地下水对骨料进行淋水降温。混凝土搅拌用水优先采用地下水,必要时可在混凝土搅拌用水中加入碎冰渣进行降温。在控制混凝土浇筑温度方面,通过计算混凝土工程量,做到合理安排施工流程和机械配置。大体积混凝土由于浇筑量大,因此在拌制时尽可能集中拌制或采用商品混凝土,用混凝土运输车运到施工现场,采用混凝土输送泵泵送。夏季运输混凝土,混凝土罐应进行包裹保温,采用混凝土输送泵进行浇筑时,对处于日照中的泵管,要进行遮盖或包裹。调整混凝土的浇筑时间,以夜间浇筑为主,尽量避开白天高温时段,必要时,可搭设遮阳网对浇筑的混凝土进行遮盖,以免暴晒混凝土而影响质量。
(三)、在大体积混凝土中掺加毛石以吸收混凝土热量、节约混凝土
在浇筑大体积混凝土时,可以掺加适量毛石,以吸收混凝土产生的热量,并节约部分混凝土材料。但应控制比例,一般宜控制在20%~30%。
1、 施工准备:毛石应选用坚实、为风化、无裂缝、洁净的石料,强度等级不低于MU20(实际掺用所选用的石料应与大体积混凝土强度相匹配);毛石尺寸应不大于所浇筑部位最小宽度1/3,且不得大于30cm。表面如有污泥、水锈,应用水冲洗干净。夏季浇筑混凝土使用前,应对毛石进行覆盖,避免在太阳下暴晒,必要时在使用前可用地下水对毛石进行淋水降温。
2、 施工方法:浇筑大体积混凝土时,应先铺一层15cm~20cm混凝土打底(混凝土必须完全包裹底部钢筋),再铺上毛石。毛石插入混凝土一半后,再浇灌混凝土,填满所有的空隙,用插入式振动器振捣密实。再逐层铺砌毛石和浇筑、振捣混凝土,直至混凝土顶面。保持毛石顶部、边缘至少有15cm厚的混凝土覆盖层。所掺加毛石的数量应控制不超过混凝土体积的30%。
3、 毛石铺放应均匀排列,使大面朝下,小面向上,毛石间距一般不小于10cm。对于有预留孔、预埋螺栓、锚件的部位,应适当增大毛石间距或不铺设毛石,以满足预留孔、预埋件的设置、锚固。
(四)、大体积混凝土的浇筑
大体积混凝土的浇筑,应根据整体连续浇筑的要求,结合结构实际尺寸的大小,钢筋的疏密、混凝土的供应条件等具体情况,分别选用不同的浇筑方案,以保证混凝土结构的整体性。
常用大体积混凝土浇筑方案有以下三种:
1、 全面分层。即将整个混凝土浇筑层分为数层浇筑,在已经浇筑的下层混凝土尚未凝结时,即开始浇筑第二层,如此逐层进行,直至浇筑完毕。这种浇筑方案一般适用于结构平面尺寸不大的工程,施工时宜从短边开始,沿长边方向进行。
2、 分段分层。即将基础划分几个施工段,施工时从底层一端开始浇筑混凝土,进行到一段距离后就回头浇筑该区段的第二层混凝土,如此依次向前浇筑其他各段(层)。这种浇筑方案适用于厚度较薄而面积或长度较大的结构。
3、 斜面分层。即混凝土浇筑时,不再水平分层,由底一次浇筑到结构面。这种浇筑方案适用于长度大大超过厚度的结构,也是大体积混凝土底板浇筑时应用较多的一种方案。
无论采用哪一种浇筑方案,都必须保证混凝土振捣密实。在混凝土浇筑完成以后,应在混凝土初凝以后、终凝以前,进行二次振捣或表明抹压,排除表明积水和浮浆,消除最先出现的表面裂缝。及时在混凝土表明覆盖一层塑料薄膜,防止混凝土表面水分蒸发过快产生收缩裂缝,同时也有利于混凝土的保湿养护。
(五)、大体积混凝土的养护与温控措施
1、大体积混凝土浇筑完成后,应及时采取覆盖保温保湿。其目的就是保持混凝土有适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内外温差,促进混凝土度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。大体积混凝土应保证其缓慢降温,如果混凝土表面降温过速,会导致混凝土内外温差大,产生温度裂缝,因此,降温速率的快慢将直接关系到大体积混凝土内部拉应力的发展。理论上混凝土的降温速率要求温差应力必须小于同一时间内的混凝土抗拉极限强度,应采用≤1~1.5℃。根据工程实际经验,混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃,当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,应不大于25~30℃。
2、根据经验,大体积混凝土的温差变化在混凝土浇筑后72h内波动最大,因此在这段时间施工现场值班人员应不间断对温度进行测量,测试频率为每两小时一次,测试时要求记录混凝土入模温度、每次测温时间、各测点温度值、各部位保温材料的覆盖和除去时间、浇水养护或恢复保温时间、异常情况(如雨、风等)发生的时间。
1 前言
