王卓晨
吉林省大兴沟林业局,吉林延吉 133202
砼浇筑后,水泥与水发生化学反应产生大量的热量,由于砼的体积大,热传导性差,水化热基本上积蓄在砼内,从而引起砼内部温度的明显升高,在拆模前后或受寒潮袭击,使表面温度降低很快,造成了温度陡降,必然会引起砼体积的变化即温度变形,当温度变形受到约束而不能自由伸缩时,就会引起温度应力,从而产生温度裂缝。砼结构中的大部分裂缝属于温度裂缝或干缩裂缝。因此,大体积砼的温度控制计算是十分重要的。
砼浇筑完毕转入养护阶段,可通过浇筑体表面覆盖保温材料进行保温养护,使浇筑体内的温度分布较为均匀,使整个砼浇筑体散热降温减缓,延缓收缩和热扩散时间,防止砼表面水分蒸发而产生干缩裂缝。基础砼浇筑后,裸露表面立即用草帘护盖,洒水养护,避免曝晒或温差过大,防止温度收缩过快及温差过大而出现裂缝。另外,拆模时,防止在砼表面发生急剧的温度梯度,控制表面温差不大于15℃,块体中央部分和表面部分温差不大于20℃,方可拆模。如果保温层是由多层材料组成的,则应分层逐次拆除,使其缓慢降温,以免表面产生过大的拉应力。因为突然拆除保温层和模板,致使温度突变而引起的拉应力而出现裂缝。
为了掌握大体积砼的温升以及各种材料在各种条件下的温度影响,需要对砼进行温度监测控制。砼振捣完成后,砼表面温度与砼中心温度的差值及砼的表面温度与砼工作环境的温度差值,均应控制在不大于25的范围内。为了保证这一点,需要对砼的环境温度表面温度和中心温度进行测试,具体为砼浇筑完成后一周之内每2小时测试一次,两周内每4小时测试一次,同时测定大气的温度。如发现异常应立即采取及时加强保温或延缓拆除保温材料的措施。测温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度,应布置在底部、中部和表面,平面测点应布置在边缘与中间,特别是阴阳角和突出或凹进的地方应照顾到,间距一般为2.5m~5m。使用热电偶温度计时,其插入的深度可按实际需要和具体情况而定,一般应不小于热电偶外径的6~10倍,测温点的设置,应距边角和表面应大于5cm。当采用预留测温孔时,一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采用通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测定竖孔中不同高度位置的温度。砼浇筑完成后,按平面布置所确定的测温孔都应按顺序进行编导,每次测温时,应依次测出砼的环境温度、表面温度和内部不同深度的实际温度,并如实填写在测温记录上,作为评定质量的依据。现场测试完毕后,测温记录及时整理归档。
1)为了控制大体积砼温升,配制砼尽量选用低热矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥,因为同品种水泥,低强度等级水泥比高强度等级的水化热低,一般可低15%~25%。
2)掺加减水剂或缓凝型减水剂。掺加减水剂能显著减少拌合水量(10%左右),降低水灰比,改善和易性,减少水泥用量10%左右,减缓水化速度。推迟水化热的峰值期,减少温升,同时可使砼缓凝,避免施工冷缝。
3)掺加粉煤灰。掺加粉煤灰可减少单方水泥用量50kg~70kg,显著的推迟和减少发热量,延缓水泥水化热的释放时间,降低温升值20%~25%,延长凝结时间。
4)合理配料和优选配合比。合理配料和优选配合比可提高砼的密实性和抗拉强度,减少孔隙率,减少收缩,降低水泥用量。砂应尽量用中、粗砂,与细砂相比,每1m3可减少用水量20kg~25kg,水泥用量相应可减少28kg~35kg,从而可减少砼的干缩和水化热量。同时,适当采用级配粗骨料,每1m3砼可减少用水量15kg左右,砼的收缩和水化热也随之减少。
5)掺膨胀剂或设置膨胀带。在砼中加入适量膨胀剂可以使砼微膨胀,以抵消绝大部分冷缩、干缩,抵抗砼温度收缩产生的应力,避免裂缝产生。
1)选择较低温度季节和时间浇筑砼。砼浇筑时环境温度高,起始温度随之增高,产生水化热愈快,温升也愈快,从而增大了开裂的可能性,而较低的环境温度下浇筑砼,能利于降低中心温度与环境温度之差,如避开7~9月高温季节浇筑大体积砼,控制最高气温在30℃以下。对浇筑量不大的块体,夏季安排在下午3时以后或夜间绕筑,避开白天高温影响,使砼温升的起点建立在较低的入模温度的基础上,降低温升峰值,避免较大的温降和温差;
2)快速薄层浇筑砼。砼应尽快入模,夏天可减少吸热,冬期可减少散热,据实测,砼浇筑温度比出机温度,夏天约升高2℃~3℃;冬天约降低2℃~3℃;砼采取快速薄层连续浇筑,由于散热面积大、降温快,使水泥水化热在水泥水化放热最剧烈的浇筑阶段散发出来,可使内部温度分布比较均匀,有利于减少内外温差,抑制表面裂缝;
3)加强基坑内通风散热。浇筑砼时,在基础内坑设置多台通风机,加速热量的散发(即内散热,外保温),将砼凝结时产生的热量散掉一部分,降低环境温度。但应注意,砼浇筑完后,降温阶段则应停止通风,防止温度回降过速;
4)预埋水管,通循环水降温。在基础砼内埋设冷却水管,通循环低温水,将水化热导出使砼温度降低到要求限度。冷却水管大多采用直径25mm的薄壁钢管;
5)砼搅拌站就近设置,减少运输距离,缩短运输过程中的停留时间。
总之,大体积砼温度裂缝给建筑安全带来巨大的隐患,因此作为施工单位要提高认识,加强管理,精心组织施工,合理使用材料,探索新的施工工艺,加强养护和维护,切实预防和制止大体积砼温度裂缝的出现。
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