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摘 要： 摘要：當(dāng)混凝土與含有大量可溶性鹽類化合物的水接觸時(shí)，這些鹽類化合物會(huì)滲入混凝土中混凝土多孔磚，經(jīng)過(guò)水分的蒸發(fā)，鹽類在混凝土中不斷濃縮，最后形成結(jié)晶，而結(jié)晶過(guò)程還往往伴隨體積的增大。因此，造成混凝土材料的開(kāi)裂破壞。典型當(dāng)屬硫酸鹽腐蝕。混凝土
摘要：當(dāng)混凝土與含有大量可溶性鹽類化合物的水接觸時(shí)，這些鹽類化合物會(huì)滲入混凝土中混凝土多孔磚，經(jīng)過(guò)水分的蒸發(fā)，鹽類在混凝土中不斷濃縮，最后形成結(jié)晶，而結(jié)晶過(guò)程還往往伴隨體積的增大。因此，造成混凝土材料的開(kāi)裂破壞。典型當(dāng)屬硫酸鹽腐蝕。混凝土材料的使用中，化學(xué)腐蝕中最廣泛和最普通的形式是硫酸鹽的腐蝕。硫酸鹽與水泥中的鈣釩石發(fā)生反應(yīng)生成硫鋁酸鹽，并伴有體積的增大，而導(dǎo)致混凝土材料的開(kāi)裂。這種開(kāi)裂進(jìn)一步加速了硫酸鹽對(duì)混凝土基體的腐蝕。
關(guān)鍵詞：混凝土材料,建筑施工,論文發(fā)表
水泥、石灰、石膏等無(wú)機(jī)膠凝材料與水拌和使混凝土拌合物具有可塑性;進(jìn)而通過(guò)化學(xué)和物理化學(xué)作凝結(jié)硬化而產(chǎn)生強(qiáng)度。一般說(shuō)來(lái)，飲用水都可滿足混凝土拌和用水的要求。水中過(guò)量的酸、堿、鹽和有機(jī)物都會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生有害的影響。集料不僅有填充作用，而且對(duì)混凝土的容重、強(qiáng)度和變形等性質(zhì)有重要影響。
為改善混凝土的某些性質(zhì)，可加入外加劑。由于摻用外加劑有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，它日益成為混凝土不可缺少的組分。為改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能，節(jié)約水泥，在混凝土攪拌時(shí)也可摻入磨細(xì)的礦物材料──摻合料。它分為活性和非活性兩類。摻合料的性質(zhì)和數(shù)量，影響混凝土的強(qiáng)度、變形、水化熱、抗?jié)B性和顏色等。
1.溫度荷載類型
由于自然環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的溫度荷載，一般可以劃分為三類，即日照溫度荷載、年溫溫度荷載和驟然降溫溫度荷載。
1.1日照溫度變化
工程結(jié)構(gòu)的日照溫度變化很復(fù)雜，影響因素眾多，工程結(jié)構(gòu)物由于日照溫度變化引起的表面和內(nèi)部溫度變化，是一個(gè)隨機(jī)變化的復(fù)雜函數(shù)，難以直接求得函數(shù)解，只能進(jìn)行近似的數(shù)值解，但從工程應(yīng)用的角度考慮，可以從大量的實(shí)測(cè)資料分析中得出以下結(jié)論：在結(jié)構(gòu)物所在地的地理緯度、方位角，時(shí)間及地形條件確定的情況下，影響結(jié)構(gòu)日照溫度變化的主要因素是太陽(yáng)輻射程度，氣溫變化和風(fēng)速，如從應(yīng)用角度考慮，為求得日最大表面溫度，風(fēng)速這個(gè)因素也可以忽略，因?yàn)楫?dāng)工程結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到最大時(shí)，風(fēng)速幾乎接近于零。這樣我們從設(shè)計(jì)控制溫度荷載考慮，影響工程結(jié)構(gòu)表面溫度的因素，實(shí)際上可簡(jiǎn)化為只有太陽(yáng)輻射和氣溫變化兩個(gè)因素。
1.2驟然降溫溫度變化
驟然降溫溫度變化分為兩種情況：一是工程結(jié)構(gòu)物在冷空氣侵襲作用下，使結(jié)構(gòu)外表面迅速降溫，結(jié)構(gòu)物中形成內(nèi)高外低的溫度分布狀態(tài);二是日照降溫，由于日落等因素致使結(jié)構(gòu)物外表面溫度迅速下降，此時(shí)結(jié)構(gòu)物內(nèi)表面溫度幾乎沒(méi)有變化，形成較大的內(nèi)高外低的溫差狀態(tài)。這兩種降溫溫度變化，一般只須考慮氣溫變化和風(fēng)速這兩個(gè)因素，可以忽略日輻射影響。這種降溫溫度荷載其變化較日照溫度荷載要緩慢一些，比日照溫度變化作用時(shí)間長(zhǎng)些。
1.3年溫度變化