近年来,随着国民经济和建筑技术的发展,建筑规模不断扩大,大型现代化技术设施或构筑物不断增多,而混凝土结构以其材料廉价物美、承载力大、可装饰强的特点,日益受到人们的欢迎,于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土,一般理解为尺寸较大的混凝土,美国混凝土学会给出的定义:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度的减少开裂影响的,即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题,开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题,裂缝一旦形成,特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位,可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂,是一个值得关注的问题。
2 大体积混凝土裂缝形成的原因
裂缝产生的原因可分为两类:一是结构型裂缝,是由外荷载引起的;二是材料型裂缝,是由非受力变形变化引起的,是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
2.1 温度应力引起裂缝(温度裂缝)
目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。首先,混凝土浇注初期,产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,常使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也会导致裂缝的产生;当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值就是内部温差;三种温差中,主要是由水化热引起的内外温差。
2.2 收缩引起裂缝
收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
2.2.1 干燥收缩
混凝土硬化后,在干燥的环境下,混凝土内部的水分不断向外散失,引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。
2.2.2 塑性收缩
在水泥活性大、混凝土温度较高,或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝,出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加大,于是裂缝进一步扩展。
3 防止裂缝的措施
材料型裂缝主要是由温差和收缩引起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。
3.1 优选原材料
3.1.1 水泥
由于温差主要是由水化热产生的,所以为了减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水化热低的水泥,由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数,硅酸盐水泥的矿物组成主要有:C3S、C2S、C3A和C4AF,试验表明:水泥中铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)含量高的,水化热较高,所以,为了减少水泥的水化热,必须降低熟料中C3A和 C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。
3.1.2 掺加粉煤灰
为了减少水泥用量,降低水化热并提高和易性,我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺入粉煤灰主要有以下作用:①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,其中二氧化硅含量40%~60%,三氧化二铝含量17%~35%,这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,是其活性的来源,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀;②由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;③同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应收缩值也减少。
