王卓晨
吉林省大興溝林業(yè)局,吉林延吉 133202
砼澆筑后,水泥與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量,由于砼的體積大,熱傳導(dǎo)性差,水化熱基本上積蓄在砼內(nèi),從而引起砼內(nèi)部溫度的明顯升高,在拆模前后或受寒潮襲擊,使表面溫度降低很快,造成了溫度陡降,必然會(huì)引起砼體積的變化即溫度變形,當(dāng)溫度變形受到約束而不能自由伸縮時(shí),就會(huì)引起溫度應(yīng)力,從而產(chǎn)生溫度裂縫。砼結(jié)構(gòu)中的大部分裂縫屬于溫度裂縫或干縮裂縫。因此,大體積砼的溫度控制計(jì)算是十分重要的。
砼澆筑完畢轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)階段,可通過澆筑體表面覆蓋保溫材料進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),使?jié)仓w內(nèi)的溫度分布較為均勻,使整個(gè)砼澆筑體散熱降溫減緩,延緩收縮和熱擴(kuò)散時(shí)間,防止砼表面水分蒸發(fā)而產(chǎn)生干縮裂縫。基礎(chǔ)砼澆筑后,裸露表面立即用草簾護(hù)蓋,灑水養(yǎng)護(hù),避免曝曬或溫差過大,防止溫度收縮過快及溫差過大而出現(xiàn)裂縫。另外,拆模時(shí),防止在砼表面發(fā)生急劇的溫度梯度,控制表面溫差不大于15℃,塊體中央部分和表面部分溫差不大于20℃,方可拆模。如果保溫層是由多層材料組成的,則應(yīng)分層逐次拆除,使其緩慢降溫,以免表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力。因?yàn)橥蝗徊鸪貙雍湍0?,致使溫度突變而引起的拉?yīng)力而出現(xiàn)裂縫。
為了掌握大體積砼的溫升以及各種材料在各種條件下的溫度影響,需要對(duì)砼進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制。砼振搗完成后,砼表面溫度與砼中心溫度的差值及砼的表面溫度與砼工作環(huán)境的溫度差值,均應(yīng)控制在不大于25的范圍內(nèi)。為了保證這一點(diǎn),需要對(duì)砼的環(huán)境溫度表面溫度和中心溫度進(jìn)行測(cè)試,具體為砼澆筑完成后一周之內(nèi)每2小時(shí)測(cè)試一次,兩周內(nèi)每4小時(shí)測(cè)試一次,同時(shí)測(cè)定大氣的溫度。如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即采取及時(shí)加強(qiáng)保溫或延緩拆除保溫材料的措施。測(cè)溫點(diǎn)的布置必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度,應(yīng)布置在底部、中部和表面,平面測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在邊緣與中間,特別是陰陽角和突出或凹進(jìn)的地方應(yīng)照顧到,間距一般為2.5m~5m。使用熱電偶溫度計(jì)時(shí),其插入的深度可按實(shí)際需要和具體情況而定,一般應(yīng)不小于熱電偶外徑的6~10倍,測(cè)溫點(diǎn)的設(shè)置,應(yīng)距邊角和表面應(yīng)大于5cm。當(dāng)采用預(yù)留測(cè)溫孔時(shí),一個(gè)測(cè)溫孔只能反映一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。不應(yīng)采用通過沿孔洞高度變動(dòng)溫度計(jì)的方法來測(cè)定豎孔中不同高度位置的溫度。砼澆筑完成后,按平面布置所確定的測(cè)溫孔都應(yīng)按順序進(jìn)行編導(dǎo),每次測(cè)溫時(shí),應(yīng)依次測(cè)出砼的環(huán)境溫度、表面溫度和內(nèi)部不同深度的實(shí)際溫度,并如實(shí)填寫在測(cè)溫記錄上,作為評(píng)定質(zhì)量的依據(jù)?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完畢后,測(cè)溫記錄及時(shí)整理歸檔。