混凝土結(jié)構(gòu)物，由年溫變化引起結(jié)構(gòu)物的溫度變化是長(zhǎng)期的緩慢作用，使結(jié)構(gòu)物整體發(fā)生均勻的溫度變化。所以，在考慮年溫對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響時(shí)，均以結(jié)構(gòu)物的平均溫度為依據(jù)，一般以最高與最低月平均溫度的變化值作為年溫變化幅度。
2. 混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂原因
變形作用引起的裂縫和荷載作用引起的裂縫。根據(jù)國(guó)內(nèi)外調(diào)查資料反映，由于變形引起的開(kāi)裂占80%以上。這種變形作用包括溫度(水化熱，氣溫)濕度，地基變形，由于荷載引起的不足20%。在大體積混凝土澆筑初期，水泥的水化作用放出大量水化熱，但由于混凝土表面散熱條件好，因而溫度上升較少，而混凝土內(nèi)部由于散熱條件差，熱量散發(fā)少，內(nèi)部溫度上升較快，體積膨脹，導(dǎo)致形成溫度梯度，形成內(nèi)約束力，結(jié)果混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，在表面引起拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)在混凝土表面出現(xiàn)裂縫。后期水泥水化熱基本釋放，混凝土內(nèi)部溫度逐漸降溫，引起混凝土冷卻收縮，再加上混凝土中多余水分蒸發(fā)等引起體積收縮變形，二者由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，導(dǎo)致溫度拉應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)從約束面向上形成裂縫，如果溫度應(yīng)力足夠大，可以形成貫穿結(jié)構(gòu)的整體裂縫，影響結(jié)構(gòu)整體使用。溫度控制、防止裂縫發(fā)展，是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中解決的難題，對(duì)此必須采取相關(guān)技術(shù)措施。此外，混凝土澆注后，水泥與水結(jié)合發(fā)生水化作用，箱形梁構(gòu)件中形成不同的溫度分布，也會(huì)形成溫度場(chǎng)。很多高層建筑多采用片筏基礎(chǔ)或樁與筏板復(fù)合基礎(chǔ)，其筏板又兼作地下室的基礎(chǔ)。混凝上底板澆筑后，內(nèi)部溫度很高，而板表面溫度較低，時(shí)常內(nèi)部和表面能有幾十度的溫差，如此大的內(nèi)外溫差可能會(huì)導(dǎo)致溫度應(yīng)力大于混凝上的抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂。
3.混凝土裂縫控制
針對(duì)該工程的 實(shí)際情況，從材料優(yōu)選用，配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，混凝土澆筑方案，養(yǎng)護(hù)措施及測(cè)溫控制等多方面綜合措施進(jìn)行溫度控制，以提高結(jié)構(gòu)抗裂性，避免引起內(nèi)外溫差過(guò)大而出現(xiàn)裂縫。 3.1控制水泥水化熱溫度
控制水泥水化熱溫度可以從以下幾個(gè)方面著手：選用低熱或中熱水泥配制混凝土;使用粗骨料(例如加粉煤灰等、或加減水劑)改善和易性，降低水灰比，控制塌落度，減少水泥用量，降低水化熱量;利用混凝土后期(90天、180天)強(qiáng)度，降低水泥用量，在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，降低混凝土水化熱溫度;在厚大無(wú)筋或稀筋的厚大混凝土中，摻加20%以下的塊石吸熱，并節(jié)省混凝土。
3.2降低混凝土澆灌入模溫度
可以從以下幾個(gè)方面降低混凝土澆灌入模溫度：避開(kāi)熱天選擇較低溫季節(jié)澆筑混凝土，對(duì)現(xiàn)澆量小大的塊體，安排在下午3點(diǎn)以后或夜間澆筑;夏季采用低溫水或冰水拌制混凝土，對(duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行護(hù)蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置，降低混凝土拌和物溫度;摻加緩凝型減水劑，采取薄層澆灌，利用澆筑面散熱;在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)通風(fēng)和加強(qiáng)通風(fēng)加速熱量散發(fā);對(duì)混凝土用量大的原材料一一粗骨料采取兩次預(yù)冷，即在進(jìn)拌和樓前，在料倉(cāng)內(nèi)吹冷風(fēng)進(jìn)行一次風(fēng)冷，進(jìn)拌和樓后，又在貯罐內(nèi)進(jìn)行一次風(fēng)冷，使各級(jí)骨料溫度得到有效降低，拌和時(shí)，加冷制水摻片冰拌和，用以控制混凝土的澆筑溫度;在大體積混凝土內(nèi)散布安裝冷卻水管，混凝土澆筑后即開(kāi)始通冷卻水，用以控制大體積混凝土最高溫度，并使大體積混凝土提前達(dá)到穩(wěn)定溫度。