3.1.3 骨料
(1) 粗骨料
尽量扩大粗骨料的粒径,因为粗骨料粒径越大,级配越好,孔隙率越小,总表面积越小,每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小,水化热就随之降低,对防止裂缝的产生有利。
(2) 细骨料
宜采用级配良好的中砂和中粗砂,最好用中粗砂,因为其孔隙率小,总表面积小,这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少,水化热就低,裂缝就减少,另一方面,要控制砂子的含泥量,含泥量越大,收缩变形就越大,裂缝就越严重,因此细骨料尽量用干净的中粗沙。
3.1.4 加入外加剂
加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会,外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响:
(1)减水剂的主要作用改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。
(2)缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度也增大了,从而减小裂缝出现的机率,二是改善和易性,减少运输过程中的塌落度损失。
(3)引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。
3.2 采用合理的施工方法
3.2.1 混凝土的拌制
在混凝土拌制过程中,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度,拌合物可采取以下两种降温措施:一是送冷风对拌和物进行冷却,二是加冰拌合,一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。
3.2.2 混凝土浇注、拆模
(1)浇注过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠二分之一为宜,浇注完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇注混凝土要求分层浇注,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。(2)尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇注尽量安排在夜间进行。(3) 混凝土拆模时间控制混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。
3.2.3 做好表面隔热保护
大体积混凝土的温度裂缝,主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后,由于内部较表面散热快,会形成内外温差,表面收缩受内部约束产生拉应力,但是这种拉应力通常很小,不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击,或者过分通风散热,使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生,所以在混凝土在拆模后,特别是低温季节,在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大 ,引起裂缝。
3.2.4 养护
中图分类号:X734文献标识码: A
引言
目前,在公路修建过程中,水泥基层和沥青路面具有力学性能好、整体性和水稳性能高等优势,广泛应用于公路工程的发展建设中。通过最近几年已建成投入使用的该类型公路的相关调查研究中发现其存在一些裂缝问题,例如明显的干缩裂缝、温缩裂缝、内应力裂缝及后期裂缝,严重影响道路的正常使用和寿命。
一、公路水泥稳定基层裂缝的危害
道路投入运营后,底基层如果有裂缝,裂缝会逐渐反射到路面,使路面的防水性降低,雨水侵入后会对路面性能和耐久性产生不利的影响:(1)雨水如果进入路基土中就会损坏路基的强度,在行车的反复荷载作用下产生汲浆,将基层下面的路基掏空,从而造成路面的损坏。(2)发展后会形成反射裂缝,使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝或者起拱,降低基层的整体强度,造成路面的整体性能降低,一个整体的基层面层由于出现了横向或者纵向及其他结构的裂缝,而被分裂成若干个小块,在车辆的荷载下,对路基的压力也会不均衡,容易造成路面板体形变。(3)沥青面层沿裂缝的损坏,在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,沥青面层会沿裂缝附近产生骨料和沥青的剥落,会形成坑槽现象。
