工程施工中談混凝土的降溫防裂措施

代莉

【摘 要】對于混凝土的早期開裂，由于材料本身原因引起的混凝土開裂在所有混凝土開裂的各種因素中的比例占到60%以上。大多數(shù)情況下，混凝土的早期體積變形，主要源于水泥的水化熱溫升，因此，降低水泥混凝土的水化熱是防止其早期開裂的有效途徑。由此得出，控制混凝土施工中變形，減小混凝土的早期收縮可以大大降低混凝土早期開裂的幾率。

【關(guān)鍵詞】混凝土；工程施工；降溫防裂

引言：

為了減少混凝土的早期開裂，除了減少混凝土的早期干燥收縮外，還必須減少其早期溫度應(yīng)變。在滿足工作性和耐久性的前提下，降低膠凝材料用量，增加骨料摻量，選用彈性模量相對較大的骨料，可以減少混凝土的自收縮。由于水泥水化熱對混凝土的早期開裂影響很大，我們可以通過摻入混合材、優(yōu)化水泥顆粒級配等措施來降低水泥水化熱。在配制混凝土?xí)r，可以摻入礦物摻合料和高效緩凝劑、降低混凝土攪拌時水泥的溫度和澆注后覆蓋保溫層養(yǎng)護(hù)等，以有利于減少混凝土的早期溫度應(yīng)變。

為防止混凝土結(jié)構(gòu)的溫差開裂，應(yīng)綜合考慮原材料、施工、養(yǎng)生方式等各方面的因素，主要采取以下措施：

1從施工方面談降溫防裂的技術(shù)措施

應(yīng)合理選擇混凝土原材料、優(yōu)化混凝土配合比，并在混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑過程中采取質(zhì)量保證措施，防止裂縫的產(chǎn)生?；炷猎牧系钠焚|(zhì)和配合比，決定了混凝土熱學(xué)、力學(xué)性能，它從減少混凝土絕熱溫升、提高抗裂能力兩方面防止裂縫的產(chǎn)生。從施工方面來進(jìn)行混凝土降溫防裂的其他措施如下：

1）要重視施工前的準(zhǔn)備工作。各種設(shè)備、工具要能立即投入使用，使混凝土溫度控制能夠滿足設(shè)計要求。

2）控制出機(jī)溫度：在混凝土的各種原料中間，石子的比熱較小，但每立方米混凝土中石子所占的重量最大，而水的比熱最大，但它的重量在每立方米混凝土中只占一小部分。因此，對混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子和水的溫度。為了降低出機(jī)溫度，最有效的辦法就是降低石子的溫度，通常采取的措施是使用冷水或摻冰屑冷水進(jìn)行拌合。在高溫季節(jié)施工時，水泥、水、砂石等各項原材料在儲存、運(yùn)輸過程中應(yīng)有一定的遮蔽措施，防止陽光直接照射使混凝土的原材料溫度過高，必要時還要有一定的降溫措施（如用水冷卻），混凝土在運(yùn)輸過程中也要使用遮蔽措施。

采用預(yù)冷骨料、加冰拌和、夜間施工等方法，降低混凝土的出機(jī)溫度，加強(qiáng)質(zhì)量控制，保持和易性、強(qiáng)度等質(zhì)量穩(wěn)定，嚴(yán)格按設(shè)計配合比施工，杜絕混凝土澆筑時現(xiàn)場加水。此外，在混凝土初凝后，應(yīng)進(jìn)行二次抹面，清除不平整表面的積水，也是施工中應(yīng)采取的必要措施，以盡量減少混凝土早期裂縫的出現(xiàn)。

3）改進(jìn)攪拌工藝：即在攪拌的混凝土?xí)r，改變以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子進(jìn)行攪拌的新方法。這種攪拌工藝被為“裹砂法”，也可稱為二次投料法。這種攪拌工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是無泌水現(xiàn)象，混凝土上下層強(qiáng)度差減少，可有效地防止水分向石子與水泥砂漿面的集中，從而使硬化后的界面過渡層的結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)加強(qiáng)。

4）混凝土施工中應(yīng)加強(qiáng)管理，提高混凝土施工質(zhì)量。實踐表明，若混凝土強(qiáng)度不均勻，離散性大，混凝土的裂縫就會明顯增多，且裂縫間距相差很大。

2從養(yǎng)生方式談降溫防裂的技術(shù)措施

良好的養(yǎng)生是保證混凝土工程質(zhì)量的必要條件之一，可以保持混凝土表面的溫度與濕度，地處氣候干燥或寒潮襲擊頻繁地區(qū)的混凝土路面施工，養(yǎng)生措施尤為重要。

混凝土澆注后，由于內(nèi)部較表面散熱慢，會形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。因此，混凝土路面鋪筑完成或軟作抗滑構(gòu)造完畢后應(yīng)立即開始養(yǎng)生。機(jī)械攤鋪的各種混凝土路面、橋面及搭板宜采用噴灑養(yǎng)生劑同時保濕覆蓋的方式養(yǎng)生。在雨天或養(yǎng)生用水充足的情況下，也可采用覆蓋保濕膜、土工氈、土工布、麻袋、草袋、草簾等灑水濕養(yǎng)生方式?；！④壍朗┕さ乃嗦访嬉箴B(yǎng)生的面積很大，不宜使用圍水養(yǎng)生。

