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      大體積混凝土溫度變形縫原因分析及措施

      2019-11-29 00:18:36桑作寶
      建材發(fā)展導(dǎo)向 2019年1期
      關(guān)鍵詞:外加劑水化骨料

      桑作寶

      (甘肅澳華建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司, 甘肅 武威 733000)

      近幾年來,我國的經(jīng)濟(jì)和建筑行業(yè)不斷地發(fā)展,建筑面積以及建筑規(guī)模也在不斷增大。在施工材料上使用較多的是混凝土結(jié)構(gòu),因?yàn)椴粌H物美價(jià)廉,方便施工,而且承載力較大,受到很多施工單位的青睞,大體積混凝土也逐漸成為建筑設(shè)施的重要組成部分。大體積混凝土,顧名思義就是指體積尺寸相對較大的整體混凝土結(jié)構(gòu)。因?yàn)槭褂玫氖乾F(xiàn)澆混凝土工藝,所以要能夠最大限度地減少混凝土開裂所帶來的影響。大體積混凝土的施工工藝相對比較復(fù)雜,需要使用較復(fù)雜的施工技術(shù),除了滿足強(qiáng)度和耐久性等要求以外,還要控制溫度對混凝土裂縫的影響。

      1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

      1.1 造成大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因

      由于大體積混凝土的斷面結(jié)構(gòu)比一般混凝土的要厚, 就導(dǎo)致水泥在水化的過程中會(huì)產(chǎn)生一部分的熱量,一旦出現(xiàn)水化聚熱的現(xiàn)象,在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量不容易散失,從而使大體積混凝土內(nèi)部的溫度上升,一般會(huì)達(dá)到20°+。造成水泥水化熱溫度急劇上升的原因有很多,其中水泥的用量以及水泥的品種有著直接的聯(lián)系,再加上混凝土的齡期呈指數(shù)增長,在達(dá)到十天至十二天以后就會(huì)接近于最終絕熱溫升。因?yàn)闆]有對結(jié)構(gòu)物的散熱做相關(guān)的處理,使其在自然條件下進(jìn)行散熱,混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度會(huì)在五天到十天才發(fā)生變化。隨著混凝土使用時(shí)間加長,會(huì)使彈性模量有所增加,這樣不利于混凝土的內(nèi)部收縮降溫,在這種情況下會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,而溫度裂縫的產(chǎn)生就是由于混凝土的強(qiáng)度不足以抵抗這種拉應(yīng)力造成的。

      1.2 外界氣溫變化的影響

      外界氣溫的變化會(huì)對混凝土的施工造成很大的影響,混凝土內(nèi)部的溫度是由多種溫度共同組合而成的。混凝土的結(jié)構(gòu)溫度會(huì)受到外界氣溫的變化,一般是隨著外界氣溫的升高而升高,外界氣溫一旦出現(xiàn)較大的變化,這會(huì)在一定程度上改變混凝土內(nèi)部的溫度梯度,溫度應(yīng)力則是由溫差引起的,溫度應(yīng)力隨著溫差的增大而增大。如果溫度太高的話,不利于大體積混凝土的散熱,混凝土內(nèi)部的溫度在特殊情況下會(huì)達(dá)到很高,而且持續(xù)的時(shí)間較長。針對以上情況,需要采取有效的措施來控制溫度,可以減少由于溫差較大而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

      2 大體積混凝土溫度裂縫的控制措施

      2.1 材料控制措施

      水泥的選用和配比。為了能夠使混凝土內(nèi)部的溫度控制在一個(gè)合理的范圍,需要重視水泥的選用,常用的是滴水化熱的水泥。除此之外,在配比水泥的時(shí)候還要摻加一些混凝土輔助材料,這樣做是為了延緩混凝土的終凝時(shí)間。在材料的選擇上,大體積混凝土施工首先選擇的是礦渣水泥,礦渣水泥的收縮量較大,在施工的時(shí)候需要特別注意,還要考慮到可能產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。除此之外,需要盡量減少水泥的用量,必要的時(shí)候可以添加一些粉煤灰進(jìn)行摻雜,這樣可以使混凝土能夠達(dá)到一定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。水泥的用量在一定程度上會(huì)直接影響到水化熱和混凝土的收縮,而且與經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有著密切的關(guān)系。因此,合理的控制水泥的用量不僅可以有效地控制裂縫,還能夠降低工程投資的成本。

      粗細(xì)骨料的選用。骨料的選擇上要求熱膨脹系數(shù)小,含泥量低,還需要強(qiáng)調(diào)骨料的連續(xù)級配。骨料的強(qiáng)度比水泥膠體要大,想要提高混凝土中所占的體積比例,可以采用連續(xù)級配的骨料,這樣不僅可以降低水泥的用量,對于降低水化熱也有著一定的效果。