二、水泥稳定基层施工过程中裂缝产生的原因分析
水泥稳定基层在非荷载作用下产生裂缝的主要原因是干缩和温缩。影响半刚性材料干缩和温缩的主要因素与含水量、水泥剂量、集料或矿料的含量、矿料的矿物成分、环境温度和养生情况有密切联系。
1、水泥稳定强度形成原理
(1)嵌挤作用
由于水泥稳定碎石中碎石按级配规律,小颗粒填补大颗粒空隙的一级填充一级的原则进行排列组合。它在外力(碾压)的作用下,级配碎石能紧密地嵌固在一起,依靠颗粒之间的嵌挤和摩阻作用而形成的内摩阻力具有一定的强度和稳定性。
(2)水泥硬化反应
水泥矿物质与水发生强烈的水解和水化反应,形成水化碳酸钙、水化硅酸钙等水化物,水泥的各种水化物生成后,有的自行继续硬化,形成水泥石骨架,有的则与碎石中的其它矿物质发生硬凝反应和碳酸化反应,增大了水泥稳定碎石的强度。
2、干缩裂缝
水泥与各种集料和水经拌和压实后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,水份会不断减少。由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用,材料矿物晶体或凝胶体间的水化作用和碳化收缩作用等都会引起水泥稳定碎石材料产生体积干缩,其收缩的程度与水泥、碎石粒料的含量,混合料中小于0.075mm的细颗粒的含量和塑性指数等相关。根据累积干缩应变可计算出干缩系数。
3、温缩裂缝
组成水泥稳定基层材料的三相,即不同矿物颗粒组成的固相、液相(水)和气相在降温过程中相互作用的结果,使半刚性材料产生体积收缩,即温缩。就组成固相的矿物颗粒而言,原材料中碎石的温度收缩系数较小;粉粒以下颗粒,特别是粘土矿物的温度收缩性较大,半刚性材料中胶结物有较大的温度收缩性。水泥稳定基层随混合料水分减少产生干缩和温缩应力,水分减少的愈多愈快,产生的干缩应力愈大,水分减少愈慢,干缩应变愈慢。因此半刚性基层施工时应合理安排工序,尽量在环境温度适宜时施工,以减小干缩、温缩裂缝对质量造成不良影响。
三、公路水泥稳定基层裂缝的预防和防治
1、严格控制混合料级配
道路基层碎石的使用量较大,由此在实际施工中要使用到几个料场,并且同一个料场的不同料场质量并不稳定,在几档材料混合完成后,生产的配合比将经常变化,容易超过施工中所需要的级配上限或者下限。由此水泥稳定基层的级配对水泥稳定基层的干缩特性造成了直接的影响,而良好的混合料级配还将有效减少水泥稳定裂缝的形成。
2、控制混合料的含水量
混合料的拌合现场,应在每天通过专职人员按照实际的规范对各种集料的含水量进行测定,而后根据实际施工的配比设计出符合施工实际的最佳含水量标准,在制定的过程中应综合考虑到施工现场的温度、湿度、材料的运输距离等状况,由此确定混合料拌合过程中的实际用水量。而负责测量压实度的专职人员,要在混合料摊铺整型过程中及时测定混合料的含水量,指挥压路机进行碾压,从而保证在最佳含水量的状况下进行碾压。并且由于含水量偏小,混合料的凝固性不佳,不容易碾压成型,并将对混合料的密度和强度都造成影响,若是混合料的含水量较大,混合料的密实度降低,则容易产生干缩裂缝。
3、控制水泥剂量
水泥的剂量也将对基层裂缝的形成造成影响。水泥剂量偏低,那么水泥稳定碎石的强度也将降低,对道路工程项目的质量造成影响,而水泥剂量偏高,水泥稳定碎石强度过大,将导致基层形成较多裂缝,从而致使沥青表面层形成反射裂缝,由此要在工程项目施工规范的基础之上,尽可能减少水泥的计量,保证道路工程项目的质量。
4、合理设置面层厚度
在面层结构设计过程中应通过修筑试验路段的措施来制定适合区域特征的面层结构模式,并以此确定最佳沥青面层厚度,最终实现结构组合在力上合理,且面层厚度不因过薄而不能抵御繁盛裂缝,也避免面层过后而降低其经济效益。
5、设置中间层
是指在基层内设置少量用稠沥青处置的碎石,也可采用未经处理的碎石对吸收和消弱基层裂隙间断应力和应变以减少和延缓反射裂缝的产生和扩展,而在多面层施工中应在层间铺设土工织物等来补强面层的整体强度,同时可增强面层自身的抗裂能力,并可保证面层功能的完备性以及减弱基层反射裂缝的形成。
6、压实度控制
