大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制方法研究

摘 要：本文主要以大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制方法研究為重點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)下大體積混凝土開(kāi)裂的主要原因?yàn)橹饕罁?jù)，從完善構(gòu)造設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比、采取降熱保溫措施、科學(xué)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)這幾方面進(jìn)行深入探索與研究，其目的在于加強(qiáng)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制效率，為降低大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的幾率提供有利條件。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；溫度控制；溫度應(yīng)力

中圖分類號(hào)：TU755.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0352-02

引 言

對(duì)于大體積混凝土養(yǎng)護(hù)而言合理控制溫度十分重要，其是確保大體積混凝土整體質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是保證建筑工程安全有序開(kāi)展的關(guān)鍵，因此，有關(guān)人員需給予其高度重視，促使其存在的價(jià)值與作用在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段充分的發(fā)揮出，為保證社會(huì)公眾生命財(cái)產(chǎn)安全奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文主要研究某A大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制方法，具體如下。

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因

1.1 設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)不到位

①大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面位置與轉(zhuǎn)角速度等受力較集中的區(qū)域設(shè)計(jì)突變；②混凝土配比設(shè)立問(wèn)題，致使混凝土絕熱值太高，抗拉強(qiáng)度低以及收縮形變大等。

1.2 溫度應(yīng)力問(wèn)題

①水泥水熱化。水泥在水化中會(huì)釋放諸多熱量，并且會(huì)將一些熱量向四周傳遞，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)受升降溫變化。在對(duì)混凝土澆筑初期，因混凝土彈性低小，無(wú)法有效約束因溫度變化所引發(fā)的形變，對(duì)應(yīng)的溫應(yīng)力也較?。欢S著齡期變長(zhǎng)，混凝土彈性不斷升高，約束降溫收縮變形的能力逐漸增強(qiáng)，并且產(chǎn)生拉應(yīng)力。②氣溫變化影響，具體體現(xiàn)在如下兩方面：外界溫度高，澆筑混凝土的溫度也會(huì)很高，因此對(duì)應(yīng)的溫值也就越高；外界溫度變低，又加大混凝土降溫力度，尤其是氣溫急降，會(huì)使混凝土溫度梯度變大，導(dǎo)致冷擊?；炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差加大，溫度應(yīng)力也會(huì)加大。

1.3 收縮變形干擾

大體積混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形具體分為以下五種，有碳化收縮變形、自生收縮變形、凝縮變形、冷縮變形、干燥收縮變形。大體積混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形越大，其分布越不均，出現(xiàn)的應(yīng)力也就越大。

1.4 約束條件因素

大體積混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形一定會(huì)受到約束，導(dǎo)致其自由形變，并且出現(xiàn)拉應(yīng)力。此種約束主要分為自約束與外約束。自約束指的是大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度與收縮分布，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)不均勻變形所出現(xiàn)的互相約束。外約束是指大體積混凝土結(jié)構(gòu)外界條件，比如外界因素對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)變形的約束。外約束還會(huì)氛圍彈性約束、自由體、剛性約束這三種。

2 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制方法

2.1 合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化約束條件

①科學(xué)澆筑。大體積混凝土尺寸較大，若是一次性澆筑可能會(huì)出現(xiàn)較大的溫度應(yīng)力，致使開(kāi)裂現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)合理應(yīng)用分層或是分塊的澆筑手段，增添后澆帶。利用分層、分塊澆筑，能夠直接減少溫度應(yīng)力，防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。②防止應(yīng)力集中。應(yīng)力集中的地方易出現(xiàn)裂縫。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需對(duì)斷面突變處進(jìn)行過(guò)渡處理，并在過(guò)渡區(qū)域或是轉(zhuǎn)角部位增加構(gòu)造抗裂鋼筋。③轉(zhuǎn)變外約束條件。導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙的主要原因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)在降溫中，它的收縮變形會(huì)因基礎(chǔ)約束而形成拉應(yīng)力。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在符合大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，需對(duì)基礎(chǔ)的約束狀況進(jìn)行全面考慮，尤其是巖石等高強(qiáng)度的地基約束。