      摻加拌合料和外加劑。為了有效地減少混凝土的用水量和降低混凝土的水化熱,可以在大體積混凝土中添加一些拌合料和外加劑,目前使用較普遍的一種拌和料是粉煤灰。粉煤灰的作用有很多,常用它來替代部分水泥來和混凝土進(jìn)行摻雜,不僅可以降低水化熱產(chǎn)生的可能性,還可以增加混凝土的強(qiáng)度和密度,使得收縮變形減小。摻加的外加劑種類也有很多,常用的是膨脹劑,膨脹劑能夠讓混凝土產(chǎn)生適度的微膨脹,能夠有效地補(bǔ)償混凝土收縮,除此之外,膨脹劑還能夠起到降低混凝土水化熱的作用,有效地改善混凝土的抗?jié)B性和泌水性。除了膨脹劑以外,還有一些其他的外加劑,比如減水,增塑,緩凝等外加劑。這些外加劑可以有效的改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性以及保水性。利用率最高的便是外加劑的減水作用以及分散作用,因?yàn)椴粌H可以降低用水量,還可以提高強(qiáng)度,這樣可以在一定程度上減少溫度裂縫。

      2.2 技術(shù)措施

      (1)降低混凝土入模的溫度。在將大體積混凝土原料放入攪拌機(jī)之前,需要降低溫度。在夏季進(jìn)行施工時(shí),通過往水箱里加冰塊來起到降低溫度的作用,粗細(xì)骨料在外面堆放的時(shí)候,要進(jìn)行遮陽防曬。要提前將需要用的水泥準(zhǔn)備好,一定要注意不能夠使用剛出廠的水泥,因?yàn)闇囟忍?,不利于施工的進(jìn)行。

      分層分塊與薄層澆注。由于大體積混凝土的體積較大,在施工過程中,為了方便作業(yè)會(huì)將壩體分成很多塊,并利用水平縫將每一塊分成許多澆注層。分層分塊澆注不僅給施工帶來了很大的便利,還避免了很多限制性因素,防止裂縫的產(chǎn)生,對于降低溫度應(yīng)力也有一定的效果,從而降低了裂縫產(chǎn)生的可能性。在施工的時(shí)候一般是先從底層開始澆注,當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的高度時(shí),再對其他各層進(jìn)行澆注,能夠起到降低溫度應(yīng)力的效果,從而減少裂縫產(chǎn)生的可能性。在施工過程中要先從底層進(jìn)行澆注,當(dāng)澆注到一定高度時(shí),再澆注其他各層?;炷练謱訚沧⒌姆椒ㄓ泻芏?,比如斜面分層澆注法,跳倉澆注法等,在采用澆注方法時(shí),需要注意混凝土的澆注節(jié)奏和凝結(jié)時(shí)間,這樣可以確保澆注過程中不會(huì)產(chǎn)生冷縫。

      混凝土表面的處理與養(yǎng)護(hù)。在大體積混凝土分段澆注完成以后,在混凝土沒有完全凝固之前,可以做一次振搗處理,主要目的是為了排除上表面的泌水。然后借助一定的工具在上表面進(jìn)行反復(fù)拍壓,做緊密壓實(shí)處理,這樣可以有效地消除表面存在的裂縫。如果是在冬季進(jìn)行施工,可以先壓實(shí)表面,然后再覆蓋上一層保溫材料。如果非冬季施工,可以先在表面覆蓋上一層塑料薄膜或者是保溫材料,也可以等混凝土終凝之后進(jìn)行定期的灌水養(yǎng)護(hù)處理。后期需要安排一些專業(yè)人員對混凝土的內(nèi)部和外部進(jìn)行溫度的測定,需要將溫差控制在規(guī)范的要求之內(nèi)。

      2.3 設(shè)計(jì)措施

      合理配筋,避免應(yīng)力集中。如果混凝土出現(xiàn)的裂縫,那么為了降低裂縫的嚴(yán)重程度,需要進(jìn)行合理的配筋。對于一些容易產(chǎn)生較多裂縫的部位,可以通過增配斜向鋼筋來避免裂縫的出現(xiàn)。

      適當(dāng)?shù)牡鼗幚?。對地基做適當(dāng)?shù)奶幚恚饕康氖菫榱私档偷鼗鶎炷粱A(chǔ)結(jié)構(gòu)的阻力,在減少溫度應(yīng)力的同時(shí)也可以減少溫度裂縫的產(chǎn)生。

      3 結(jié)語

      混凝土本身具有自身的特性,由于外界因素而產(chǎn)生的一些溫度裂縫難以避免,但是可以通過一定的措施降低溫度裂縫產(chǎn)生的可能性,多數(shù)是從材料措施、技術(shù)措施以及設(shè)計(jì)措施方面入手,因?yàn)檫@樣不僅可以防止溫度裂縫的產(chǎn)生,還可以有效地提高大體積混凝土的質(zhì)量。與此同時(shí),相關(guān)的施工單位還要制定出有效的管理監(jiān)督方案,對大及其混凝土溫度裂縫的控制做到及時(shí)的檢查和監(jiān)測,需要各方面質(zhì)量都能達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo),只有這樣才能有效地控制溫度裂縫的產(chǎn)生,給建筑施工的質(zhì)量提供保障。

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