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摘 要:本文主要以大体积混凝土养护阶段的温度控制方法研究为重点进行分析,结合当下大体积混凝土开裂的主要原因为主要依据,从完善构造设计、优化设计配合比、采取降热保温措施、科学预测准确监测这几方面进行深入探索与研究,其目的在于加强大体积混凝土养护阶段的温度控制效率,为降低大体积混凝土出现温度裂缝的几率提供有利条件。
关键词:大体积混凝土;温度控制;温度应力
中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)14-0352-02
引 言
对于大体积混凝土养护而言合理控制温度十分重要,其是确保大体积混凝土整体质量的基础,也是保证建筑工程安全有序开展的关键,因此,有关人员需给予其高度重视,促使其存在的价值与作用在大体积混凝土养护阶段充分的发挥出,为保证社会公众生命财产安全奠定坚实基础。本文主要研究某A大体积混凝土养护阶段的温度控制方法,具体如下。
1 大体积混凝土结构产生裂缝的主要原因
1.1 设计、养护不到位
①大体积混凝土结构的截面位置与转角速度等受力较集中的区域设计突变;②混凝土配比设立问题,致使混凝土绝热值太高,抗拉强度低以及收缩形变大等。
1.2 温度应力问题
①水泥水热化。水泥在水化中会释放诸多热量,并且会将一些热量向四周传递,导致混凝土结构经受升降温变化。在对混凝土浇筑初期,因混凝土弹性低小,无法有效约束因温度变化所引发的形变,对应的温应力也较小;而随着龄期变长,混凝土弹性不断升高,约束降温收缩变形的能力逐渐增强,并且产生拉应力。②气温变化影响,具体体现在如下两方面:外界温度高,浇筑混凝土的温度也会很高,因此对应的温值也就越高;外界温度变低,又加大混凝土降温力度,尤其是气温急降,会使混凝土温度梯度变大,导致冷击。混凝土结构内外温差加大,温度应力也会加大。
1.3 收缩变形干扰
大体积混凝土结构收缩变形具体分为以下五种,有碳化收缩变形、自生收缩变形、凝缩变形、冷缩变形、干燥收缩变形。大体积混凝土结构收缩变形越大,其分布越不均,出现的应力也就越大。
1.4 约束条件因素
大体积混凝土结构收缩变形一定会受到约束,导致其自由形变,并且出现拉应力。此种约束主要分为自约束与外约束。自约束指的是大体积混凝土结构内部温度与收缩分布,每个质点不均匀变形所出现的互相约束。外约束是指大体积混凝土结构外界条件,比如外界因素对大体积混凝土结构变形的约束。外约束还会氛围弹性约束、自由体、刚性约束这三种。
2 大体积混凝土养护阶段的温度控制方法
2.1 合理设计,优化约束条件
①科学浇筑。大体积混凝土尺寸较大,若是一次性浇筑可能会出现较大的温度应力,致使开裂现象出现,应合理应用分层或是分块的浇筑手段,增添后浇带。利用分层、分块浇筑,能够直接减少温度应力,防止大体积混凝土结构出现裂缝。②防止应力集中。应力集中的地方易出现裂缝。在实际设计中,需对断面突变处进行过渡处理,并在过渡区域或是转角部位增加构造抗裂钢筋。③转变外约束条件。导致大体积混凝土结构出现缝隙的主要原因为结构在降温中,它的收缩变形会因基础约束而形成拉应力。所以,在实际设计中,在符合大体积混凝土结构应用要求的基础上,需对基础的约束状况进行全面考虑,尤其是岩石等高强度的地基约束。
2.2 改善设计配比,科学选取原材料
