大體積混凝土施工溫度裂縫控制研究及進展

張燕鋒

(身份證號：350125198405050049， 福建 福州 350000)

在大體積混凝土的施工過程中，造成開裂出現(xiàn)的影響因呈現(xiàn)出多樣化，例如材料與入模溫度與、降溫措施等，具有一定的復(fù)雜性，并不是因為單一的因素導(dǎo)致的，因此，要運用針對性地措施對裂縫的發(fā)生幾率進行降低，就要實施裂縫控制措施?；炷猎诮Y(jié)構(gòu)上發(fā)生開裂問題，會造成結(jié)構(gòu)沒有耐久性，因此，運用針對性地技術(shù)措施處理溫度應(yīng)力，根據(jù)裂縫的實際情況選擇控制措施非常重要。

1 大體積混凝土施工溫度應(yīng)力產(chǎn)生的影響

對于混凝土來說，是一種比較典型的脆性材料，混凝土本身的抗拉強度占到其抗壓強度的十分之一到二十分之一左右，混凝土的拉伸能力非常小，其在較短的時間內(nèi)加載的極限拉伸變形非常小，所以，規(guī)模較大的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要注意的是，不能產(chǎn)生拉應(yīng)力以及小的拉應(yīng)力，但是大規(guī)模的混凝土結(jié)構(gòu)不能有效地配置鋼筋，只能在表面和孔洞位置配置較少的鋼筋，如果發(fā)生拉應(yīng)力，也就是水化熱溫度的應(yīng)力，僅僅只能對混凝土產(chǎn)生一定的依賴達到承受的目的。當(dāng)抗拉性能十分差的話，脆性混凝土很容易出現(xiàn)裂縫。規(guī)模較大的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂問題會影響其結(jié)構(gòu)外觀，與此同時，會造成鋼筋銹蝕與混凝土碳化，并對強度有所降低，縮短耐久性等問題，對混凝土的正常使用造成影響，因此，運用針對性地技術(shù)措施能夠?qū)囟葐栴}進行處理。

2 大體積混凝土施工溫度裂縫的控制技術(shù)研究和進展

2.1 溫度裂縫控制中對于跳倉技術(shù)的應(yīng)用

按照“抗與放”的原則進行，“跳倉法”的由來，是我國裂縫控制的研究人員、學(xué)者王鐵夢教授提出的，其認(rèn)為，在施工中將大規(guī)模的混凝土施工面話費呢為幾個不同的區(qū)域，結(jié)合“分層澆筑、隔塊施工、整體成型”的原則分布施工。當(dāng)在較短的時間內(nèi)對溫度應(yīng)力進行釋放之后，可以把若干個小塊體連接在一起，形成一個整體,實現(xiàn)主要依靠混凝土的抗拉強度抵抗混凝土的溫度應(yīng)力的目的。蒙圈，“跳倉法”已經(jīng)被大量的在地下室底板的混凝土結(jié)構(gòu)中進行了應(yīng)用。學(xué)者、研究人員李棟等人將“跳倉法”應(yīng)用在超長和超寬與超深的混凝土的地下結(jié)構(gòu)中。跳倉的施工技術(shù)在大體積混凝土施工中的運用，主要體現(xiàn)在澆筑方面，呈現(xiàn)出比較好的抗?jié)B效果以及抗裂效果。在具體的施工過程中還需要注意，相鄰兩塊間的間隔時間要大于一周，其在混凝土澆筑時間方面的控制和大體積混凝土接縫應(yīng)力的處理還是存在一些不足。

2.2 溫度裂縫控制中對于材料控制法的應(yīng)用

結(jié)合導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生開裂問題的因素，對裂縫產(chǎn)生的原因進行全分析，隨后，還要提出一定可行性的環(huán)節(jié)裂縫的技術(shù)，這是非常重要的。對于溫度裂縫進行控制主要從基礎(chǔ)方法與選擇材料兩個方面考慮。加之，大體積混凝土的裂縫出現(xiàn)都是和溫度應(yīng)力存在很大的關(guān)系，但是溫度應(yīng)力是從水泥水化熱中來的，因此可以運用下列措施進行處理。一是，科學(xué)地選擇低或中水化熱型的水泥材料，降低混凝土溫度中的峰值；二是，將混合材料適當(dāng)?shù)靥砑釉诨炷林校饕\用的是粉煤灰材料，可以減小水泥材料在施工中的用量，并降低混凝土的絕熱溫升；三是，適當(dāng)?shù)靥砑泳從齽┖蜏p水劑在混凝土材料中，有助于降低混凝土攪拌時的用水量與水泥用量；四是，運用大粒徑與較好形狀的顆粒、或者是搞性能的熱學(xué)，配上較好的骨料。例如，研究人員、學(xué)者王嘉楊等人結(jié)合多種文獻的研究，提出材料的控制方法主要是，對混凝土水化熱降低材料進行科學(xué)化地選擇，保障其選擇的合理性，有助于降低混凝土成型中的溫度，還可以在混凝土的拌合物中適當(dāng)?shù)靥砑永w維，用這樣的方法提高混凝土本身的抗裂性能，實現(xiàn)避免發(fā)生凝土裂縫的目的。此外，研究人員、學(xué)者劉偉也曾做了相關(guān)試驗，其研究的是摻加粉煤灰與乳化瀝青、聚丙烯纖維材料的混凝土的力學(xué)性能，同時，對摻改性的材料混凝土溫度應(yīng)力進行了驗證。

