混凝土質(zhì)量就得抓溫度,漲知識了!
現(xiàn)場試驗(yàn)
20±5℃
便于操作的場地:整理資料的工作室(用于記錄、臺賬等);制作試件的操作室(混凝土預(yù)養(yǎng)護(hù)溫度 20±5℃);標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室(溫度20±2℃,相對濕度95%以上);值班休息室等。同時(shí)應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度上墻。一般試驗(yàn)操作室(含工作室)要求使用面積10~15m 2 。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室根據(jù)工程的大小建立,面積一般為 5~15m 2 ,室內(nèi)墻面、頂面做聚苯材料保溫,安裝溫濕度自動(dòng)控制器(制冷制熱、噴水),保證養(yǎng)護(hù)室溫度 20±2℃,相對濕度95%以上。
600℃
實(shí)體檢測強(qiáng)度:以前工程結(jié)構(gòu)驗(yàn)收時(shí),往往采用回彈的方法對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度檢測。由于回彈是利用構(gòu)件表面硬度換算為構(gòu)件抗壓強(qiáng)度,受各種外界因素影響較大(平整度、光潔度、密實(shí)度、碳化)所以評定驗(yàn)收存在較多誤差?,F(xiàn)在采用實(shí)體驗(yàn)收,即:在建筑結(jié)構(gòu)安全重要部位澆注混凝土?xí)r多成型一組試件,與結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度與時(shí)間積累計(jì)達(dá)到 600℃×天的積時(shí),將此試件送交有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測,數(shù)理統(tǒng)計(jì)后再乘1.1系數(shù)取用。
外加劑配制
80℃
外加劑在配置大體積混凝土中有至關(guān)重要的作用:有效減水,減少混凝土中自由水,從而減小后期的收縮;延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間,使混凝土水化速度放慢,使強(qiáng)度增長推遲,應(yīng)力產(chǎn)生也會滯后;適當(dāng)加入膨脹劑在充分濕熱養(yǎng)護(hù)的條件下,能產(chǎn)生部分膨脹值,以抵消硬化后的部分收縮(內(nèi)部最高溫度小于80℃時(shí)才有此效果)。
配合比
水化熱溫度
水泥是混凝土產(chǎn)生熱源的最根本的材料,用量的多少與溫度高低有直接的關(guān)系。利用外加劑的作用,在水灰比不變的前提下盡量降低水泥用量,減少水化熱,降低溫度。采取增加摻合料的方法,用低水膠比保證強(qiáng)度混凝土。
混凝土中總用水量的20%左右用于水泥水化,其余均為工作性要求。當(dāng)總用水量越多時(shí),水泥水化的量就會增加,前期水化會越充分,速率也會越快,對整體控制溫升值很不利。所以有效減少水的用量,也是很關(guān)鍵的措施。
澆注溫度
減小混凝土開裂的措施:
1 . 降低混凝土拌合物澆筑溫度;
2 . 延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間,硬化后的早期強(qiáng)度發(fā)展不要過快;
3 . 低熱水泥;
4 . 用粉煤灰部分取代水泥 ;
5 . 用低熱膨脹(收縮)系數(shù)的骨料;
6. 少量穩(wěn)定的引氣成分;
7. 選擇水泥要以耐久性為基礎(chǔ),不能只注意強(qiáng)度。
溫度應(yīng)力
一、溫度應(yīng)力的形成過程
溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下3個(gè)階段:
1、早期
自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30d。這個(gè)階段的特征一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
2、中期
自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)開始至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)為止,這個(gè)時(shí)期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻以及外界氣溫的變化而引起,這些應(yīng)力與早期所形成的殘余應(yīng)力相疊加。此期間混凝土的彈性模量變化不大。
3、晚期
混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前2種的殘余應(yīng)力相疊加。
二、溫度應(yīng)力形成原因
溫度應(yīng)力形成的原因可分為兩類:
1、自生應(yīng)力
邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身、結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時(shí)表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
2、約束應(yīng)力
結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
以上2種溫度應(yīng)力往往與混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。
三、溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力,可以從控制溫度和改善約束條件2個(gè)方面著手。
控制溫度的措施
1、采用改善骨料級配,用硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。
2、拌合混凝土?xí)r對水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。
3、熱天澆筑混凝土?xí)r應(yīng)減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。
4、在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫。
5、規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
6、施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
四、改善約束條件的措施
1、合理地分縫分塊。
2、避免基礎(chǔ)大起大伏。
3、合理安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。
4、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
實(shí)踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成,寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此,混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:
