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        土木工程建筑混凝土的施工溫度應(yīng)力分析及養(yǎng)護(hù)

        2021-04-28 19:13:37朱勤斌
        關(guān)鍵詞:溫度應(yīng)力養(yǎng)護(hù)土木工程

        朱勤斌

        摘? 要:近年來(lái),我國(guó)建筑項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要求也越來(lái)越高,混凝土施工溫度應(yīng)力和養(yǎng)護(hù)的實(shí)施將決定整個(gè)建筑的施工效果和質(zhì)量。摘要:從分析混凝土施工中溫度應(yīng)力引起的常見(jiàn)問(wèn)題入手,論述了溫度應(yīng)力形成的三個(gè)階段及其有效措施,并探討了混凝土早期施工和養(yǎng)護(hù)的有效對(duì)策。

        關(guān)鍵詞:土木工程;混凝土;溫度應(yīng)力;養(yǎng)護(hù)

        中圖分類號(hào):TU755.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI:10.12296/j.2096-3475.2021.05.257

        一、混凝土施工過(guò)程中溫度應(yīng)力的形成和危害分析

        溫度應(yīng)力,又稱熱應(yīng)力,是指物體在加工過(guò)程中,隨著氣溫升降導(dǎo)致的機(jī)械力,在這種機(jī)械力的作用下,物體內(nèi)部會(huì)隨著這種機(jī)械力大小而膨脹或者收縮。施工溫度應(yīng)力在建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工中表現(xiàn)非常明顯,如果內(nèi)外溫差較大就會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大量裂縫,甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象。混凝土結(jié)構(gòu)本身體積龐大,因此,在施工過(guò)程中,如果工人沒(méi)有做好溫度應(yīng)力維護(hù),很容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)因外部溫度變化而發(fā)生一些機(jī)械變形,影響整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和建筑質(zhì)量。特別是在板與梁的連接處或大體積混凝土結(jié)構(gòu),這些位置都會(huì)出現(xiàn)局部溫差,導(dǎo)致大量裂縫產(chǎn)生。如果裂縫過(guò)大,會(huì)影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性,明顯縮短建筑的使用壽命。

        二、土木工程建筑施工過(guò)程中溫度應(yīng)力的形成原因分析

        1.早期

        混凝土溫度應(yīng)力從混凝土攪拌階段就開(kāi)始形成了,到結(jié)束大約了持續(xù)30天左右。在早起攪拌階段由于水泥遇到水會(huì)釋放出大量熱量,使水泥等物質(zhì)高效混合,在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一系列化學(xué)變化,進(jìn)而釋放出大量的水化熱。但是,如果澆注到模具中的混凝土彈性空間不夠大,很容易發(fā)生一些熱變化。在此期間,混凝土中容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力。這個(gè)階段是溫度應(yīng)激出現(xiàn)的初級(jí)階段,工人普遍非常關(guān)注。他們會(huì)進(jìn)行一系列混合其他物質(zhì)和外部維護(hù)的措施,可以有效降低這一時(shí)期的溫度應(yīng)力。此外,在操作過(guò)程中加入有效的防曬保溫措施,也可以緩解這一時(shí)期的溫度壓力。

        2.中期

        混凝土施工溫度應(yīng)力在中期是指從澆筑階段開(kāi)始到完全凝固這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,這一階段的溫度應(yīng)力對(duì)整個(gè)土木工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響最關(guān)鍵,混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成以后會(huì)釋放出大量的熱量,溫度應(yīng)力表現(xiàn)得非常明顯,再加上與外部溫差變化引起的內(nèi)應(yīng)力和早期的剩余應(yīng)力一起會(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生很大影響,中期的混凝土施工溫度應(yīng)力必須要采用人工干預(yù)的方式來(lái)進(jìn)行控制,才能有效降低對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

        3.晚期

        溫度應(yīng)力的后期效應(yīng)是指從混凝土完全冷卻到混凝土結(jié)構(gòu)投入使用時(shí),外部溫度變化對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一些影響。這一時(shí)期的一些影響一般不會(huì)對(duì)建筑主體產(chǎn)生很大的影響,只有定期維護(hù)才能有效延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

        三、混凝土溫度應(yīng)力引起的原因分析

        溫度應(yīng)力與外界條件有關(guān),也與混凝土結(jié)構(gòu)本身的一些力學(xué)性能有很大關(guān)系。因此,溫度應(yīng)力的原因可以包括兩個(gè)方面。