基层压实度是保证面层最终达到要求的关键因素,施工中应结合工程状况合理组织压实机具,碾压时应坚持先轻后重、先稳后振、先慢后快的方式进行,为确保压实度符合要求,在检查井周围的摊铺厚度可略薄于正常路段,并适当增加1%左右的水泥用量,夯实施工时应尽量采用小型机具以确保压实度合理并避免裂缝的生成。
7、接头控制
基层施工中均会不可避免的出现接头,接头部位在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下极易生成裂缝,因此对其应严格按照要求处理,在管道埋设部位应严格控制管路回填土质量,避免由于施工中压实不到位而发生沉降引起基层裂缝的产生,必要时可采取加筋措施。
8、养护控制
水泥稳定基层在碾压完成后,要注意洒水养护。水泥与水的水化反应中水份的消失影响了凝结硬化后产生的强度,在气温高的时候,基层表面的水分蒸发的就快,这样就会产生裂纹。那么,养护的办法是:可以运用草袋或是塑料薄膜覆盖,这样基层就不会直接漏在外面。在温度低的时候,要采取防冻措施。
9、裂缝治理
多采用热沥青、乳化沥青、沥青砂捣实的方法灌缝,这些方法具有工艺简单、操作方便、养护费用低的特点,但实践表明,乳化沥青灌入后经过破乳、水分蒸发后,原灌满的裂缝又会出现一定空隙,需反复灌注才能灌满,而且无论是采用热沥青、乳化沥青灌注,还是用沥青砂捣实的方法,其有效使用期最多≯1 年,处理的裂缝又重新开裂,失效率高达 85%。
或用密封胶灌缝后,在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净后,才能开放交通。一般冷却时间为 15 分钟左右,具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。如果交通压力较大可以在槽表面撒一些细干沙或用同等宽的薄膜贴上,这样在 5 分钟内就可通车,车轮碾压之后覆盖物也不会影响到路面的整洁。
结束语
水泥稳定碎石是一种优良的路面基层材料,得到了广泛的应用。在水泥稳定碎石基层施工的过程中,受到温度变化和湿度变化的影响会产生裂缝,那么,我们就要对其裂缝产生的原因,采取好防治裂缝的措施,这样才能保证工程的整体质量,为人们出行的安全提供保障。
参考文献
[1]JTJE034-2000,公路工程路面基层施工技术规范[S].人民交通出版社
中图分类号:TG333 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)17-0075-02
1 概述
轧辊是铝冷轧机完成生产任务的基本部件。如我司1550轧机工作辊(Φ380/Φ350×1600mm;辊身硬度Hs=95~100;轧辊最小直径Φ350时,硬度不低于Hs90;淬硬层深15mm;材质:MC3)和支承辊(Φ960/Φ910×1550mm;材质:9Cr2Mo;辊身硬度:Hs=70~75±1.5;淬硬层深度25mm)。在以往的使用过程中,分别不同程度地出现了辊面爆裂和剥落脱皮的现象。然而,轧辊的使用周期(或单对轧辊的轧制通过量)是衡量铝冷轧机使用性能的关键指标。轧辊在使用周期内若出现疲劳破裂或者大面积片状剥落,将会造成轧制中产品的质量损失,也使得轧辊提前报废,增加生产成本的同时还打乱生产节奏,降低了生产效率,严重时,还会引起轧机火灾甚至飞出的剥落层有时会伤及轧机操作人员。
2 轧辊失效形式分析
轧辊在使用过程中的失效形式分为正常磨损和非正常损坏两种。轧辊从上机轧制到完成工作要求的压制标准长度或标准重量(即通常所说的通过量),或者生产不同产品需求的轧辊参数如凸度、凹度、粗糙度等因损耗超出了要求的范围后,进行有计划的更换修磨,这种情况叫做正常磨损。非正常损坏是指轧辊因操作失误以及各种事故造成无法完成正常工艺轧制。本文主要针对我司轧辊失效形式中裂纹以及辊面剥落形式进行探讨。
2.1 表面裂纹
2.1.1 疲劳裂纹的产生。铝板箔轧辊本身耐磨性很高,可发生的塑性变形极小,淬硬层较深。轧辊表面采用淬火和回火工艺进行处理后,表面硬度可以达到肖氏100左右的硬度,高硬度导致表面材质极脆,开裂敏感性高。工作过程中,工作辊辊身温度在70℃~90℃范围内,而轧辊表面与带材接触点处瞬时温度可高达200℃以上。辊身表面受瞬间高温影响急剧膨胀受压应力,表层以内形变不明显,两者之间产生拉应力。当轧辊与带材脱离时,由于轧制油的冷却作用,表面温度快速降低,应力状态由压应力变为拉应力。轧辊每循环一周,表面拉应力与压应力交变一次,长时间工作以后,轧辊表面会产生一层晶粒错位的脆硬层,即疲劳层,如果继续进行长时间轧制工作,表层以及次表层会逐渐产生细微裂纹。