1)為了控制大體積砼溫升,配制砼盡量選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰質(zhì)硅酸鹽水泥,因?yàn)橥贩N水泥,低強(qiáng)度等級(jí)水泥比高強(qiáng)度等級(jí)的水化熱低,一般可低15%~25%。
2)摻加減水劑或緩凝型減水劑。摻加減水劑能顯著減少拌合水量(10%左右),降低水灰比,改善和易性,減少水泥用量10%左右,減緩水化速度。推遲水化熱的峰值期,減少溫升,同時(shí)可使砼緩凝,避免施工冷縫。
3)摻加粉煤灰。摻加粉煤灰可減少單方水泥用量50kg~70kg,顯著的推遲和減少發(fā)熱量,延緩水泥水化熱的釋放時(shí)間,降低溫升值20%~25%,延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。
4)合理配料和優(yōu)選配合比。合理配料和優(yōu)選配合比可提高砼的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度,減少孔隙率,減少收縮,降低水泥用量。砂應(yīng)盡量用中、粗砂,與細(xì)砂相比,每1m3可減少用水量20kg~25kg,水泥用量相應(yīng)可減少28kg~35kg,從而可減少砼的干縮和水化熱量。同時(shí),適當(dāng)采用級(jí)配粗骨料,每1m3砼可減少用水量15kg左右,砼的收縮和水化熱也隨之減少。
5)摻膨脹劑或設(shè)置膨脹帶。在砼中加入適量膨脹劑可以使砼微膨脹,以抵消絕大部分冷縮、干縮,抵抗砼溫度收縮產(chǎn)生的應(yīng)力,避免裂縫產(chǎn)生。
1)選擇較低溫度季節(jié)和時(shí)間澆筑砼。砼澆筑時(shí)環(huán)境溫度高,起始溫度隨之增高,產(chǎn)生水化熱愈快,溫升也愈快,從而增大了開裂的可能性,而較低的環(huán)境溫度下澆筑砼,能利于降低中心溫度與環(huán)境溫度之差,如避開7~9月高溫季節(jié)澆筑大體積砼,控制最高氣溫在30℃以下。對(duì)澆筑量不大的塊體,夏季安排在下午3時(shí)以后或夜間繞筑,避開白天高溫影響,使砼溫升的起點(diǎn)建立在較低的入模溫度的基礎(chǔ)上,降低溫升峰值,避免較大的溫降和溫差;
2)快速薄層澆筑砼。砼應(yīng)盡快入模,夏天可減少吸熱,冬期可減少散熱,據(jù)實(shí)測(cè),砼澆筑溫度比出機(jī)溫度,夏天約升高2℃~3℃;冬天約降低2℃~3℃;砼采取快速薄層連續(xù)澆筑,由于散熱面積大、降溫快,使水泥水化熱在水泥水化放熱最劇烈的澆筑階段散發(fā)出來,可使內(nèi)部溫度分布比較均勻,有利于減少內(nèi)外溫差,抑制表面裂縫;
3)加強(qiáng)基坑內(nèi)通風(fēng)散熱。澆筑砼時(shí),在基礎(chǔ)內(nèi)坑設(shè)置多臺(tái)通風(fēng)機(jī),加速熱量的散發(fā)(即內(nèi)散熱,外保溫),將砼凝結(jié)時(shí)產(chǎn)生的熱量散掉一部分,降低環(huán)境溫度。但應(yīng)注意,砼澆筑完后,降溫階段則應(yīng)停止通風(fēng),防止溫度回降過速;
4)預(yù)埋水管,通循環(huán)水降溫。在基礎(chǔ)砼內(nèi)埋設(shè)冷卻水管,通循環(huán)低溫水,將水化熱導(dǎo)出使砼溫度降低到要求限度。冷卻水管大多采用直徑25mm的薄壁鋼管;
5)砼攪拌站就近設(shè)置,減少運(yùn)輸距離,縮短運(yùn)輸過程中的停留時(shí)間。
總之,大體積砼溫度裂縫給建筑安全帶來巨大的隱患,因此作為施工單位要提高認(rèn)識(shí),加強(qiáng)管理,精心組織施工,合理使用材料,探索新的施工工藝,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和維護(hù),切實(shí)預(yù)防和制止大體積砼溫度裂縫的出現(xiàn)。
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