2.2 改善設(shè)計(jì)配比，科學(xué)選取原材料

①加入適宜的外加料，減少水泥水熱化。因大體積混凝土尺寸較大，所利用的水總量也會(huì)比較多，在截面尺寸較大的狀況下內(nèi)部熱量不斷堆積，且散熱慢，會(huì)致使溫度越來(lái)越高?；炷两Y(jié)構(gòu)的絕熱溫升值同單方水泥用量成正比。所以，在對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的配比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，切勿單一的應(yīng)用添加水泥量的方式滿足建筑工程相關(guān)需求，如此不僅會(huì)使水泥用量增多，還會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形，并且水熱化會(huì)逐漸增加，更易導(dǎo)致混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。在建筑工程實(shí)踐中，優(yōu)化混凝土配比，融入適宜的外加料能夠有效轉(zhuǎn)變混凝土特性，減少水泥用量，降低混凝土內(nèi)部溫度，這是大體積混凝土結(jié)構(gòu)十分重要的溫控技術(shù)。②選擇地?zé)峄蚴侵袩岬幕炷?。混凝土結(jié)構(gòu)的絕熱溫升值同單方水泥間的放熱量成正比。所以，最好選用低熱或是中熱水泥，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行有效控制。③合理選擇骨料。合理選取骨料，在轉(zhuǎn)變混凝土結(jié)構(gòu)特性的同時(shí)，需切實(shí)加強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，減少水泥應(yīng)用量，降低水化溫度。

2.3 應(yīng)用保溫降熱手段

①保溫手段。建筑工程實(shí)踐顯示，大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，多半都是表層裂縫，但其中也有后來(lái)發(fā)展成深層裂縫的，從而影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與整體性。若想防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)表層出現(xiàn)裂縫，在對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度控制時(shí)，務(wù)必要對(duì)寒潮、氣溫等因素進(jìn)行全面考慮，計(jì)算對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)力，并同外內(nèi)外溫差的實(shí)際需求相結(jié)合，應(yīng)用相關(guān)保溫方法。②水管冷卻降溫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸較大，盡管利用了分塊、分層澆筑技術(shù)，但在缺少人工冷卻的狀況下，應(yīng)用天然冷卻時(shí)間是非常長(zhǎng)的，往往需要幾十年。所以，為了推動(dòng)建筑工程有序施工，可以采用人工冷卻降溫的方式，來(lái)對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生裂縫，在對(duì)常規(guī)的大體積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，皆會(huì)應(yīng)用冷卻水管的方式進(jìn)行降溫。對(duì)于水管冷卻一般需要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)階段。一期冷卻是在大體積混凝土結(jié)構(gòu)正澆筑或是剛澆筑時(shí)展開(kāi)，以降低水化熱溫升；而二期冷卻主要在后澆帶澆筑之前展開(kāi)，為了將大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度降低到穩(wěn)定。還能展開(kāi)三期冷卻，在入冬以前展開(kāi)一次冷卻，為了降低可能會(huì)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

2.4 合理預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)

①合理預(yù)測(cè)。其主要包含兩項(xiàng)內(nèi)容，具體如下：a.在實(shí)際施工以前的預(yù)測(cè)計(jì)算，即為施工方案決策。通過(guò)計(jì)算整理施工方案，制定溫度控制值，并編制有效且合理的溫度控制方式或是控制方案。b.在實(shí)際施工中的預(yù)測(cè)計(jì)算，即為施工流程控制計(jì)算。依據(jù)溫度監(jiān)測(cè)的真實(shí)結(jié)果，對(duì)計(jì)算取用參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，修整計(jì)算模型，對(duì)后期應(yīng)力與結(jié)構(gòu)溫度的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便對(duì)溫控方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化。②溫度監(jiān)測(cè)。對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度控制計(jì)算，在理論的角度上了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度與應(yīng)力變化及發(fā)展規(guī)律。在具體施工中務(wù)必會(huì)出現(xiàn)差異，主要原因?yàn)橛?jì)算所應(yīng)用的計(jì)算模型與有關(guān)參數(shù)同工程具體狀況不符，這便需要對(duì)建筑工程展開(kāi)監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)結(jié)果同理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析與對(duì)比，進(jìn)而對(duì)參數(shù)取值進(jìn)行有效調(diào)整，避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段，若是未對(duì)溫度進(jìn)行有效控制，會(huì)導(dǎo)致其大體積混凝土發(fā)生變形，這些變形如果受到約束，會(huì)使大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表層出現(xiàn)拉應(yīng)力。而當(dāng)拉應(yīng)力高于混凝土對(duì)應(yīng)的拉應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。所以，在養(yǎng)護(hù)階段務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土溫度控制，以免影響建筑工程整體質(zhì)量。

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收稿日期：2018-4-24