朱紅超張旭陽(yáng)

（1.遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110005 ； 2.云南芒市西南水泥有限公司，云南 德宏州 678412 ）

溫差對(duì)土建工程混凝土的危害及其控制措施

朱紅超1張旭陽(yáng)2

（1.遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110005 ； 2.云南芒市西南水泥有限公司，云南 德宏州 678412 ）

目前，眾多的建筑物坍塌事件造成的事故觸目驚心，經(jīng)業(yè)內(nèi)專家分析梳理其中因溫差裂縫對(duì)土建工程混凝土造成的危害占比也很大?？梢?，混凝土結(jié)構(gòu)的整體性對(duì)其可靠度和耐久性等方面也都起著決定性的作用。故而，需從施工過(guò)程嚴(yán)格控制溫差，并采取一些技術(shù)養(yǎng)護(hù)措施。

溫差 大體積混凝土 降溫梯度

1 產(chǎn)生原因

眾所周知，混凝土是熱的不良導(dǎo)體，其導(dǎo)熱系數(shù)偏低。同時(shí)，混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中要發(fā)生放熱反應(yīng)即水化熱反應(yīng)。這樣，隨著熱量的大量積聚，就可能導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。而且，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大體積的混凝土將被廣泛的應(yīng)用在高層建筑物基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)及壩體結(jié)構(gòu)的澆注上。而大體積混凝土具有“體積大，拉升變形小”的特點(diǎn)，就更容易發(fā)生混凝土開裂現(xiàn)象。

因此，混凝土的結(jié)構(gòu)安全、可靠度和耐久性在很大程度上就取決于對(duì)施工溫差的控制。具體溫差產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1）內(nèi)部溫差：水化熱反應(yīng)導(dǎo)致的混凝土內(nèi)外溫差；

2）外界溫差：日照、晝夜環(huán)境溫差和季節(jié)產(chǎn)生的溫差。

但無(wú)論是哪種原因?qū)е碌臏夭?，如果不加以控制都?huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，從而影響混凝土的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。

2 形成過(guò)程

1）水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升及溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。水泥在水化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱量，尤其是大體積混凝土內(nèi)部的熱量就會(huì)在水化過(guò)程中聚積，溫度升高。熱量的釋放程度與水泥的品種和配比有關(guān)。一般混凝土的溫升時(shí)間會(huì)持續(xù)3～5天。由于混凝土的熱導(dǎo)系數(shù)偏低，聚積的熱量隨著混凝土的凝結(jié)硬化，熱量也在逐漸散失。因此，在降溫過(guò)程中產(chǎn)生的體積收縮與混凝土的彈性量、抗拉強(qiáng)度之間的抗衡應(yīng)力越來(lái)越強(qiáng)，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。

2）環(huán)境溫度急劇變化對(duì)混凝土產(chǎn)生的溫度裂縫。在不同的季節(jié)施工時(shí)，當(dāng)澆注混凝土的溫度與外界氣溫的變化相差較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生混凝土內(nèi)部與外界的溫度差異梯度，從而使混凝土產(chǎn)生裂縫。

3）混凝土失水收縮引起的變形影響，產(chǎn)生裂縫。

混凝土在攪拌混合時(shí)，水、水泥、砂石的配比也會(huì)對(duì)混凝土的裂縫產(chǎn)生影響。尤其是在水分的散失過(guò)程中，混凝土塊會(huì)發(fā)生干燥收縮，導(dǎo)致變形開裂。因此，不僅僅是大體積混凝土，所有的混凝土在施工過(guò)程中都要進(jìn)行“養(yǎng)護(hù)”。

通常情況下，混凝土面積越大，在溫度變化和混凝土收縮時(shí)，混凝土的強(qiáng)度與載荷作用的抵抗力就越大，越容易產(chǎn)生裂縫。因?yàn)?，結(jié)構(gòu)截面越大，水泥的用量就越多，水化熱產(chǎn)生的溫升就越高，散熱也就越慢。隨著溫度的逐漸散失，熱脹冷縮產(chǎn)生的表面應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。具體混凝土的溫度裂縫原因總多，疊加產(chǎn)生?，F(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)拍圖如下所示：

3 主要危害

無(wú)論是哪種裂縫，都會(huì)導(dǎo)致表層混凝土逐漸剝落，裂縫深入，破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久度。同時(shí)，由于裂縫的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部鋼筋氧化、銹蝕。更加嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致混凝土坍塌。因此，對(duì)溫差裂縫必須在施工時(shí)同步控制，采取必要的技術(shù)措施進(jìn)行預(yù)防。

4 控制措施

根據(jù)混凝土施工規(guī)范的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在混凝土施工中必須同時(shí)還要保證混凝土養(yǎng)護(hù)中溫差不超過(guò)△T25℃，這樣可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施。具體降溫梯度控制應(yīng)遵循以下原則：

1）控制混凝土內(nèi)部中心溫度與表面溫度的差值，以及混凝土表面溫度與外界環(huán)境溫度之間的差值應(yīng)小于25℃，對(duì)于大體積混凝土應(yīng)控制不超過(guò)20℃為宜。

2）混凝土拆模子的時(shí)間應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度，必須有利于混凝土強(qiáng)度的正常增長(zhǎng)，控制好收縮當(dāng)量。

3）混凝土澆筑完畢后應(yīng)及早采取養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施，如灑水、表面覆膜等?？刂坪灭B(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般不少于7天，炎熱的夏季特殊情況應(yīng)不少于28天。

具體溫度控制的技術(shù)措施有三大方面：一是從水泥、摻合料等混凝土的原料開始控制。盡可能使用水化熱較低的水泥，一般工程中要求水泥的鋁酸三鈣含量不大于8.0%，特殊工程要求小于6.0%；同時(shí)，在滿足混凝土強(qiáng)度需求的條件下盡可能的減少水泥的用量，如使用一定比例的細(xì)粉煤灰摻合料替代水泥，這樣可以在保證砼強(qiáng)度的基礎(chǔ)上改善其和易性和可泵性；并要嚴(yán)格控制入攪拌機(jī)物料的溫度、如水泥溫度不得大于40℃；嚴(yán)格控制混凝土入模子的溫度，原則上不得大于30℃，必要時(shí)需要進(jìn)行摻和冰渣降溫處理或使用冷卻水降溫。二是在混凝土中預(yù)埋設(shè)循環(huán)冷卻水管，強(qiáng)制物理降溫。冷卻水進(jìn)水溫度在夏季要求不得大于20℃，若果條件允許最好控制在15℃左右。冷卻水的流量控制在15L/min,水流方向每天改變一次，確保降溫均勻。三是要確保養(yǎng)護(hù)到位，每天都要對(duì)混凝土進(jìn)行水浴養(yǎng)護(hù)，最后還要定點(diǎn)、定時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行測(cè)溫監(jiān)測(cè)，以根據(jù)實(shí)際溫度情況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)降溫。

5 結(jié)論

總之，溫差裂縫對(duì)混凝土的危害極大，應(yīng)當(dāng)高度重視并嚴(yán)格控制?；炷翜夭羁刂圃诂F(xiàn)代化的建筑工程中已經(jīng)成為混凝土施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一，不容忽視。

TU75

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1007-6344（2015）04-0112-01