①加入适宜的外加料,减少水泥水热化。因大体积混凝土尺寸较大,所利用的水总量也会比较多,在截面尺寸较大的状况下内部热量不断堆积,且散热慢,会致使温度越来越高。混凝土结构的绝热温升值同单方水泥用量成正比。所以,在对大体积混凝土结构的配比进行设计时,切勿单一的应用添加水泥量的方式满足建筑工程相关需求,如此不仅会使水泥用量增多,还会导致大体积混凝土结构收缩变形,并且水热化会逐渐增加,更易导致混凝土结结构出现裂缝。在建筑工程实践中,优化混凝土配比,融入适宜的外加料能够有效转变混凝土特性,减少水泥用量,降低混凝土内部温度,这是大体积混凝土结构十分重要的温控技术。②选择地热或是中热的混凝土。混凝土结构的绝热温升值同单方水泥间的放热量成正比。所以,最好选用低热或是中热水泥,对混凝土结构的温度进行有效控制。③合理选择骨料。合理选取骨料,在转变混凝土结构特性的同时,需切实加强混凝土强度,减少水泥应用量,降低水化温度。
2.3 应用保温降热手段
①保温手段。建筑工程实践显示,大体积混凝土结构出现的裂缝,多半都是表层裂缝,但其中也有后来发展成深层裂缝的,从而影响大体积混凝土结构的耐久性与整体性。若想防止大体积混凝土结构表层出现裂缝,在对大体积混凝土结构进行温度控制时,务必要对寒潮、气温等因素进行全面考虑,计算对应的温度应力,并同外内外温差的实际需求相结合,应用相关保温方法。②水管冷却降温。大体积混凝土结构尺寸较大,尽管利用了分块、分层浇筑技术,但在缺少人工冷却的状况下,应用天然冷却时间是非常长的,往往需要几十年。所以,为了推动建筑工程有序施工,可以采用人工冷却降温的方式,来对大体积混凝土结构的温度应力进行控制,避免产生裂缝,在对常规的大体积混凝土结构进行养护时,皆会应用冷却水管的方式进行降温。对于水管冷却一般需要划分为两个阶段。一期冷却是在大体积混凝土结构正浇筑或是刚浇筑时展开,以降低水化热温升;而二期冷却主要在后浇带浇筑之前展开,为了将大体积混凝土结构的温度降低到稳定。还能展开三期冷却,在入冬以前展开一次冷却,为了降低可能会产生的温度应力。
2.4 合理预测,准确监测
①合理预测。其主要包含两项内容,具体如下:a.在实际施工以前的预测计算,即为施工方案决策。通过计算整理施工方案,制定温度控制值,并编制有效且合理的温度控制方式或是控制方案。b.在实际施工中的预测计算,即为施工流程控制计算。依据温度监测的真实结果,对计算取用参数进行调整,修整计算模型,对后期应力与结构温度的变化趋势进行预测,以便对温控方案进行调整与优化。②温度监测。对大体积混凝土结构的温度控制计算,在理论的角度上了解大体积混凝土结构的内部温度与应力变化及发展规律。在具体施工中务必会出现差异,主要原因为计算所应用的计算模型与有关参数同工程具体状况不符,这便需要对建筑工程展开监测,并把监测结果同理论计算结果进行分析与对比,进而对参数取值进行有效调整,避免大体积混凝土结构产生温度裂缝。
3 结束语
综上所述,在大体积混凝土养护阶段,若是未对温度进行有效控制,会导致其大体积混凝土发生变形,这些变形如果受到约束,会使大体积混凝土结构内部与表层出现拉应力。而当拉应力高于混凝土对应的拉应强度时,会导致大体积混凝土结构出现裂缝。所以,在养护阶段务必要加强对大体积混凝土温度控制,以免影响建筑工程整体质量。
参考文献
[1]许国森,魏选君.对混凝土养护方法的建议[J].广东建材,2016,32(12):18~22.
[2]谭 斌.浅议混凝土的养护方法[J].科技创新与应用,2014(20):227.
[3]姜 浩,董 军,刘昊苏,梁 田.京石客运专线预制箱梁梁体混凝土测温与养护关键技术[J].施工技术,2012,41(04):55~57+91.
[4]邱玉深.对混凝土养护方法的思考与建议[J].混凝土與水泥制品,2009(02):5~9.
