大體積混凝土降溫措施

王學(xué)賢

福建一建集團(tuán)有限公司（350000）

大體積混凝土降溫措施

王學(xué)賢

福建一建集團(tuán)有限公司（350000）

在建筑工程施工中，大體積混凝土的應(yīng)用十分廣泛?；炷恋氖┕べ|(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量具有直接的影響。在大體積混凝土的施工過(guò)程中，由于降溫措施的不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土建筑的開(kāi)裂現(xiàn)象的發(fā)生頻率較為頻繁，因此需要采取有效解決措施，保證建筑質(zhì)量。這里將針對(duì)大體積混凝土降溫措施進(jìn)行分析探討，希望為建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量的提高提供切實(shí)有效的建議及方法。

大體積混凝土；降溫；措施

大體積混凝土即大體積混凝土，是一種用于現(xiàn)代建筑中的主要建筑材料。其用途廣泛，但是在施工技術(shù)上有一個(gè)難以把握的難關(guān)[1]。在大體積混凝土的凝固階段，混凝土中的水與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后會(huì)釋放出大量的熱量，即水化熱[2]。在這種熱量的作用下，大體積混凝土內(nèi)部的各個(gè)部位會(huì)處于高溫之下,但是在外部環(huán)境溫度的影響下，大體積混凝土的表面溫度并沒(méi)有發(fā)生較大的升高，從而出現(xiàn)內(nèi)外溫度差。根據(jù)熱漲冷縮的物理原理，這種溫度差會(huì)引起大體積混凝土內(nèi)部向外部的壓力，導(dǎo)致大體積混凝土表面出現(xiàn)裂痕，影響材料質(zhì)量以及施工質(zhì)量。因此，在施工中要對(duì)大體積混凝土的溫度進(jìn)行控制，避免上述現(xiàn)象，確保施工質(zhì)量。

1 溫度對(duì)大體積混凝土的影響

1.1 環(huán)境溫度的影響

環(huán)境對(duì)大體積混凝土的影響是由外至內(nèi)的，在環(huán)境溫度升高的條件下，大體積混凝土中心結(jié)構(gòu)的溫度會(huì)有一定程度的升高，在中心結(jié)構(gòu)作用力的牽引下，混凝土的表面發(fā)生變化，出現(xiàn)裂痕。因此，在實(shí)際施工中，相關(guān)的施工規(guī)定要求在大體積混凝土施工時(shí)要考慮環(huán)境溫度的影響通常在外部溫度較低的情況下施工，同時(shí)大體積混凝土的澆筑溫度需在28℃以下[3]。環(huán)境溫度對(duì)大體積混凝土的影響不僅在溫度的升高這一方面，另一方面表現(xiàn)為溫度的迅速下降。大體積混凝土之所以會(huì)出現(xiàn)表面裂縫是因?yàn)閮?nèi)外溫度差異過(guò)大所產(chǎn)生的壓力作用。環(huán)境溫度的驟降,同樣會(huì)引起大體積混凝土的內(nèi)外溫差,從而產(chǎn)生內(nèi)部壓力向外部作用的結(jié)果。例如在強(qiáng)冷空氣或暴風(fēng)雨的影響下,氣溫在短時(shí)間內(nèi)下降,造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)壓力，表面開(kāi)裂。

1.2 內(nèi)外溫差的影響

內(nèi)部溫差實(shí)際上就是大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的同一位置上不同時(shí)間的溫度之間的變化差異[4]。從物理學(xué)上可知，不同物質(zhì)的比熱容不一樣，因此，不同物質(zhì)的溫度在相同時(shí)間內(nèi)的變化差異上也不相同。在建筑施工中，以硬度較小的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的大體積混凝土反而不容易發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，主要是因?yàn)橛捕容^小的結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的約束力較小，在發(fā)生溫度變化的熱脹冷縮時(shí)，對(duì)混凝土的作用較小。反之，在硬度較大的巖石構(gòu)成的基礎(chǔ)上，混凝土的施工規(guī)模則相對(duì)較大，其溫差變化所產(chǎn)生的影響與作用也相對(duì)較大。此時(shí)，混凝土內(nèi)部溫差的變化所造成開(kāi)裂現(xiàn)象是十分常見(jiàn)的。

2 對(duì)大體積混凝土的施工溫度控制方法

2.1 內(nèi)外溫度觀測(cè)

