關(guān)于大體積砼施工的溫度裂縫控制研究

陶毅 樹如貴

摘 ?要：近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，大體積砼施工在土木工程建設(shè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，例如高層建筑或者橋墩等建設(shè)中都離不開(kāi)大體積砼。在使用砼的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樗噌尫懦龅乃療岫痦艃?nèi)部的溫度上升。而砼一旦出現(xiàn)變形約束時(shí)則會(huì)產(chǎn)生比較明顯的拉應(yīng)力，最終造成裂縫現(xiàn)象。文章主要對(duì)大體積砼施工的溫度裂縫控制措施進(jìn)行了討論，希望為我國(guó)工程建設(shè)提供有益的建議。

關(guān)鍵詞：大體積砼;施工;溫度裂縫;控制

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建設(shè)工程方面也得到一定的進(jìn)步。為了滿足結(jié)構(gòu)上的需要，大體積砼施工越來(lái)越廣泛的得以應(yīng)用。但在施工中會(huì)因?yàn)楦鞣N問(wèn)題而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，這些問(wèn)題出現(xiàn)的原因有很多中，只有進(jìn)行全面的分析才能真正找到有效措施進(jìn)行控制。下面將對(duì)大體積砼施工的問(wèn)題裂縫出現(xiàn)原因進(jìn)行討論，并對(duì)此提出相應(yīng)的控制措施。

1 大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的原因

砼會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳吆徒档投a(chǎn)生相應(yīng)的體積變化，而當(dāng)砼的收縮受到了限制和約束時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)一定的拉力。這種拉力一旦超過(guò)了砼本身的承受能力，那么將會(huì)導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因包含了以下幾點(diǎn)。

1.1 砼的材料性質(zhì)

砼本身是一種性質(zhì)比較脆弱的材料，它的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右。同時(shí)，在拉伸變形能力上也比價(jià)差，短時(shí)間內(nèi)的加載拉伸變形只能達(dá)到（6-1.0）*10-4。而長(zhǎng)期的加載極限拉伸變形也只能達(dá)到（1.2-2.0）*10-4。

1.2 內(nèi)外溫差

1.2.1 水泥水反應(yīng)。砼在凝結(jié)的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樗嗷磻?yīng)而導(dǎo)致砼的內(nèi)部出現(xiàn)溫度上升的問(wèn)題。對(duì)一般的柱體、梁體等構(gòu)件，本身其內(nèi)部構(gòu)件的尺寸小，散熱條件好，因此，水熱化并不會(huì)對(duì)此造成嚴(yán)重的影響，也不會(huì)造成嚴(yán)重的后果。但是對(duì)大體積砼來(lái)說(shuō)，由于其構(gòu)件比較大，因此，散熱性會(huì)受到一定的影響，導(dǎo)致內(nèi)部的水化熱難以轉(zhuǎn)化，最終引起內(nèi)外的溫差明顯。

1.2.2 溫度驟降。當(dāng)大體積砼遭受到溫度的快速變化時(shí)，會(huì)給砼內(nèi)部造成較為明顯的影響。例如在冬季，過(guò)早的拆模，那么一旦遭遇到了嚴(yán)寒的侵襲，就會(huì)導(dǎo)致砼的表面溫度發(fā)生快速變化，收縮十分明顯。這種情況下砼會(huì)受到很大的拉應(yīng)力，如果砼不能抵抗這種拉應(yīng)力，就會(huì)形成裂縫。但這種裂縫的出現(xiàn)通常只在表面較淺的位置上，因此，不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響。

1.3 內(nèi)部溫差

大體積砼在溫度的變化過(guò)程中，內(nèi)部的溫度變化是不平衡的。我們將大體積砼內(nèi)部同一點(diǎn)在不同時(shí)間的溫差值定義為內(nèi)部溫差[1]。大體積砼的內(nèi)部水化熱主要在表面進(jìn)行，表面的溫度與外界溫度之間比較相似，因此，與內(nèi)部之間存在著明顯的差異。這種溫差會(huì)導(dǎo)致砼受到約束，并產(chǎn)生溫度應(yīng)力，最終造成表面出現(xiàn)裂縫。

1.4 砼的澆筑溫度

環(huán)境溫度越高就越會(huì)給砼的溫度造成壓力，導(dǎo)致溫度上升。在正常的天氣環(huán)境中，砼的溫度會(huì)對(duì)自身的內(nèi)外溫度造成不太明顯的影響，但一旦溫度發(fā)生明顯變化，例如突然的冷空氣襲擊等，就會(huì)導(dǎo)致砼的表面出現(xiàn)溫度變化，從而造成裂縫問(wèn)題。

2 大體積砼施工的溫度裂縫控制措施

2.1 材料上的控制

2.1.1 水泥。要想控制大體積砼施工中出現(xiàn)的溫度裂縫問(wèn)題，首先應(yīng)重視起施工中的材料控制。水泥是必不可少的重要原材料，在選擇上應(yīng)盡量的選擇發(fā)熱量較小，同時(shí)初凝時(shí)間長(zhǎng)的水泥。同時(shí)，應(yīng)將水泥的用量控制在最小的范圍內(nèi)，從而控制內(nèi)部的熱量產(chǎn)生，使砼的內(nèi)部溫度能得到控制。通常在設(shè)計(jì)強(qiáng)度不高的大體積砼施工過(guò)程中都會(huì)選擇使用發(fā)熱量低的水泥材料，并采用數(shù)量含量降低的方式進(jìn)行控制。而面對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度比較高的大體積砼施工中，不僅對(duì)水泥的活性要求比較高，同時(shí)又要控制好水泥的發(fā)熱性，因此，是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，需要加以重視[2]。