[5]黄清明,黄喜民,李新华.某工程的大体积混凝土浇筑过程中养护阶段的温度控制[J].矿山测量,2009(01):26~28.
收稿日期:2018-4-24
关键词:大体积混凝土;温度控制;温度应力
中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)14-0352-02
引 言
对于大体积混凝土养护而言合理控制温度十分重要,其是确保大体积混凝土整体质量的基础,也是保证建筑工程安全有序开展的关键,因此,有关人员需给予其高度重视,促使其存在的价值与作用在大体积混凝土养护阶段充分的发挥出,为保证社会公众生命财产安全奠定坚实基础。本文主要研究某A大体积混凝土养护阶段的温度控制方法,具体如下。
1 大体积混凝土结构产生裂缝的主要原因
1.1 设计、养护不到位
①大体积混凝土结构的截面位置与转角速度等受力较集中的区域设计突变;②混凝土配比设立问题,致使混凝土绝热值太高,抗拉强度低以及收缩形变大等。
1.2 温度应力问题
①水泥水热化。水泥在水化中会释放诸多热量,并且会将一些热量向四周传递,导致混凝土结构经受升降温变化。在对混凝土浇筑初期,因混凝土弹性低小,无法有效约束因温度变化所引发的形变,对应的温应力也较小;而随着龄期变长,混凝土弹性不断升高,约束降温收缩变形的能力逐渐增强,并且产生拉应力。②气温变化影响,具体体现在如下两方面:外界温度高,浇筑混凝土的温度也会很高,因此对应的温值也就越高;外界温度变低,又加大混凝土降温力度,尤其是气温急降,会使混凝土温度梯度变大,导致冷击。混凝土结构内外温差加大,温度应力也会加大。
1.3 收缩变形干扰
大体积混凝土结构收缩变形具体分为以下五种,有碳化收缩变形、自生收缩变形、凝缩变形、冷缩变形、干燥收缩变形。大体积混凝土结构收缩变形越大,其分布越不均,出现的应力也就越大。
1.4 约束条件因素
大体积混凝土结构收缩变形一定会受到约束,导致其自由形变,并且出现拉应力。此种约束主要分为自约束与外约束。自约束指的是大体积混凝土结构内部温度与收缩分布,每个质点不均匀变形所出现的互相约束。外约束是指大体积混凝土结构外界条件,比如外界因素对大体积混凝土结构变形的约束。外约束还会氛围弹性约束、自由体、刚性约束这三种。
2 大体积混凝土养护阶段的温度控制方法
2.1 合理设计,优化约束条件
①科学浇筑。大体积混凝土尺寸较大,若是一次性浇筑可能会出现较大的温度应力,致使开裂现象出现,应合理应用分层或是分块的浇筑手段,增添后浇带。利用分层、分块浇筑,能够直接减少温度应力,防止大体积混凝土结构出现裂缝。②防止应力集中。应力集中的地方易出现裂缝。在实际设计中,需对断面突变处进行过渡处理,并在过渡区域或是转角部位增加构造抗裂钢筋。③转变外约束条件。导致大体积混凝土结构出现缝隙的主要原因为结构在降温中,它的收缩变形会因基础约束而形成拉应力。所以,在实际设计中,在符合大体积混凝土结构应用要求的基础上,需对基础的约束状况进行全面考虑,尤其是岩石等高强度的地基约束。
2.2 改善设计配比,科学选取原材料