        1.自生應(yīng)力

        混凝土結(jié)構(gòu)中使用的一些材料和骨骼的混合物本身在沒(méi)有外部約束或靜態(tài)條件的情況下,由于內(nèi)部和外部溫度的變化,具有一些非線性的機(jī)械應(yīng)力分布。在混凝土攪拌過(guò)程中,各種材料混合在一起,攪拌,澆注,所以它們之間會(huì)發(fā)生一些化學(xué)變化,它們的結(jié)構(gòu)會(huì)有一些相互制約,從而表現(xiàn)出溫度應(yīng)力現(xiàn)象。

        2.約束應(yīng)力

        混凝土結(jié)構(gòu)除了一些內(nèi)部變化外,還會(huì)受到一些外部約束,如澆筑時(shí)模板的形狀、外部振動(dòng)、溫度、光線、風(fēng)速、濕度等的變化。這些外部條件往往使溫度應(yīng)力的作用明顯加劇,并使材料的干縮變形產(chǎn)生共同的影響。確定溫度應(yīng)力的計(jì)算大小也是一項(xiàng)非常繁瑣的任務(wù),需要結(jié)合具體條件和模型實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得理論值。此外,還需要結(jié)合施工當(dāng)天的一些自然數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和估算,因此溫度應(yīng)力的預(yù)防需要內(nèi)外兼顧和各種準(zhǔn)備工作。

        四、降低溫度應(yīng)力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)影響的措施分析

        1.科學(xué)的材料配比

        科學(xué)的混凝土材料配比可以有效控制施工溫度應(yīng)力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生的影響,技術(shù)人員需要結(jié)合建筑物的質(zhì)量狀況和溫度、濕度、光線、風(fēng)速、濕度等局部綜合因素來(lái)控制混凝土材料的配比,把水化熱帶來(lái)的影響降到最低,才能避免給混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的破壞。另外,在進(jìn)行混凝土材料配比的時(shí)候可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,尤其是氣溫的高低適當(dāng)加入一定比例的添加劑,可以更好的調(diào)節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)中溫度應(yīng)力帶來(lái)的影響。如加入適量的減水劑和引氣劑可以提高混凝土攪拌過(guò)程中的流動(dòng)性,提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。混凝土澆筑環(huán)節(jié)也可以通過(guò)調(diào)節(jié)振搗速度來(lái)釋放一部分混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力,有效提高混凝土的保水性和凝聚力。此外,一些添加劑可以有效調(diào)節(jié)水泥的放熱速率,使其緩慢穩(wěn)定地放熱,防止內(nèi)外溫度急劇變化,增強(qiáng)溫度應(yīng)力。此外,在混凝土澆筑過(guò)程中,需要逐層夯實(shí),防止一次澆筑過(guò)多和過(guò)快,以增強(qiáng)溫度應(yīng)力的效果。通過(guò)緩慢穩(wěn)定的施工,使混凝土有機(jī)流動(dòng),逐漸凝結(jié)并穩(wěn)定保水,從而有效改善整體結(jié)構(gòu)。

        2.有機(jī)的自然養(yǎng)護(hù)

        混凝土施工完成后,需要采取一些外部措施來(lái)改善自然養(yǎng)護(hù)過(guò)程,如用麻袋或稻草覆蓋,可以有效地保持混凝土結(jié)構(gòu)的溫暖和濕潤(rùn)。此外,要求工人定期觀察混凝土結(jié)構(gòu)的濕度和溫度變化,及時(shí)澆水,通過(guò)不斷澆水來(lái)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力進(jìn)行有效分解和釋放。土木工程混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成后至少要進(jìn)行一個(gè)星期的自然養(yǎng)護(hù)工作,以確保混凝土結(jié)構(gòu)能夠自然干燥,有效保證穩(wěn)定性,防止裂縫等問(wèn)題。此外,還有很多建筑工地探索了透明塑料薄膜與深色塑料薄膜混合的方式,將混凝土與空氣隔開(kāi),防止水分蒸發(fā);其次,防止溫度快速變化,使混凝土的自然養(yǎng)護(hù)效果得到顯著提高。

        五、結(jié)語(yǔ)

        總之,在現(xiàn)代建筑施工過(guò)程中,混凝土溫度應(yīng)力的預(yù)防和維護(hù)取得了顯著的成就。在混凝土施工過(guò)程中,應(yīng)堅(jiān)持以質(zhì)量為核心,通過(guò)多道工序?qū)嵤┗炷潦┕さ挠行蝠B(yǎng)護(hù),減少溫度應(yīng)力帶來(lái)的一些不利影響,從而更好地保證建筑物的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]肖飛,倪寅,龍海永,等.特大橋承臺(tái)混凝土施工溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力場(chǎng)仿真分析[J].建筑施工,2018,(8):1474-1477.

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