淺談混凝土的溫控和防裂

 淺談混凝土的溫控和防裂

　　1裂縫的種類

　　混凝土裂縫按類別分主要有以下幾大類：溫度裂縫，外部荷載裂縫，化學(xué)反應(yīng)裂縫等。

　　2溫度裂縫的控制和防止溫度裂縫的產(chǎn)生

　　2.1溫度裂縫的產(chǎn)生

　　建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力，超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)所可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。

　　為了防治混凝土溫度裂縫，減輕溫度應(yīng)力，須從從以下幾個(gè)方面考慮

　　2.2控制混凝土拌合物質(zhì)量

　　（1）降低水泥水化熱

　　1）選用低水化熱和堿含量較低的水泥品種配置混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。選用水泥時(shí)，要嚴(yán)格控制水泥中堿含量，并定期對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥做堿含量檢驗(yàn)，一般水泥總堿含量不宜超過0.6%。

　　2）充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。根據(jù)試驗(yàn)每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃。

　　3）使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料；控制骨料含泥量；摻加粉煤灰等摻合料和相應(yīng)的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。

　　（2）控制混凝土澆筑溫度

　　1）生產(chǎn)混凝土?xí)r，根據(jù)季節(jié)不同，須采用不同措施，提高或降低混凝土溫度。例如在夏季可采用冰水拌合，給骨料搭設(shè)遮陽棚等措施，降低混凝土出機(jī)口溫度；冬季可采用熱水及給骨料搭設(shè)保溫棚等措施提高混凝土出機(jī)口溫度。

　　盡量選擇較適宜的氣溫澆筑混凝土，避開不利天氣澆筑混凝土，對(duì)運(yùn)輸工具如具備條件也應(yīng)采取保溫設(shè)施，以降低氣候原因混凝土拌合物的影響。

　　2）在薄壁結(jié)構(gòu)混凝土中埋設(shè)冷卻水管，澆筑完成后，使用冷卻水循環(huán)來降低混凝土內(nèi)部溫度。

　　3）設(shè)定合理拆模時(shí)間，拆模后及時(shí)對(duì)混凝土表面用養(yǎng)護(hù)劑或混凝土養(yǎng)護(hù)膜，及時(shí)覆蓋保溫被等。

　　4）改善混凝土約束條件，對(duì)大體積混凝土進(jìn)行分割，設(shè)定合理且便于施工的施工縫，使混凝土溫度有足夠時(shí)間，交錯(cuò)釋放水化熱。

　　5）加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，常見的混凝土裂縫，大部分均是由不同深度的表面裂縫所引起的，其產(chǎn)生的主要原因是混凝土內(nèi)外溫差過大或氣溫驟降。所以，混凝土的保溫對(duì)防止混凝土表面早期裂縫非常重要。

　　混凝土的養(yǎng)護(hù)，主要目的在于混凝土養(yǎng)護(hù)期內(nèi)保持適宜的溫濕條件，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。另一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)的抗裂能力。適宜的溫度、濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的。

　　3加強(qiáng)混凝土澆筑后的溫度監(jiān)測(cè)

　　3.1混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè)

　　監(jiān)測(cè)混凝土澆筑時(shí)的溫度，保證澆筑溫度不要超過控制標(biāo)準(zhǔn)，以便控制混凝土澆筑后的溫度升高峰值。同時(shí)也包括對(duì)混凝土攪拌、運(yùn)輸過程中溫度的監(jiān)測(cè)和混凝土原材料溫度的監(jiān)測(cè)。

　　3.2養(yǎng)護(hù)過程中的溫度監(jiān)測(cè)

　　一般監(jiān)測(cè)澆筑后大體積混凝土內(nèi)部（中部、表面、底部）的溫度和環(huán)境氣溫的變化情況，用來控制混凝土溫度和氣溫溫差（溫差控制在25℃內(nèi)）,也可用來進(jìn)一步計(jì)算混凝土中的溫度應(yīng)力，確定混凝土的抗拉強(qiáng)度是否大于此時(shí)混凝土中產(chǎn)生的拉應(yīng)力，保證對(duì)裂縫的控制。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果能及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)大體積混凝土澆筑塊內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況，以及所采用的施工技術(shù)措施的效果，為施工現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)有效的采取措施應(yīng)對(duì)溫差變化。

　　4合理優(yōu)化施工工藝

　　4.1采取二次投料法，二次振搗法，澆筑后及時(shí)排除表面泌水，以提高混凝土強(qiáng)度，提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度。

　　4.2在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置必要的溫度配筋，在結(jié)構(gòu)突然變化、轉(zhuǎn)折等部位，例如底板與墻轉(zhuǎn)折處、孔洞轉(zhuǎn)角及周邊部位，增加斜向構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中。

　　4.3加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，提高早期相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。

　　5混凝土建筑物基礎(chǔ)不均勻致使混凝土產(chǎn)生裂縫

　　設(shè)計(jì)初期，要仔細(xì)了解建筑物基礎(chǔ)情況，避免建筑物基礎(chǔ)處于地質(zhì)變化較大的地段。必要時(shí)，要采取基礎(chǔ)換填等措施，降低因地質(zhì)原因?qū)�混凝土建筑物影響產(chǎn)生裂縫。

　　地基過大不均勻沉降產(chǎn)生過寬裂縫時(shí),進(jìn)行建筑物在使用階段的沉降驗(yàn)算可以防止這些裂縫的出現(xiàn),對(duì)已出現(xiàn)這類裂縫的結(jié)構(gòu),要采用地基基礎(chǔ)的防治措施對(duì)地基基礎(chǔ)妥善處理后,再采用建筑結(jié)構(gòu)的加固措施來解決。

　　大體積混凝土剛度較大，一般沒有強(qiáng)度的問題，但由于它往往屬于地下隱蔽工程，裂縫的存在將嚴(yán)重影響其正常使用，其中溫度裂縫是施工過程中產(chǎn)生的主要裂縫。由于混凝土本身的特性，大體積混凝土溫度裂縫是不可避免的，但是，裂縫是可以控制的，只要針對(duì)混凝土的生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護(hù)等不階段采取相應(yīng)的控制措施，從各個(gè)方面入手進(jìn)行有效的控制，就能減少溫度裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展，提高大體積的質(zhì)量。