①加入适宜的外加料,减少水泥水热化。因大体积混凝土尺寸较大,所利用的水总量也会比较多,在截面尺寸较大的状况下内部热量不断堆积,且散热慢,会致使温度越来越高。混凝土结构的绝热温升值同单方水泥用量成正比。所以,在对大体积混凝土结构的配比进行设计时,切勿单一的应用添加水泥量的方式满足建筑工程相关需求,如此不仅会使水泥用量增多,还会导致大体积混凝土结构收缩变形,并且水热化会逐渐增加,更易导致混凝土结结构出现裂缝。在建筑工程实践中,优化混凝土配比,融入适宜的外加料能够有效转变混凝土特性,减少水泥用量,降低混凝土内部温度,这是大体积混凝土结构十分重要的温控技术。②选择地热或是中热的混凝土。混凝土结构的绝热温升值同单方水泥间的放热量成正比。所以,最好选用低热或是中热水泥,对混凝土结构的温度进行有效控制。③合理选择骨料。合理选取骨料,在转变混凝土结构特性的同时,需切实加强混凝土强度,减少水泥应用量,降低水化温度。
2.3 应用保温降热手段
①保温手段。建筑工程实践显示,大体积混凝土结构出现的裂缝,多半都是表层裂缝,但其中也有后来发展成深层裂缝的,从而影响大体积混凝土结构的耐久性与整体性。若想防止大体积混凝土结构表层出现裂缝,在对大体积混凝土结构进行温度控制时,务必要对寒潮、气温等因素进行全面考虑,计算对应的温度应力,并同外内外温差的实际需求相结合,应用相关保温方法。②水管冷却降温。大体积混凝土结构尺寸较大,尽管利用了分块、分层浇筑技术,但在缺少人工冷却的状况下,应用天然冷却时间是非常长的,往往需要几十年。所以,为了推动建筑工程有序施工,可以采用人工冷却降温的方式,来对大体积混凝土结构的温度应力进行控制,避免产生裂缝,在对常规的大体积混凝土结构进行养护时,皆会应用冷却水管的方式进行降温。对于水管冷却一般需要划分为两个阶段。一期冷却是在大体积混凝土结构正浇筑或是刚浇筑时展开,以降低水化热温升;而二期冷却主要在后浇带浇筑之前展开,为了将大体积混凝土结构的温度降低到稳定。还能展开三期冷却,在入冬以前展开一次冷却,为了降低可能会产生的温度应力。
2.4 合理预测,准确监测
①合理预测。其主要包含两项内容,具体如下:a.在实际施工以前的预测计算,即为施工方案决策。通过计算整理施工方案,制定温度控制值,并编制有效且合理的温度控制方式或是控制方案。b.在实际施工中的预测计算,即为施工流程控制计算。依据温度监测的真实结果,对计算取用参数进行调整,修整计算模型,对后期应力与结构温度的变化趋势进行预测,以便对温控方案进行调整与优化。②温度监测。对大体积混凝土结构的温度控制计算,在理论的角度上了解大体积混凝土结构的内部温度与应力变化及发展规律。在具体施工中务必会出现差异,主要原因为计算所应用的计算模型与有关参数同工程具体状况不符,这便需要对建筑工程展开监测,并把监测结果同理论计算结果进行分析与对比,进而对参数取值进行有效调整,避免大体积混凝土结构产生温度裂缝。
3 结束语
综上所述,在大体积混凝土养护阶段,若是未对温度进行有效控制,会导致其大体积混凝土发生变形,这些变形如果受到约束,会使大体积混凝土结构内部与表层出现拉应力。而当拉应力高于混凝土对应的拉应强度时,会导致大体积混凝土结构出现裂缝。所以,在养护阶段务必要加强对大体积混凝土温度控制,以免影响建筑工程整体质量。
参考文献
[1]许国森,魏选君.对混凝土养护方法的建议[J].广东建材,2016,32(12):18~22.
[2]谭 斌.浅议混凝土的养护方法[J].科技创新与应用,2014(20):227.
[3]姜 浩,董 军,刘昊苏,梁 田.京石客运专线预制箱梁梁体混凝土测温与养护关键技术[J].施工技术,2012,41(04):55~57+91.
[4]邱玉深.对混凝土养护方法的思考与建议[J].混凝土與水泥制品,2009(02):5~9.
[5]黄清明,黄喜民,李新华.某工程的大体积混凝土浇筑过程中养护阶段的温度控制[J].矿山测量,2009(01):26~28.
收稿日期:2018-4-24