3.3提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度
提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度的措施有：選擇良好級(jí)配的粗骨料，嚴(yán)格控制其含泥量，加強(qiáng)混凝土振搗，提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減少收縮，保證施工質(zhì)量;采取二次投料法，二次振搗法，澆筑后及時(shí)排除表面泌水，以提高混凝土強(qiáng)度;在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋，在基礎(chǔ)突然變化、轉(zhuǎn)折部位，底板與墻轉(zhuǎn)折處、孔洞轉(zhuǎn)角及周邊部位，增加斜向構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中;在基礎(chǔ)與墻、地坑等接縫部位，適當(dāng)增大配筋率，設(shè)暗梁，以減輕邊緣效應(yīng)，提高抗拉伸強(qiáng)度，控制混凝土裂縫開(kāi)展;加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，提高早期相應(yīng)齡期的3.技術(shù)措施 3.4 原材料選擇及質(zhì)量要求 根據(jù)本工程特點(diǎn)選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，增大骨料用量，減小砂、石中含泥量，以減小水泥和水用量，以降低混凝土水化熱。
3.1擬采用如下原材料： (1)水泥 由于大體積混凝土厚度較大，水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量，聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不容易散發(fā)，使混凝土內(nèi)部溫度升高，因此在施工中選擇水化熱較低的水泥以及盡量減小單位水泥用量，有資料表明每減少單位用量10KG可降低溫度1℃。
(2)粗、細(xì)集料 盡可能采用粒徑較大的粗骨料，可相應(yīng)減少水泥用量，降低混凝土水化熱，并防止混凝土干縮。 (3)混合料及外加劑 摻入的粉煤灰要符合細(xì)度、燒失量、需水量及三氧化硫含量等技術(shù)指標(biāo)要求。粉煤灰不僅改善混凝土和易性，減小混凝土用水量，減小泌水和離析，提高混凝土強(qiáng)度，改變混凝土分子結(jié)構(gòu)組織，增加混凝土密實(shí)度，同時(shí)代替部分水泥，降低了水泥用量，從而降低混凝土水化熱引起的溫度梯度，防止和減少溫度裂縫的產(chǎn)生。 盡可能采用高效緩凝減水劑，一方面可延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，它一方面可明顯延緩水泥水化熱釋放速度，凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)8小時(shí)以上，推遲水化熱峰值出現(xiàn)，同時(shí)減少用水量，減小水泥用量，從而降低水化熱。 3.2混凝土配合比的確定 混凝土配合比設(shè)計(jì)采用絕對(duì)體積法。以基準(zhǔn)混凝土配合比為基礎(chǔ)，按等稠度、等強(qiáng)度為原則。即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等體積的砂。
摻入高效緩凝減水劑混凝土初凝、終凝時(shí)間應(yīng)該相對(duì)長(zhǎng)些，這樣可以延長(zhǎng)混凝土散熱時(shí)間減少裂紋，由于摻入粉煤灰改善混凝土和易性，減少泌水和坍落度損失，降低水化熱，有利于大體積混凝土施工。
4.混凝土的澆筑工藝