2.1.2 集料。砼的溫度變化會(huì)隨著集料的性質(zhì)而產(chǎn)生變化?？箟簭?qiáng)度會(huì)因?yàn)榇旨系淖畲罅降脑黾佣饾u的降低，這種現(xiàn)象在水灰比較低的時(shí)候比較明顯。當(dāng)水灰比上升到一定的高度之后，粗集料的粒徑則會(huì)對(duì)砼的最大強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生大的影響。因此，在配置中不能使用粒徑較大的粗集料，通常會(huì)選擇一些粒徑在20毫米以下的粗集料，以此來(lái)提升砼的強(qiáng)度。

2.1.3 摻合料。在水泥的用量減少后會(huì)比較容易出現(xiàn)砼的強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，為了保證這種現(xiàn)象能得到控制，可以適當(dāng)?shù)奶砑右恍┗钚约?xì)摻合料來(lái)代替水泥的作用。通常會(huì)選擇添加一些粉煤灰等料，以便于減少水熱化現(xiàn)象的出現(xiàn)[3]。但應(yīng)注意添加的過(guò)程中要控制好量，不能超過(guò)重量的30%為宜。通過(guò)這種方式來(lái)代替水泥，主要是因?yàn)榉勖夯抑械幕鹕綍?huì)反應(yīng)速度較慢，可以讓砼的熱量逐漸的釋放，從而降低溫度的快速釋放。

2.1.4 外加劑。外加劑添加到水泥中主要是為了控制水泥的發(fā)熱量并延長(zhǎng)發(fā)熱的時(shí)間，這種方式能有效的環(huán)節(jié)砼的溫度快速上升。同時(shí)，適當(dāng)?shù)氖褂猛饧蛹寄芴嵘诺拿軐?shí)性，提升砼的抗碳化性能。添加緩凝劑能延遲水熱化的釋放速度，同時(shí)，延長(zhǎng)凝結(jié)的時(shí)間，使水熱化現(xiàn)象得到控制。當(dāng)砼黨總添加了減水劑或者引氣劑之后，能提升砼的和易性，這對(duì)砼的密實(shí)效果提升和抗裂性能提升都有著重要的作用。

2.2 施工技術(shù)控制

由于體積比較大，大體積砼在澆筑的過(guò)程中通常速度都比較快，水化熱的緣故會(huì)導(dǎo)致水泥內(nèi)部釋放出大量的熱量，這些熱量如果不能及時(shí)的導(dǎo)出，那么就很有可能造成溫度過(guò)高，而最終形成裂縫。對(duì)此，應(yīng)在施工中適當(dāng)?shù)牟扇〗禍鼗蛘弑卮胧?，使?nèi)部的溫度不會(huì)出現(xiàn)大幅度的變化。此外在進(jìn)行澆筑之前應(yīng)對(duì)基槽內(nèi)的雜物進(jìn)行及時(shí)的清理，并保持始終連續(xù)的澆筑。同時(shí)在澆筑過(guò)程中可以加入一定的毛石，以便于吸收當(dāng)中熱量，達(dá)到控制溫度的作用。

為了能有效地控制砼與外界之間的溫度差異，可以設(shè)置相應(yīng)的保溫層以便于控制好砼的熱量釋放過(guò)程，從而減少于外界的溫差[4]。同時(shí)，要想有效地控制好約束應(yīng)力，應(yīng)該在砼的底面與地基部分設(shè)置上瀝青涂層，以便于提高二者之間形成的摩擦力。也可以采取鋪墊松散砂層的方式，提高摩擦度。此外還可以通過(guò)在墊層或者防水保護(hù)蹭上鋪設(shè)厚瀝青砂的方式來(lái)進(jìn)行溫度控制，這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該重視的是瀝青砂的厚度要達(dá)到150毫米。

2.3 養(yǎng)護(hù)措施

對(duì)大體積砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作是工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)保持大體積砼的溫度和濕度適宜，并控制溫差的產(chǎn)生，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。當(dāng)大體積砼澆筑兩個(gè)小時(shí)以后，應(yīng)使用塑料膜來(lái)對(duì)表面進(jìn)行覆蓋，以便于能提升其表面的溫度，減少內(nèi)外溫差。同時(shí)，可以進(jìn)行帶水養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間控制在14天以上。這種方式比較適合夏季使用。冬季的時(shí)候，應(yīng)在結(jié)構(gòu)外露的部分進(jìn)行保溫材料覆蓋，以便于減緩散熱的過(guò)程，使砼的強(qiáng)度能得到提升[5]。此外，要想對(duì)大體積砼進(jìn)行溫度上的有效控制，還應(yīng)對(duì)此進(jìn)行科學(xué)方式檢測(cè)。對(duì)此，應(yīng)設(shè)置出相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn)，這樣一來(lái)就能及時(shí)掌握溫度變化數(shù)據(jù)，提升控制的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

大體積砼的施工溫度裂縫控制養(yǎng)護(hù)工作直接的影響到其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果不能及時(shí)的對(duì)溫度裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并采取有效措施進(jìn)行控制，那么將會(huì)嚴(yán)重的影響到大體積砼的施工質(zhì)量，同時(shí)也很容易造成裂縫出現(xiàn)。但只要在施工的材料和施工技術(shù)等方面加以重視，充分的考慮到可能影響質(zhì)量的因素，還是能夠避免裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)此仍然需要進(jìn)行詳細(xì)分析，以保證真正提升大體積砼施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[3]王加平.淺談大體積砼施工[J].科技資訊，2011（24）：41-43.

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[5]尤麗國(guó).淺談大體積砼施工裂縫的成因及控制[J].黑龍江科技信息，2010（9）：61-63.