在整個(gè)施工過(guò)程中，大體積混凝土作為施工的主要材料,其開(kāi)裂會(huì)對(duì)整個(gè)施工階段造成不良影響。因此，在大體積混凝土的施工過(guò)程中，必須進(jìn)行內(nèi)外溫度的觀測(cè)，并且將這一方法貫穿始終。以熱敏電阻為主要成分的溫度傳感裝置是在進(jìn)行大體積混凝土常規(guī)溫度測(cè)量時(shí)所用到的主要測(cè)量工具。當(dāng)然，傳感器的使用并不是孤立的，而是要將傳感器裝入能夠?qū)岬慕饘俟軆?nèi)，并將其密封起來(lái)使用。通常的密封材料是環(huán)氧樹(shù)脂，其密封性良好，且無(wú)安全隱患。智能巡測(cè)溫度儀是進(jìn)行大體積混凝土溫度測(cè)量的主要設(shè)備。在進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x的巡測(cè)的速率應(yīng)控制在1點(diǎn)/秒。同時(shí)結(jié)合大體積混凝土的結(jié)構(gòu)特征以及實(shí)際澆筑方向布置溫測(cè)點(diǎn)。溫測(cè)點(diǎn)的布置具有一般規(guī)律:混凝土基底板上的溫測(cè)點(diǎn)布置一般為10個(gè)，且需具備代表性；電梯井的底板位置一般布置2個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)，同樣需具代表性。傳感器的布置要均勻,且需依據(jù)測(cè)試點(diǎn)的深度進(jìn)行，傳感器之間的距離應(yīng)該布置合理，特別是傳感器與混凝土表面的距離應(yīng)大于10 cm的間距[5]。在混凝土的養(yǎng)護(hù)層下方需要布置溫度傳感器。這樣，就可實(shí)現(xiàn)溫度的內(nèi)外監(jiān)測(cè)了。

2.2 降低水泥水化熱

混凝土的結(jié)構(gòu)對(duì)其自身的溫度差異以及負(fù)荷的影響也是十分重要的。通常大體積混凝土由于其自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，其結(jié)構(gòu)負(fù)載的增加不會(huì)是十分迅速的。這一點(diǎn)為降低水泥水化熱方法提供了可能性。在混凝土施工的中后期會(huì)體現(xiàn)出較高的強(qiáng)度，在中低熱型水泥中應(yīng)用降低水泥水化熱的方法可以有效防止混凝土的開(kāi)裂現(xiàn)象。降低水泥水化熱通常采用的方法是向混凝土中添加優(yōu)質(zhì)骨料等添加劑。在級(jí)配的選擇上要以施工的標(biāo)準(zhǔn)以及具體的材料情況為依據(jù)，力求加強(qiáng)混凝土的和易性以及密實(shí)程度，防止混凝土表面開(kāi)裂。

2.3 外加劑降溫

將混凝土外加劑作為降溫的方法也是常用的溫度控制法之一。由于混凝土外加劑的種類(lèi)豐富、功能多樣，在降溫中具有靈活性以及更高的可控制性?？梢圆捎貌煌耐饧觿┽槍?duì)不同的降溫需要。外加劑的性質(zhì)體現(xiàn)為兩點(diǎn):其一，減水效果顯著；其二，具有一般的防凍效果?；炷羶?nèi)含水量大會(huì)造成內(nèi)部縫隙，從而使混凝土變得較為脆弱，降低了混凝土的密實(shí)性以及抗裂性。在混凝土中使用外加劑可控制混凝土的水量,從而提高混凝土的質(zhì)量?；炷镣饧觿┻€能夠調(diào)節(jié)水泥水化熱的放熱速度，幫助混凝土內(nèi)部溫度下降。由此可見(jiàn),外加劑降溫的方法對(duì)混凝土表面裂縫的產(chǎn)生具有明顯的抑制效果。

2.4 冷卻水管技術(shù)

冷卻水管技術(shù)也是常見(jiàn)于大體積混凝土施工中的降溫技術(shù)。這一技術(shù)的運(yùn)用可以直接降低混凝土的內(nèi)部最高溫度，從而減少內(nèi)外溫差，防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。冷卻水管技術(shù)的具體操作手法可分為以下步驟：首先將特制的水管以蛇形置入混凝土內(nèi)部，使水管與混凝土的接觸面加大，促進(jìn)降溫效果。然后將冷水以定時(shí)循環(huán)的形式通入管中，對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行降溫。在實(shí)踐的檢驗(yàn)下，該方法效果顯著，最低可將混凝土內(nèi)部溫度降至5℃[6]。