(1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
(2)防止混凝土超冷,應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。
(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù),其主要目的在于保持適宜的溫濕條件,從而達(dá)到2個(gè)方面的效果,一方面是使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮;另一方面是使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。
適宜的溫、濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?;炷恋谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч?。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此,混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期,在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。
溫度產(chǎn)生的裂縫
水泥水化產(chǎn)生很多的熱量,使混凝土內(nèi)部溫度值很高,形成內(nèi)部受壓外部受拉,規(guī)范規(guī)定當(dāng)受壓溫度與受拉溫度超出 25℃時(shí),會產(chǎn)生溫差應(yīng)力,其累計(jì)值過大就易使混凝土溫差層開裂。升溫過程也是應(yīng)力產(chǎn)生的過程,升溫速度越快,應(yīng)力產(chǎn)生越大。如果降溫時(shí)的速率大于升溫時(shí),形成降溫溫度梯度過大產(chǎn)生應(yīng)力,也會使混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)開裂。以上兩種開裂的表現(xiàn)形式是很難見的,一般只有依靠測溫記錄的數(shù)值來判斷。所以測溫的重要性就在于此。
降低最高溫度:
1、降低溫升值:
(1)選用低熱水泥;(2)或選用低標(biāo)號水泥;(3)盡量降低水泥用量;(4)摻加低收縮摻合料。
2、降低澆筑溫度值:
(1)使用低溫水;(2)砂石冷卻;(3)混凝土罐車保溫或水沖降溫;(4)遮陽或覆蓋。
3、摻加緩凝劑延緩峰值時(shí)間 。
4、基礎(chǔ)混凝土內(nèi)摻加大塊石料(吸收部分熱量)。
5、放慢澆筑速度:
根據(jù)環(huán)境條件充分利用混凝土的初凝時(shí)間,使熱量逐步釋放達(dá)到降低最高溫度值的目的。
升溫階段 :
混凝土終凝后開始硬化并產(chǎn)生熱,中心溫度不斷上升并往四面擴(kuò)散,建議此時(shí)僅覆蓋塑料布即可,不要進(jìn)行保溫處理,以免造成溫度積蓄過多,會延長降溫階段的時(shí)間。
降溫階段:
混凝土溫度達(dá)到峰值并持續(xù)一段時(shí)間后開始降溫,這個(gè)階段是大體積混凝土關(guān)鍵階段。一般測溫點(diǎn)以平面 5~8m的間距布置在結(jié)構(gòu)有代表性的位置,垂直基準(zhǔn)點(diǎn)布置在混凝土上表面往下(表層)和下底面往上(底層)50mm~100mm處,控制指標(biāo)以相鄰兩點(diǎn)的層溫度差值不大于25℃,表層點(diǎn)值與混凝土表面(塑料布與混凝土間)的溫度差不大于25℃,是控制混凝土表層與表面不出現(xiàn)開裂。由于混凝土塊體在升溫及降溫階段都處在塑料布覆蓋的條件下,與大氣環(huán)境不產(chǎn)生介質(zhì)交換,所以大氣溫度與塊體內(nèi)部溫度不產(chǎn)生利害關(guān)系,不考慮控制指標(biāo)。但可以考慮與表面的溫度差。
由于降溫是一個(gè)緩慢的階段,隨時(shí)觀察測溫結(jié)果對混凝土塊體進(jìn)行適宜的保溫養(yǎng)護(hù)是非常重要的,從經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出,當(dāng)溫度差連續(xù) 12h(4h×3)超標(biāo)時(shí)就應(yīng)考慮加強(qiáng)保溫處理。當(dāng)溫度差連續(xù)12h小于15℃時(shí),可采取白天掀開部分保溫層降溫,這樣有利于整體施工進(jìn)度。
關(guān)于降溫速率:
如前所說,控制降溫速率是很重要的工序,過快的降溫速度會使混凝土應(yīng)力松弛過快出現(xiàn)開裂。有關(guān)規(guī)范要求降溫速率在 1.5℃/d,從經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)降溫速率可控制在2.0℃/d~3.0℃/d,因?yàn)檫@個(gè)速率對于膨脹劑的7天潮濕養(yǎng)護(hù)是可以達(dá)到的,同時(shí)施工一般也能滿足。對于施工放線要視溫度及溫差的具體情況來定,一般可采?。翰怀繁兀ㄖ饕鶞?zhǔn)點(diǎn)和白天氣溫好逐步掀開保溫層放線。
養(yǎng)護(hù):大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)該達(dá)到兩種目的:保持充分潮濕和控制溫差。采用何種養(yǎng)護(hù)方式主要看施工季節(jié)和混凝土內(nèi)部的最高溫升值來確定,但最終都必須保證混凝土不因內(nèi)外溫差過大而開裂。
拆模與加筋
在商品混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的商品混凝土盡早拆模。當(dāng)商品混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,以免引起商品混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。
在商品混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上商品混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止商品混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
加筋對大體積商品混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因?yàn)榇篌w積商品混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋商品混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與商品混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。
由于鋼的彈性模量為商品混凝土彈性模量的7~15倍,當(dāng)商品混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí),鋼筋的應(yīng)力將不超過100~200kg/cm2。因此,在商品混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí),對提高商品混凝土抗裂性的效果較好。商品混凝土和鋼筋商品混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
編輯:梁愛光
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com