2.1噴灑養(yǎng)生劑

混凝土路面采用噴灑養(yǎng)生劑養(yǎng)生時，噴灑應(yīng)均勻、成膜厚度應(yīng)足以有效阻止水分揮發(fā)，噴灑后的表面不得有顏色差異。噴灑時間宜在表面混凝土泌水完畢后進(jìn)行。噴灑高度宜控制在0.5～1m。使用一級品養(yǎng)生劑時，最小噴灑劑量不得少于0.30kg/m2；合格品的最小噴灑劑量不得少于0.35kg/m2。不得使用易被雨水沖刷，或?qū)炷翉?qiáng)度、表面耐磨性有影響的養(yǎng)生劑。當(dāng)噴灑一種品種養(yǎng)生劑達(dá)不到90%以上有效保水率要求時，可以采用兩種養(yǎng)生劑各噴灑一層或噴一層養(yǎng)生劑再覆蓋的方法?，F(xiàn)有的養(yǎng)生劑大都保水率不足，因此可以采用加大噴灑劑量、噴灑雙層養(yǎng)生劑或噴灑一層養(yǎng)生劑再加覆蓋等來保證養(yǎng)生效果。

2.2覆蓋復(fù)合養(yǎng)生膜或塑料薄膜

覆蓋復(fù)合保溫、保濕、節(jié)水雙層復(fù)合養(yǎng)生膜或塑料薄膜養(yǎng)生的初始時間，以不壓壞細(xì)觀抗滑構(gòu)造為準(zhǔn)。保濕膜是國內(nèi)2002年研制出的新型養(yǎng)生材料，底部是吸水保濕膜，上部為黑色吸熱隔水塑料薄膜，保溫、保濕效果較好。養(yǎng)生膜應(yīng)先鋪設(shè)芯膜，灑足水分，再覆蓋隔水的面膜。其優(yōu)點(diǎn)是只需灑足一次水分，就能在養(yǎng)生期間保證100%的濕度條件，非常節(jié)約水分，同時，深色面膜具有吸熱保溫作用。覆蓋塑料薄膜養(yǎng)生時的膜層厚度（韌度）應(yīng)合適，寬度應(yīng)大于覆蓋面600mm。兩條薄膜對接時，搭接寬度不應(yīng)小于400mm，養(yǎng)生期間應(yīng)始終保持薄膜完整蓋滿。

2.3其他材料覆蓋灑水養(yǎng)生

2.3.1確?；炷帘砻媸冀K處于潮濕狀態(tài)

覆蓋養(yǎng)生必須蓋滿表面，不得缺失。宜使用保濕膜、土工氈、土工布、麻袋、草袋、草簾等覆蓋物。另外覆蓋后應(yīng)及時灑水，保持混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài)，并由此確定每天的灑水遍數(shù)。這些覆蓋材料中，以土工氈的保濕養(yǎng)生效果最好，因為土工氈較厚，能夠儲存較多的水分，失水蒸發(fā)干燥速度很慢，從而在施工中大大地減少了灑水遍數(shù)。

在混凝土澆注完畢后12～18h內(nèi)，立即開始灑水（在太陽照射下曬熱的水）養(yǎng)生以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，這樣可以防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定增長，且連續(xù)養(yǎng)護(hù)時間不少于28d。根據(jù)國外經(jīng)驗，普通混凝土澆注后第3～4d內(nèi)部溫度達(dá)到峰值，摻粉煤灰后可推遲至第5～6d，因此不要在澆注后的頭幾天直接向裸露的混凝土表面澆冷水，因為溫度高的混凝土表面驟然遇冷水會產(chǎn)生大的溫差應(yīng)力使表面出現(xiàn)裂縫。若要噴水，應(yīng)將水在太陽照射下曬熱后再噴。

2.3.2保溫保濕養(yǎng)生

保溫往往也是防裂措施的重要手段，其目的是減小早期混凝土的內(nèi)外溫差，待混凝土具有一定強(qiáng)度時進(jìn)行降溫，以抵抗混凝土的變形。

晝夜溫差>10℃以上的地區(qū)或日平均溫度≤5℃施工混凝土 路面應(yīng)采取保溫保濕養(yǎng)生措施。一般可使用草廉、棉墊、泡沫塑料等作為保溫養(yǎng)生材料。養(yǎng)生時先在混凝土路面表面灑水保濕，再覆蓋保溫材料。

對于夜間施工，由于夜間溫度較低，這可以降低混凝土的入模溫度，也能有效地降低混凝土內(nèi)部的溫度峰值，因此我們要充分利用這段時間進(jìn)行施工，尤其是在夏季，夏季太陽光照強(qiáng)烈，不僅溫度高，而且水分蒸發(fā)快。但是在夜間施工時，混凝土表面也應(yīng)采取保溫措施，即在混凝土表面覆蓋保溫材料，以減少內(nèi)外溫差、降低混凝土表面溫度梯度，防止溫度裂縫出現(xiàn)。

2.4養(yǎng)生時間

養(yǎng)生時間應(yīng)根據(jù)混凝土彎拉強(qiáng)度增長情況而定，至少養(yǎng)生至設(shè)計彎拉強(qiáng)度達(dá)到80%，應(yīng)特別注重前7d的保濕（溫）養(yǎng)生。一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14～21d，高溫天不宜少于14d，低溫天不宜少于21d。由于粉煤灰水泥混凝土路面只有長期保持濕度，才能獲得較高的后期彎拉強(qiáng)度，故應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)生，最短養(yǎng)生時間不宜少于28d，低溫天應(yīng)適當(dāng)延長。

按規(guī)定開放交通。不可過早地開放交通，也是防止混凝土路面早期裂縫的必要措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]查旭東等.高速公路連續(xù)配筋混凝土路面施工技術(shù)研究[J].中外公路，2003，23（1）：1-4.

[2]馬彥芹等.連續(xù)配筋混凝土路面施工方法研究[J].路基工程，2007（4）：95-96.

[3]張大同.水泥性能及其檢驗[M].中國建材工業(yè)出版社，1994.

[4]吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中國鐵道出版社，1999.