防止大體積砼溫度裂縫的施工技術(shù)探討

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摘要：隨著國(guó)內(nèi)高層建筑的興起，我國(guó)在建筑設(shè)計(jì)、施工技術(shù)等方面都有了飛速的進(jìn)展，但也出現(xiàn)了許多嶄新的技術(shù)課題亟待解決，大體積砼的溫度裂縫控制就是其中之一。鑒于此，本文對(duì)防止大體積砼溫度裂縫的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

  關(guān)鍵詞：大體積砼溫度裂縫施工技術(shù)   0引言   大體積混凝土在固化過程釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用。由此而產(chǎn)生的溫度和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要因素，從而影響基礎(chǔ)的整體性、防水性和耐水性，成為結(jié)構(gòu)的隱患。   1大體積砼溫度裂縫的產(chǎn)生機(jī)理   大體積砼是指結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80厘米以上，同時(shí)水化熱引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土。大體積砼結(jié)構(gòu)在施工中容易產(chǎn)生裂縫，長(zhǎng)期的工程實(shí)踐表明，造成大體積鹼出現(xiàn)裂縫的因素極其復(fù)雜而且是多方面的。其中有:①鹼配合比設(shè)計(jì)上的問題:水泥用量大，水泥發(fā)熱量大，造成鹼水化熱溫升過高，溫度變化急烈;水灰比大，灰漿量大，造成硅收縮量過大;原材料性能不良，造成鹼本身抗裂能力低。②鹼施工質(zhì)量上的問題:下料不均勻，振搗不密實(shí);澆筑安排不善，硅內(nèi)部形成冷縫。③硅養(yǎng)護(hù)上的問題:硅表面裸露干燥，風(fēng)吹日曬，同部與表面溫差過大;外界氣溫驟降時(shí)鹼表面無保溫措施。④結(jié)構(gòu)型式及構(gòu)造上的問題:幾何尺寸大，超長(zhǎng)超厚;形狀突變處未妥善處理;配筋不合理。⑤地基問題:基礎(chǔ)約束面受強(qiáng)約束，沉降不均勻等等。在上述眾多因素當(dāng)中。比較突出的問題之一是硅內(nèi)部由于水泥水化熱釋放引起硅內(nèi)部劇烈的溫度變化，這也是導(dǎo)致硅開裂的主要原因。由于水泥的水化熱釋放主要集中在早期，使混凝土在澆筑后短短幾天其內(nèi)部溫升就很快上升到最高峰，隨后開始降溫?；炷翜囟鹊倪@種變化可能造成兩種后果:首先，在混凝土升溫期，砼表面散熱條件好，熱量向大氣散發(fā)，溫度上升較少，而內(nèi)部則散熱少，溫度持續(xù)上升，這樣形成的內(nèi)表溫差會(huì)在砼表層產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。當(dāng)該拉應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度時(shí)，砼表面將產(chǎn)生裂縫。其次，在砼后期降溫過程，由于溫度下降引起砼體積收縮變形，這種變形受到地基及結(jié)構(gòu)邊界約束時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力。當(dāng)該拉應(yīng)力超出砼的抗拉強(qiáng)度時(shí)，砼將在約束面開裂，嚴(yán)重時(shí)形成貫穿裂縫。大體積砼由于溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱為溫度裂縫。因此，應(yīng)當(dāng)針對(duì)大體積砼自身的特點(diǎn)，對(duì)其溫度及溫度應(yīng)力的變化規(guī)律、溫度裂縫的控制技術(shù)等方面開展一系列的研究。   近年來國(guó)內(nèi)外工程界在大體積鹼結(jié)構(gòu)裂縫控制方面，進(jìn)行了深入的研究，特別是日本在檢測(cè)設(shè)備的開發(fā)和使用方面取得了顯著的成績(jī)，在大體積水化熱產(chǎn)生的溫度及溫度應(yīng)力的定性定量分析方面均有明顯成果。就我國(guó)現(xiàn)狀而言，大部分大體積硅工程還采用較為落后的設(shè)備，如用玻璃管溫度計(jì)插入預(yù)留孔洞直接測(cè)量或用熱電偶配合電位差計(jì)手動(dòng)測(cè)量等，監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確度都較低，無法實(shí)現(xiàn)信息化施工的目的。而日本的數(shù)據(jù)采集設(shè)備十分昂貴，無法在工程上推廣使用。另外在水化熱溫度及應(yīng)力的計(jì)算分析方面，尚未見到國(guó)外的計(jì)算軟件，而我國(guó)也還未開發(fā)出一套完整可靠、經(jīng)過工程實(shí)際檢驗(yàn)的分析計(jì)算軟件，因此在實(shí)際工程中，溫控方案的制定還僅僅依靠施工技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)情況特殊的工程，則常常因經(jīng)驗(yàn)不足造成工程產(chǎn)生裂縫。因此開展大體積硅結(jié)構(gòu)溫度裂縫的預(yù)測(cè)、控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)和產(chǎn)品的研究是我國(guó)目前急需的。   2防止大體積砼溫度裂縫的施工技術(shù)   2.1合理選擇原材料合理選擇原材料，有利于大體積砼裂縫的控制，首先，選擇水泥。內(nèi)部混凝土主要考慮抗裂性能好、兼顧低熱和高強(qiáng)兩方面的要求，一般采用低熱礦渣水泥，中熱砼酸鹽水泥摻入一定量的粉煤灰。外部混凝土，除抗裂性能外，還要求抗凍融性、耐磨性、抗蝕性、強(qiáng)度較高及干縮較小，因此一般采用較高標(biāo)號(hào)的中熱砼酸鹽水泥。當(dāng)環(huán)境水具有硫酸鹽侵蝕時(shí)，應(yīng)采用抗硫酸鹽水泥。其次，摻用混合材料。適當(dāng)摻用混合材可降低混凝土的絕熱溫升、提高混凝土抗裂能力，目前主要是粉煤灰摻得較多。第三，摻加緩凝劑，在砼中摻加適量的緩凝劑，能夠在一定程度上延緩水泥的水化作用，減緩水化熱的釋放速率。它的作用是推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間，同時(shí)也降低了溫度峰值。一般地，砼澆筑后，水泥水化熱釋放與砼內(nèi)部熱量向外散發(fā)是同時(shí)進(jìn)行的。在初期幾天，水化熱釋放速率很快，而散熱速率小，因此砼的溫度很快上升;接著，水化熱釋放速率逐漸變緩，而散熱速率則持續(xù)增大，導(dǎo)致砼溫度逐漸下降。通過延緩水化熱釋放速率，可以讓更多的熱量通過界面散失出去，用來升溫的部分則大為減少，從而使砼的溫度峰值得到削減，出現(xiàn)時(shí)間也相應(yīng)延遲。