水化熱控制要點(diǎn)

前言近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的進(jìn)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，大型現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)施或構(gòu)筑物不斷增多，而混凝土構(gòu)造以其材料廉價(jià)物美、施工便利、承載力大、可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn)，日益受到人們的歡送，于是大體積混凝土漸漸成為構(gòu)成大型設(shè)施或構(gòu)筑物主體的重要組成局部。所謂大體積混凝土，一般理解為尺寸較大的混凝土，美國混凝土學(xué)會給出了大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸到達(dá)必需解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的削減開裂影響的，即稱為大體積混凝土。這就提出了大體積混凝土開裂的問題，開裂問題是在工程建設(shè)中帶有肯定普遍性危害極大，它會降低構(gòu)造的耐久性，減弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會可能危害到建筑物的安全使用。所以如何實(shí)行有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個(gè)值得關(guān)注的問題。大體積混凝土裂縫形成的緣由裂縫產(chǎn)生的緣由可分為兩類：一是構(gòu)造型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)構(gòu)造計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的構(gòu)造次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體緣由如下。溫度應(yīng)力引起裂縫〔溫度裂縫〕目前溫度裂縫產(chǎn)生主要緣由是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土外表溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土分散初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，外表溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部到達(dá)最高溫度后，熱量漸漸散發(fā)而到達(dá)使用溫度或最低溫在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。收縮引起裂縫收縮有很多種，包括枯燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹枯燥收縮和塑性收縮?？菰锸湛s混凝土硬化后，在枯燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。塑性收縮在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，略微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的外表就會消滅分布不均勻的裂縫，消滅裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大，于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。防止裂縫的措施由以上分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。優(yōu)選原材料水泥由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量實(shí)行早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦C3C2SC3A和C4AF，試驗(yàn)說明：水泥中鋁酸三鈣〔C3A〕和硅酸三鈣〔C3S〕含量高的，水化熱較高，所以，為了削減水泥的水化熱，必需降低熟料中C3A和C3S另外，在不影響水泥活性的狀況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小，由于水泥的細(xì)度會影響水化熱的放熱速率，試驗(yàn)說明比外表積每增加100cm2/g，1d17J/g～21J/g，7d20d均增加4J/g～12J/g。摻加粉煤灰為了削減水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把局部水泥用粉煤灰代替，摻入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二鋁含量17%～35%，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)展二次反響，是其活性的來源，可以取代局部水泥，從而削減水泥用量，降低混凝土的熱脹；②由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠參與二次反響的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻；③同時(shí)，粉煤灰的火山灰反響進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔構(gòu)造，使混凝土中總的孔隙率降低，孔構(gòu)造進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也削減。值得一提的是：由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時(shí)比重小的粉煤灰簡潔浮在混凝土的外表，使上部混凝土中的摻合料較多，強(qiáng)度較低，表面簡潔產(chǎn)生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在工程中我們應(yīng)依據(jù)具體狀況確定粉煤灰的摻量。骨料粗骨料盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，由于粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總外表積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產(chǎn)生有利。細(xì)骨料宜承受級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，由于其孔隙率小，總外表積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以削減，水化熱就低，裂縫裂縫就越嚴(yán)峻，因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗沙。參加外加劑參加外加劑后能減小混凝土收縮開裂的時(shí)機(jī)，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：減水劑對混凝土開裂的影響減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土肯定強(qiáng)度時(shí)削減水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是格外有利的。緩凝劑對混凝土開裂的影響緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值消滅的時(shí)間，由于混凝土的強(qiáng)度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值消滅時(shí)，混凝土強(qiáng)度也增大了，從引氣劑對混凝土開裂的影響引氣劑在混凝土的應(yīng)用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能格外有利。在肯定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得留意的GB8076～1977中規(guī)定，摻有外加劑的混凝土，28d135%，即摻有外加劑35%。承受合理的施工方法混凝土的拌制在混凝土拌制過程中，要嚴(yán)格掌握原材料計(jì)量準(zhǔn)確，同時(shí)嚴(yán)格掌握混凝土出機(jī)塌落度。要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度，拌合物可實(shí)行以下兩種降溫措施：一是送冷風(fēng)對拌和物進(jìn)展冷卻，二是加冰拌合，一般使拌6℃左右?；炷翝沧ⅰ⒉鹉；炷翝沧⑦^程質(zhì)量掌握澆注過程中要進(jìn)展振搗方可密實(shí)，振搗時(shí)間應(yīng)均勻全都以外表泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力涉及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，外表要壓實(shí)、抹平，以防止外表裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流提高構(gòu)造整體性和抗剪性能。澆注時(shí)間掌握盡量避開在太陽輻射較高的時(shí)間澆注，假設(shè)由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時(shí)段，澆注盡量安排在夜間進(jìn)展。混凝土拆模時(shí)間掌握75%259℃以上允許拆模。做好外表隔寵保護(hù)由于內(nèi)部較外表散熱快，會形成內(nèi)外溫差，外表收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)但是假設(shè)此時(shí)受到冷空氣的攻擊，或者過分通風(fēng)散熱，使外表溫度降溫過大就很簡潔導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后馬上實(shí)行外表保護(hù)。防止外表降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)2～3d6～8℃時(shí)，28d齡期內(nèi)混凝土外表必需進(jìn)展外表保護(hù)。養(yǎng)護(hù)混凝土澆注完畢后，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土外表常常潮濕，這樣既一般在澆注完畢后12～18h內(nèi)馬上開頭養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。通水冷卻假設(shè)是在高溫季節(jié)施工，則要在初期承受通制冷