2.3 對永久的變形縫進行設(shè)置

想要降低地基不均勻沉降與地震作用以及溫度應(yīng)力的建筑物中所產(chǎn)生的影響，就要在建造建筑物前，將變形后的敏感部位的結(jié)構(gòu)斷開，將變形縫留出，主要對不同部分的建筑物距離進行保障，并在變形當(dāng)中對建筑破壞的可能性進行減小。在大規(guī)?；炷廉?dāng)中設(shè)置地下室的永久變形縫，要求結(jié)構(gòu)體系必需在設(shè)縫中脫開，尤其是高層與裙房中必需進行徹底脫開，防止各自沉降影響整體結(jié)構(gòu)。因為地下室在土中進行深埋，變形縫構(gòu)造的設(shè)計重點是對防潮與防水保障，在具體的施工過程中，工程發(fā)生地下室變形縫主要集中在止水帶內(nèi)埋式的構(gòu)造和可卸式的構(gòu)造中。

2.4 溫度裂縫控制中對于水管冷卻法的應(yīng)用

因為水泥在施工中的用量非常大，所以，水泥的水化過程會產(chǎn)生集中的多熱量，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度逐漸上升，混凝土的內(nèi)部溫度能夠得到60～90℃。然而混凝土屬于熱的不良導(dǎo)體，其溫降的速度非常慢，想要對工程質(zhì)量進行保障，促進工程的施工進度不斷提升，冷卻水管法的施工方法在大體積混凝土的溫控中經(jīng)常被運用。也就是：將網(wǎng)狀水管預(yù)埋在混凝土當(dāng)中，通過管中的循環(huán)冷水，主要是指可用的地下水和江與河以及湖泊，還有自來水等水源，這部分水源的流動對混凝土中的溫度進行降低。上個世紀(jì)中期，國外發(fā)達國家，主要是指美國，這一國家對胡佛壩進行了設(shè)計，這是世界范圍中一個比較高的混凝土壩體。運用的是水管冷卻的降溫技術(shù)，并在現(xiàn)場實施了很多試驗，能夠看出，水管冷卻在混凝土壩體的溫將效果發(fā)面非常明顯。所以，這是大體積混凝土控制溫控問題的重要措施。對于我國來說，當(dāng)然也不遜色，研究人員、院士朱伯芳很早之前就對大壩混凝土當(dāng)中冷卻水管的計算問題進行了研究，利用積分的變換法，深入簡析了大體積混凝土本身的熱源平面現(xiàn)象，與此同時，對非金屬的聚乙烯水管的降溫方法進行研究，做了深入討論，并對計算方法進行全面研究，此外，還研究了水管冷卻等效熱源的傳導(dǎo)方程。在熱-流耦合算法的溫度場展開具體計算，學(xué)者、研究人員劉杏紅等人利用有限元軟件ABAQUS平臺，分析和研究熱流耦合用戶子的單元，將官地碾壓混凝土的重力壩中的澆筑塊作為對熱流耦合算法以及用戶子單元本身的可靠性與合理性進行研究；學(xué)者、研究人員段寅等人利用等效算法和精細(xì)法對某混凝土壩中的澆筑塊進行研究，并對比其計算結(jié)果。

3 結(jié)束語

綜上所述，材料控制技術(shù)在裂縫問題的控制中非常重要，其主要選擇的是低或中水化熱之后的水泥，還適當(dāng)?shù)靥砑恿朔勖夯液途從齽┮约皽p水劑，并選擇適合的性質(zhì)與骨料手段，能夠在一定程度上對水與水泥的具體用量有所減小，降低混凝土的絕熱溫升，避免發(fā)生裂縫開展的問題；冷卻水管，并對永久的變形縫進行設(shè)置，此外，還要設(shè)置溫度的后澆帶，跳倉法是以往和當(dāng)下比較重要的控制技術(shù)，可以在大體積混凝土中起到良好的抗裂作用。

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