2.1.2 事故裂纹的产生。在生产过程中,存在轧制工艺不合理、操作失误或者设备故障等状况以及喷淋量不足或者喷淋不均匀、轧辊骤冷骤热、压下量过大、轧制超负荷等情况,会导致粘铝现象的产生。当出现上述事故时,轻者会出现表面回火,形成局部软点;重者辊面受到热冲击时发生塑性变形,塑性变形的应力状态由压应力瞬间转变为拉应力,产生的回火过程使局部体积膨胀而使得拉应力瞬间增大,导致在回火局部的表层及次表层形成裂纹。
2.1.3 磨削加工不当导致的潜在隐患。轧辊磨削过程中,不合理的大进刀量或进刀量突然加大等错误操作会使得辊面产生较大面积或者局部烧伤。即使表面看不到烧伤痕迹,在磨削液的冷却作用下,对轧辊近表面局部区域的影响相当于二次淬火,导致晶粒错位或者变异,轧辊长时间使用后会在表面产生裂纹。
2.1.4 轧辊本身导致的裂纹。制作轧辊时采用的材料、材质、热处理过程或者加工工艺等如果不符合相关要求,通常会在轧辊内部产生裂纹,属于轧辊本身的制造
缺陷。
2.2 轧辊失效剥落的产生
铝冷轧机在工作过程中会发生轧辊剥落失效,原因可以分为以下五类:
2.2.1 轧辊原材料缺陷:铝冷轧机的轧辊在冶炼、烧铸、锻造过程中,如果出现液析、带状、块状、网状和树枝状等缺陷,超过一定量时,将导致铝轧机轧辊在工作过程中出现剥落。
2.2.2 轧辊调质余量不足。铝冷轧机轧辊调质前的加工余量与轧辊的最终使用性能具有很大关系。轧辊冷加工过程中,加工余量一般控制在3~4mm,过大或过小都会造成辊面质量下降,在工作过程中会出现剥落现象。
2.2.3 轧辊淬火工艺不合理。铝轧机轧辊淬火是轧辊生产工艺中最重要的处理环节,淬火不合理将会导致轧辊表面晶粒粗化。C的分布和表面隐晶状M组织不理想,导致轧辊在使用过程中出现剥落。
2.2.4 轧辊淬火软点。轧辊淬火时如果冷却速度不够,辊面淬火后得不到全M组织,反而会出现珠光体类型组织,使得轧辊表面出现软点,导致轧辊在使用过程中出现剥落。
2.2.5 轧辊淬硬层深度浅。我司铝冷轧机工作辊(材质MC3)和支撑辊(材质9Cr2Mo)辊面淬硬层深度一般为30~45mm,如果淬硬层深度在加工过程中达不到这个标准,将会导致辊面的压应力和芯部的拉应力位置接近,导致工作过程中轧辊脱落。
3 预防措施
通过上述分析,轧辊疲劳裂纹或者剥落的主要原因是应力集中,通过减少应力集中可以预防因使用原因造成的疲劳破裂。
在制造环节,合理选择轧辊材质,制定详细的加工工艺,严格按照技术要求进行轧辊的熔炼、锻打以及深加工和相应的热处理,避免因为制造缺陷造成的轧辊裂纹或者剥落。
3.1 轧辊磨削工艺的优化
3.1.1 确定合理磨削量。轧辊工作过程中,疲劳层磨削量以表面硬度检测数值恢复到正常硬度范围为依据,结合长期轧辊磨削及使用经验数据进行考虑,确定合理磨削量。磨削量过小会使得疲劳硬化层不能充分消除,出现裂纹的几率升高;磨削量过大,则会造成不必要的轧辊消耗。
3.1.2 优化辊面力学性能。合理的磨削工艺可以优化轧辊表面力学性能,有效避免疲劳裂纹产生。粗磨削时选择粒度大、组织粗的砂轮,并控制进刀量不要过大,减少磨削残余应力,反复走刀数次,可确保辊面疲劳硬化层磨尽。精磨削时选择粒度小、组织细的砂轮,增加精磨与抛光的次数,可有效减少表面残余应力。磨削过程中采用大流量优质磨削液,带走磨削热量,降低磨削区温度,减少表面残余应力。
3.2 采用有效轧辊管理及维护使用方法
3.2.1 加工中轧辊表面残余应力不可能完全消除,对于每对辊磨削前后的硬度值要长期跟踪,掌握轧辊性能状态,及时修订磨削工艺。对于拆卸下来的轧辊应记录轧制工作时间、轧制吨位以及换辊原因。轧辊每重新磨削一次应记录完整工艺数据。在轧辊尚未冷却到许用温度时不盲目地对轧辊进行磨削,确保在磨削过程中,将热变形带来的应力变化减小到最低程度。
3.2.2 大压下量可以提高生产效率,减少加工费用,但也会带来产品质量的缺陷和轧辊的急速损耗。合理选择轧制力、压下量等参数,可避免对辊面不必要的重载荷冲击和过度的疲劳损伤。
3.2.3 轧辊表面出现疲劳裂纹时,如果不及时发现和修磨,会导致压辊表面加深裂纹甚至剥落,这要求轧机主操作人员及时检查,按规定进行换辊。
3.2.4 确保轧制油喷淋系统正常工作,在轧制工艺允许的情况下加入极压添加剂,改善油的粘度,减少轧辊磨损、缓解热疲劳、降低轧制力、改善轧制时应力状态,稳定轧制辊系。
4 结语
铝冷轧机工作过程中,轧辊工作环境多变,周期变应力明显,此外轧辊制造过程中也会存在缺陷,这就要求采用优化的方法进行加工,并且应用系统管理方法,预防轧辊疲劳破裂的产生。
参考文献
[1] 范伟.铝冷轧机轧辊的疲劳破裂及预防措施[J].轻合金加工技术,2013,(2).
[2] 唐光昕,陈瑞庭.提高出轧辊疲劳寿命的有效途径