混凝土澆筑采用分層的澆注方案，分層厚度要適中，分步澆注到頂，簿層澆筑，先深后淺，連續(xù)澆筑，這種方法能較好適應(yīng)泵送施工工藝要求，同時(shí)控制好上下層混凝土覆蓋時(shí)間，在下層混凝土未初凝時(shí)進(jìn)行上層混凝土澆筑，以避免混凝土冷縫出現(xiàn)。混凝土振搗必須密實(shí)，在不同部位用5臺(tái)振動(dòng)棒振搗，振搗棒快插慢拔，掌握正確振搗時(shí)間，做到不漏振不過(guò)振，提倡二次振搗。及時(shí)按標(biāo)高刮平表面，用木抹子反復(fù)搓壓，使其表面密實(shí)，初凝前用木抹壓光，可以控制混凝土表面的龜裂，減少混凝土表面水分散失，促進(jìn)混凝土養(yǎng)護(hù)。為防止混凝土在硬化過(guò)程中表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行二次抹面，在初凝以后，終凝之前， 再用泥刀壓光平整，使少量終凝前出現(xiàn)的失水沉降等塑性收縮裂紋得到消除。
5.混凝土的養(yǎng)護(hù)
在表面施工完畢后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土的保養(yǎng)，及時(shí)用塑料薄膜覆蓋混凝土表面，來(lái)封閉混凝土中多余拌和水，防止水分蒸發(fā)，以實(shí)現(xiàn)混凝土自身養(yǎng)護(hù)。終凝后覆蓋蓬布和草袋，蓬布和草袋的覆蓋層數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)溫差情況及時(shí)進(jìn)行增減，使混凝土內(nèi)外溫差小于25℃。做好混凝土的保溫和保濕，目的是減少混凝土表面熱擴(kuò)散，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，減少混凝土表面溫度梯度，防止表面裂縫，保證溫度緩慢升降，充分發(fā)揮混凝土徐變特性，降低溫度收縮應(yīng)力，混凝土灑水養(yǎng)護(hù)不小于14天。
6.混凝土的溫度計(jì)算 6.1在大體積混凝土施工中，應(yīng)充分考慮水泥水化熱問(wèn)題，計(jì)算混凝土的溫度場(chǎng)溫度。(計(jì)算過(guò)程省略了,需要的話可以重發(fā))根據(jù)計(jì)算混凝土內(nèi)部溫度得知，在混凝土澆筑后第三天混凝土內(nèi)部溫升為68.9℃，比室外溫度26.4℃高42.6℃。我們采取內(nèi)降、外部保溫法，外部保溫法通常考慮增加保溫層的厚度，若保溫層厚度太厚以致不現(xiàn)實(shí)時(shí)，可考慮在混凝土內(nèi)部采取降溫法，埋置冷卻水管，其散熱效果明顯，目的是減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。在該主墩承臺(tái)大體積混凝土內(nèi)部水平設(shè)置兩層循環(huán)“∈”型6分鐵水管6根，橫橋向水平間距2m。為使承臺(tái)中心水化熱能更有效地排出，兩層分開(kāi)進(jìn)水口，使進(jìn)出水路徑縮短。根據(jù)承臺(tái)內(nèi)部溫度和出水口的水溫情況，通過(guò)控制閥對(duì)水循環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制承臺(tái)混凝土溫度與外界溫差在25℃以內(nèi)。 6.2對(duì)大體積混凝土應(yīng)及時(shí)掌握混凝土溫度變化規(guī)律，首先安裝測(cè)溫監(jiān)控點(diǎn)，在澆筑混凝土前進(jìn)行埋設(shè)，在有代表性地方共設(shè)3處，每處設(shè)上中下3點(diǎn)，下點(diǎn)在底板向上20cm，上點(diǎn)在頂板向下20cm，中間點(diǎn)，對(duì)每處每點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，對(duì)溫度測(cè)溫線綁扎在鋼筋骨架上，溫度傳感探頭避免接觸鋼筋。為了便于操作和防潮濕，將露在外面的導(dǎo)線和插頭用塑料袋包裹好，測(cè)溫時(shí)將測(cè)溫線插頭插入主機(jī)插座中，按下電源開(kāi)關(guān)，主機(jī)顯示屏可顯示測(cè)點(diǎn)溫度，注意插頭有正負(fù)極，該儀器可讀出該處最大、最小、平均值。由專人按一定時(shí)間間隔使用數(shù)字式電子測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫監(jiān)控，混凝土澆筑后1～5d每2h測(cè)一次，第6～10d每4h測(cè)一次，同時(shí)測(cè)出基坑大氣溫度及覆蓋物下溫度，進(jìn)出水口的水溫。對(duì)各處各點(diǎn)溫度進(jìn)行記錄并進(jìn)行分析，決定采取對(duì)混凝土內(nèi)降、還是外部保溫法措施。
7.結(jié)束語(yǔ)
由于混凝土本身的特性，大體積混凝土溫度應(yīng)力和溫度裂縫是不可避免的，但是，有害的裂縫是可以控制的，只要在施工過(guò)程中采取相應(yīng)的措施，從各個(gè)方面入手進(jìn)行有效的控制，就能減少溫度裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展，提高大體積混凝土的質(zhì)量。