从施工和材料方面采取措施控制温度效应

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摘要:从混凝土的施工和养护及组成混凝土的材料的选择和配合比方面分别介绍控制温度效应的有效措施,同时也介绍在施工及选材过程中一些控制温度效应的注意事项。

关键词:施工 养护 配合比 温度效应

中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0043-01

1 从施工方面控制温度效应

1.1 混凝土的施工

混凝土搅拌前应测定准砂石骨料的含水量和计算好混凝土的配合比,在搅拌过程中应当设置投料专员,当需要掺入外加剂时对量要控制精准,对搅拌时间要严格控制。混凝土的塌落度作为混凝土和易性的一个重要指标需要严格把控,特别是现在广泛采用的商品混凝土,需要搅拌站供应商提供有效的混凝土塌落度试验报告,这有利于减小混凝土硬化过程中的体积收缩,对于增加混凝土的抗拉强度也有一定效果,最终保证好整个混凝土工程的质量。混凝土应当采用专门的混凝土搅拌运输车进行运输,以免在到达浇筑现场前混凝土初凝。如果现场自备搅拌站,那么搅拌站的设置地点应该尽量靠近混凝土浇筑地点。为保证结构的整体性混凝土整个浇筑过程应连续,在浇筑时还要及时清理混凝土硬化时出现的表面泌水。

1.2 混凝土的养护

混凝土的养护对于保证混凝土质量非常关键,应当重视这一环节。一般养护方法是在混凝土浇筑完后铺上2、3层麻袋对其并浇水。给混凝土补充水分的常用方法有湿砂层、淋水、铺湿麻袋、草袋,为了使水分渗入但又起到保湿作用最好在混凝土表面铺一层塑料薄膜。至于养护时间应尽量长些,但是由于受现场工期等因素影响养护时间一般只有两周,对于重大工程应至少1个月。混凝土浇筑后应立即进行养护,不应直接暴露在自然环境中让其日晒风冲,因为风吹容易加快混凝土中水分的蒸发,影响混凝土的强度硬化。一些地下室结构在冬季应当关闭门窗以减少空气对流防止水分蒸发。为了避免地下工程结构侧面长期暴露在混凝土浇筑完毕后宜尽快回填隐蔽。

要做好混凝土养护措施还应加强对混凝土的测温和湿度进行实时监控,以便及时把控。对于重要工程在浇筑混凝土前需要预埋传感器进行温度跟踪测试,对测试结果进行分析以指导养护施工。为了防止混凝土出现温度裂缝应控制混凝土表面下5cm处温度与中心温差在25℃以内。为使混凝土温度梯度在上述范围内应实时调整保温措施,如果温速度缓慢(在1～3℃/d以内),表里温差在此条件下哪怕稍微超过温度梯度允许值也是允许的。合理安排施工程序如在混凝土浇捣过程中有效控制混凝土使其沿着高度均匀上升,这样也可以避免表里产生较大的温度差。

1.3 减小温差

建筑结构在施工和使用过程中,混凝土结构承受的温度应力以及温度裂缝的开展情况直接受温度变化的影响。减小温度变化能有效控制结构的温度裂缝。经过有限元软件计算分析发现:当结构温度上升时楼板内部以压应力为主,而当温度下降楼板内部以拉应力为主。混凝土材料特性是具有较好的抗压能力而抗拉能力较差(抗拉强度约是抗压强度的10%),所以温度降低对结构及其不利。因此,混凝土浇筑应尽量选择在低温环境下进行,如选在寒冷的冬天,若进度不允许那么应当尽量选择夜间或阴雨天进行浇筑混凝土。在结构中温度变容易剧烈变化的部位(如屋面层),应当设置保温隔热层或其他以减小温度变化的措施,常见做法有在屋面层上设置一层架空隔热层,在外墙上采用玻璃幕墙。

2 从材料方面采取控制温度效应的措施

2.1 科学选材,控制水灰比和水泥用量

为了使混凝土具有较大的抗裂能力应当优化混凝土配合比、合理选择混凝土原材料,以使得混凝土的抗拉强度较大、绝热温升较小、热强比较小、温度线膨胀系数较小、极限拉伸变形能力较大,混凝土体积在硬化过程中最好是微膨胀或者至少是低收缩。

水泥的选择非常重要。要使得内部混凝土抗裂性能较好,需要考虑混凝土的高强和低热两方面要求,为此,一般选择低热矿渣水泥,在中热硅酸盐水泥中掺入一定量的粉煤灰。而外部混凝土由于直接暴露于自然环境中,除要求具有良好的抗裂性能以外,还要求其具有较好的抗蚀性、抗冻融性、耐磨性和干缩较小、强度较高,因此外部混凝土的水泥一般选择标号较高的中热硅酸盐水泥。当混凝土处于具有硫酸盐侵蚀液体环境中如跨海大桥等,则应选择抗硫酸盐水泥。

控制水灰比和水泥用量。水灰比越大,混凝土的收缩越大、抗拉强度越低,根据试验发现当水灰比为0.6时混凝土的收缩比水灰比为0.4时增加将近40%。当水灰比一定水泥和水的用量直接影响混凝土的收缩变形,根据试验发现:水灰比保持不变水泥浆量从20%(水泥浆量与混凝土总重量之百分比)增加至25%,混凝土的收缩变形量增大了约20%;如果水泥浆增加到30%,则混凝土的收缩变形量增加了约45%。因此,在水灰比一定且保证混凝土和易性的情况下,应该尽量减少水泥浆的使用量。

2.2 砂石骨料

为了减少混凝土的收缩应当尽可能选择大粒径砂石骨料。砂率过高(细骨料多,粗骨料少)会增加混凝土的收缩作用,容易引起结构的干缩裂缝。选材时应尽可能选择吸水率较小的砂石,有利于减小混凝土的收缩。另外砂石骨料的含泥量会严重影响混凝土的强度及收缩性能,施工过程中应严格控制骨料的含泥量。

2.3 外加剂

常见外加剂有引气剂、缓凝剂、早强剂、减水剂等多种类型,其作用不同。其中减水剂是最重要、最常用的一种外加剂,它具有减少水用量和增强混凝土塑性的作用,在保持混凝土强度和坍落度不变的前提下,可以有效减少水和水泥的用量和降低绝热温升。引气剂也是一种常用的添加剂,它能使混凝土内部产生大量微小气泡,以提高混凝的耐久性和抗冻融性。近年来,对于一些超长混凝土结构和大体积混凝土工程,常利用膨胀剂(一般采用“UEA”)配制的能产生一定膨胀的补偿性混凝土,这种混凝土由于既有膨胀又受内外约束作用,所以内部会产生一定的压应力,这种压应力和混凝土硬化干缩或冷缩时产生的拉应力互相平衡,从而防止混凝土开裂。混凝土内部要产生足够的内压应力,除了配筋满足要求外还必须有足够多的膨胀作用,以保证抗拉强度与内压应力的总和大于或等于因混凝土收缩作用而产生的拉应力,避免混凝土裂缝的产生,从而达到防渗抗裂的效果。

参考文献

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