建筑施工中如何控制混凝土溫升

貝洪強(qiáng)

摘 要： 大體積混凝土結(jié)構(gòu)在降溫階段，由于降溫和水分蒸發(fā)等原因產(chǎn)生收縮，再加上存在外約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因此，控制水泥水化熱引起的溫升，即減小了降溫溫差，這對(duì)降低溫度應(yīng)力、防止產(chǎn)生溫度裂縫能起釜底抽薪的作用。下面對(duì)如何控制混凝土溫升加以分析。

關(guān)鍵詞：建筑施工；混凝土溫升；分析的

一、選用中低熱的水泥品種

泥凝土升溫的熱源是水泥水化熱，選用中低熱的水泥品種，可減少水化熱，使混凝土減少升溫。為此，施工大體積混凝土結(jié)構(gòu)多用32.5級(jí)礦渣硅酸鹽水泥。

二、利用混凝土的后期強(qiáng)度

試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，每立方米的混凝土水泥用量，每增減10kg，水泥水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃。因此，為控制混凝土溫升，降低溫度應(yīng)力，減少產(chǎn)生溫度裂縫的可能性，可根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載情況，對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)算。由于高層建筑與大型工業(yè)設(shè)施等的施工工期很長(zhǎng)，其基礎(chǔ)等大體積混凝土結(jié)構(gòu)承受的設(shè)計(jì)荷載，要在較長(zhǎng)時(shí)間之后才施加其上，所以只要能保證混凝土的強(qiáng)度在28d之后繼續(xù)增長(zhǎng)，且在預(yù)計(jì)的時(shí)間（45d、60d或90d）能達(dá)到或超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度即可。利用混凝土后期強(qiáng)度，要專門進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，并通過試驗(yàn)證明28d之后混凝土強(qiáng)度能繼續(xù)增長(zhǎng)。

三、摻加咸水劑本質(zhì)素磺酸鈣

本質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。因此，在混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑（即木質(zhì)宗磺酸鈣），它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善，同時(shí)又減少了10%左右的拌合水，節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱?；炷林袚饺肽锯}減水劑后，7d的水化熱略有增大，但可減少水泥用量10%左右，因此水化熱還是降低的。同時(shí)可明顯延遲水化熱釋放的速度，放熱速度也較不摻者推遲。這樣不但可減小溫度應(yīng)力.且可使初凝和終凝的時(shí)間相應(yīng)延緩5—8h，可大大減少了在大體積混凝土施工過程中出現(xiàn)溫度裂縫的可能性。

四、摻加粉煤灰外摻料

試驗(yàn)資料表明，在混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的粉煤灰，由于粉煤灰具有一定活性，不但可代替部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球形，具有“滾珠效應(yīng)”而起潤滑作用，能改善混凝土的湯塑性，并可增加泵送混凝土（大體積混凝土多用泵送施工）要求的0.315mm以下細(xì)粒的含量，改善混凝土可泵性，降低溫凝土的水化熱。另外根據(jù)大體積混凝土的強(qiáng)度特性，初期處于高溫條件下，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快、較高，但后期強(qiáng)度就增長(zhǎng)緩慢，這是由于高溫條件下水化作用迅速，隨著混凝土的齡期增長(zhǎng)，水化作用慢慢停止的緣故。摻加粉煤灰后可改善混凝土的后期強(qiáng)度，但其早期抗拉強(qiáng)度及早期極限拉伸值均有少量降低。因此對(duì)早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰摻入量應(yīng)少一些，否則表面易出現(xiàn)細(xì)微裂縫。

五、粗細(xì)骨料選擇

為了達(dá)到預(yù)定的要求，同時(shí)又要發(fā)揮水泥最有效的作用，粗骨料有一個(gè)最佳的最大粒徑。對(duì)于土建工程的大體積混凝土，粗骨料的規(guī)格往往與結(jié)構(gòu)物的配筋間距、模板形狀以及混凝土澆筑工藝等因素有關(guān)。宜優(yōu)先采用以自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料配制混凝土。因?yàn)橛眠B續(xù)級(jí)配粗骨料配制的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強(qiáng)度。在規(guī)格上可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子。因?yàn)樵龃蠊橇狭?，可減少用水量，而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時(shí)亦可減少水泥用量，從而使水泥的水化熱減小，最終降低了混凝土的溫升。當(dāng)然骨料粒徑增大后，容易引起混凝土的離析，因此必須優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì)，施工時(shí)加強(qiáng)攪拌、澆筑和振搗等工作。粗骨料顆粒的形狀對(duì)混凝土的和易性和用水量也有較大的影響。因此，粗骨料中的針、片狀顆粒按重量計(jì)應(yīng)不大于15%。

細(xì)骨料以采用中、粗砂為宜。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.79、平均粒徑為0.38的中、粗砂，它比采用細(xì)度模數(shù)為2.12、平均粒徑為0.336的細(xì)砂，每立方米混凝土可減少用水量20—25kg，水泥用量可相應(yīng)減少28—35kg。這樣就降低了混凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。

泵送混凝土的輸送管道除直管外，還有錐形管、彎管和軟管等。當(dāng)混凝土通過錐形管和彎管時(shí)，混凝土顆粒間的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)如混凝土的砂漿量不足，便會(huì)產(chǎn)生堵管現(xiàn)象。所以在級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)提高一些砂率是完全必要的，但是砂率過大，將對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。因此在滿足可泵性的前提下，應(yīng)盡可能使砂率降低。

另外，砂、石的含泥量必須嚴(yán)格控制。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，砂、石的含泥量超過規(guī)定，不僅會(huì)增加混凝土的收縮，同時(shí)也會(huì)引起混凝土抗拉強(qiáng)度的降低，對(duì)混凝土的抗裂是十分不利的。因此在大體積混凝土施工中，建議將石子的含泥量控制在小于1%，砂的含泥量控制在小于2%。

六、結(jié)論

關(guān)于澆筑溫度的控制，我國有些規(guī)范提出不得超過25℃，否則必須采取特殊的技術(shù)措施的規(guī)定。美國AcI施工手冊(cè)中規(guī)定不得超過32℃；日本土木學(xué)會(huì)施工規(guī)程中規(guī)定不得超過30℃；日本建筑學(xué)會(huì)鋼筋混凝土施工規(guī)程中規(guī)定不得超過35℃。在土建工程的大體積鋼筋混凝土施工中，澆筑溫度對(duì)結(jié)構(gòu)物的內(nèi)外溫差影響不大，因此對(duì)主要受早期溫度應(yīng)力影響的結(jié)構(gòu)物，沒有必要對(duì)澆筑溫度控制過嚴(yán)。但是考慮到溫度過高會(huì)引起較大的干縮以及給混凝土的澆筑帶來不利影響，適當(dāng)限制澆筑溫度是合理的。建議最高澆筑溫度控制在40℃以下為宜，這就要求我們?cè)诔Ｒ?guī)施工情況下合理選擇澆筑時(shí)間，完善澆筑工藝以及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。

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