摘要:社会的快速发展,带动了建筑行业的兴起,在当今的建筑行业中,混凝土施工技术作为最关键的核心技术,是确保工程质量的关键。在建筑施工实践之中,混凝土的施工技术难度整体要求相对较高,混凝土施工温度控制也是其中一个重要工序之一。大体积混凝土施工中,温度应力及温度控制具有重要意义。目前大体积混凝土越来越多,但是温度裂缝问题还未完全解决。虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,这主要是由于两方面的原因:首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。因此,在实际的工作中,我们极有必要对施工中的温度裂缝分析研究。
关键词:建筑工程;混凝土施工;温度处理;控制措施
1 混凝土施工温度处理相关理论研究
在建筑结构中,一般的地下构筑物.基础厚度大于800mm的现浇连续性结构容易由温度收缩和干燥收缩应力引起裂缝,必须按照大体积混凝土结构组织施工.大体积混凝土结构.都有一个共同特点:混凝土量大.结构厚实.工程条件复杂.整体性要求高,一般要求连续浇筑.不留施工缝;大体积混凝土结构在浇筑后.水泥水化热量大,由于混凝土的体积较大.水化热班集在混凝土内部不易散发.浇筑初期内部温度显著升高。而表面散热较快。这样就形成较大的内外沮差。混凝土内部产生压应力,而混凝士表而产生拉应力。当内外温差过大时则易在混凝土表面产生裂缝,混凝土浇筑温度不宜超过250℃。在混凝土浇筑后期。当混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时。由于受到基底和已浇筑混凝土的约束。接触处产生内应力。在混凝土表断产生拉应力。拉应力超过混凝土当时龄朗的极限抗拉强度时,便会产生裂缝。共至贯穿整个混凝土断面。形成贯通裂缝。影响结构安全和使用功能。因此。在大体积混凝土浇筑中和后期的养护。要采取相应措施。杜绝温度裂缝的产生。
1.1 温度应力的研究分析
早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约 30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。
1.2 裂缝原因分析
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的 1/10 左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×10 4,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×10 4。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2 混凝土施工中的温度控制措施
2.1 控制温度的措施
(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;
(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;
(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
2.2 加强约束条件
改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。
2.3 施工过程的温度处理
降低浇筑温度。混凝土浇筑温度不宜超过26℃。要求混凝土搅拌站给石子、黄砂进棚。防止阳光直射:温度较高时给石子浇水:杜绝使用刚厂的散装水泥:尽可能缩短从搅拌站到人模的时间间隔,精减工序:混凝土输送泵上设遮阳棚。泵管用湿麻袋扭盖。
提高环境温度。主要是指混凝土表而的局部环境温度。段盖保温材料,减少水分散失。保证在养护阶段混凝土表层温度不致降低过快。减少混凝土内、表温差。防止混凝土出现温度裂缝。混凝土采用防水岩棉保温层上铺二层翅料薄膜。
加强养护和温度监控。拔盖的薄膜内应水分充足,重点是期养护。大体积混凝土温度监控专人负责进行,科学布点,埋设测温孔位置准确。能充分暴尽问题。及时反映温差。随时指导养护。温度监控能达到随时调整养护状况指导施工的日的。
2.4 外加剂的使用
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。主要作用为:混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少 15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
参考文献
[1]李炜.论混凝土的施工温度与裂缝.黑龙江科技信息,2012(05):284-285.
[2]张升.论混凝土的施工温度与裂缝.建筑施工,2016(12):130-131.
论文作者:柴风英
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/23
标签:混凝土论文; 应力论文; 温度论文; 裂缝论文; 表面论文; 水泥论文; 体积论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;