2.5 控制表面溫度

由于混凝土表面的裂縫是內(nèi)外溫差產(chǎn)生的，在對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行控制時(shí)，也可從表面溫度的控制入手。通常采用的方法是通過(guò)鋪設(shè)草墊和塑料薄膜來(lái)提高混凝土表面的溫度。這一方法的主要原理是，在混凝土表面鋪設(shè)草墊和塑料薄膜，隔絕混凝土表面與外界的接觸，從而減少外界溫度對(duì)混凝土表面的影響，使混凝土的表面溫度與內(nèi)部溫度保持一致，從而減小內(nèi)部壓力的產(chǎn)生與作用，防止混凝土表面的裂縫產(chǎn)生。在實(shí)踐中得出，采用這一方法可將混凝土表面與外界溫度保持在11℃的溫度差值左右。結(jié)合混凝土內(nèi)部溫度升高的速率，保持混凝土表面和內(nèi)部的升溫速度一致，從而保證混凝土表面不出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象。

2.6 分層、分塊澆筑法

作為常見(jiàn)的混凝土降溫方法之一的分層、分塊澆筑法,常用在大體積混凝土的施工作業(yè)實(shí)施階段，目的是合理控制大體積混凝土的溫度。其操作方法較之于其他方法而言，較為復(fù)雜，注意事項(xiàng)較多,主要為以下幾點(diǎn)。

第一，需要依據(jù)混凝土澆筑能力及其降溫措施來(lái)確定進(jìn)行分層澆筑的每層的厚度，一般控制在1~ 1.5 m之間。

第二,對(duì)上層混凝土進(jìn)行澆筑搗實(shí)作業(yè)時(shí)，必須確定下層混凝土完成初凝并不具重塑性以免對(duì)澆筑效果造成影響。

第三，如果大體積混凝土的截面面積大于100 m2，采用分層澆筑法會(huì)拖慢施工速度，造成施工效率的下降。面對(duì)這一現(xiàn)象，通常對(duì)截面面積大于100 m2的大體積混凝土施工工作采用分塊澆筑的方法。進(jìn)行分塊澆筑時(shí)，需要注意合理的進(jìn)行區(qū)域分塊，一般的指標(biāo)為每塊區(qū)域的高度在1.5 m以上，面積在50 m2以上。對(duì)上下相鄰的混凝土層之間進(jìn)行豎向接縫，合理處理接縫。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在大體積混凝土施工過(guò)程中，考慮到混凝土的性質(zhì)以及在溫度影響下大體積混凝土中水和水泥的化學(xué)反應(yīng)作用容易出現(xiàn)的表面裂縫現(xiàn)象，結(jié)合具體的施工情況，對(duì)大體積混凝土進(jìn)行降溫處理。針對(duì)大體積混凝土表面開(kāi)裂的原因，從各個(gè)方面進(jìn)行考慮、處理，在實(shí)踐中得到以下經(jīng)驗(yàn)：通過(guò)基本的內(nèi)外溫度觀測(cè)、降低水泥水化熱、外加劑降溫、冷卻水管技術(shù)、控制表面溫度、分層及分塊澆筑等方法，對(duì)大體積混凝土施工進(jìn)行降溫處理與溫度控制，防止大體積混凝土因內(nèi)外溫度差異過(guò)大而形成壓力造成的表面開(kāi)裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。這些方法的應(yīng)用對(duì)大體積混凝土的施工質(zhì)量起到了有效的保障作用。

[1]王真.工業(yè)建筑中大體積砼施工過(guò)程的控制措施[J].江西建材,2014,13(26):87-89.

[2]陳昊松.大體積砼裂縫控制措施分析[J].科技致富向?qū)? 2012,35(16):239.

[3]侯英超.大體積砼溫控防裂技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械),2013,4(11):196-199.

[4]李廣彬.淺談大體積砼抗裂措施[J].河北企業(yè),2013,8(25): 139.

[5]張學(xué)志.大體積砼施工的溫度控制及技術(shù)措施[J].四川水泥,2015,2(18):110.

[6]呂建忠,劉日飛.淺談大體積砼溫度裂縫的原因與控制措施[J].科技信息,2010,14(33):787.