對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)方法的思考與建議
0 前言
眾所周知,混凝土澆筑成型后必須及時(shí)進(jìn)行澆水覆蓋保濕養(yǎng)護(hù),以滿足混凝土表面維持一定濕潤(rùn)狀態(tài)的需要,同時(shí),為防止水分的急劇蒸發(fā),表面還應(yīng)覆蓋以塑料薄膜、麻袋片或草袋等材料,但是,只做到這兩點(diǎn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
其實(shí),混凝土的養(yǎng)護(hù),目的之一是要保證混凝土在一定時(shí)間內(nèi)保持潮濕,以滿足水泥水化的用水需要;目的之二是保證在不同的溫度環(huán)境下,使混凝土保持合適的內(nèi)外溫差和其表面與環(huán)境的溫差,也就是說(shuō),混凝土斷面及表面與外部環(huán)境要保持有合適溫度梯度,還要保持合適的升溫速率、降溫速率及較低的最高溫度。因此,傳統(tǒng)、習(xí)慣的舊有觀念和養(yǎng)護(hù)方法,隨著水泥和混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,必須更新和改變,并應(yīng)賦于其新的內(nèi)容。
1 混凝土養(yǎng)護(hù)的“盡早及時(shí)”及持續(xù)時(shí)間的“足夠而適當(dāng)”
1.1混凝土開始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間應(yīng)盡早及時(shí)
GB50204-2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《質(zhì)量規(guī)范》),第7.4.7條第一款規(guī)定,應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。此《質(zhì)量規(guī)范》較修訂前的GB50204-92《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)第4.5.1條第一款只有少量的文字變動(dòng),但條文基本意義沒(méi)有改變。其區(qū)別只是將原規(guī)范的“覆蓋和澆水”改為“覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)”,其意為“保濕養(yǎng)護(hù)”除澆水外,還可采取其它方法進(jìn)行。
從前后兩個(gè)規(guī)范的條文內(nèi)容可見,其所規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間只是保濕養(yǎng)護(hù)的最遲開始時(shí)間,且并沒(méi)有涉及養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間及結(jié)束時(shí)間,只是根據(jù)水泥品種或使用功能籠統(tǒng)的規(guī)定養(yǎng)護(hù)的最少時(shí)間。對(duì)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù),只要能保證在澆筑完畢后的12h以內(nèi)開始,就可認(rèn)為滿足了規(guī)范的要求,12h的時(shí)間間隔既包含混凝土的塑性狀態(tài),也包含其到達(dá)終凝變?yōu)楣腆w狀態(tài),何時(shí)開始養(yǎng)護(hù)的可塑性很大。傳統(tǒng)習(xí)慣的做法是在澆筑完畢后12h左右開始澆水養(yǎng)護(hù),這對(duì)于水泥強(qiáng)度等級(jí)較低、水泥用量不大、早期水泥水化程度偏低、自收縮可忽略不計(jì)或自收縮較小的塑性混凝土而言,可能是適宜的,但對(duì)于現(xiàn)代混凝土,就有可能不適宜了。
混凝土的早期開裂是混凝土技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步帶來(lái)的新問(wèn)題。近年來(lái),由于高強(qiáng)度混凝土及高性能混凝土的推廣應(yīng)用,使混凝土所用水泥的強(qiáng)度提高和水泥用量的明顯增加,特別是混凝土早期強(qiáng)度的提高、水膠比的減小,使得混凝土的溫度變形和自收縮變形顯著增加。試驗(yàn)研究及實(shí)踐證明,混凝土的溫度變形和自收縮變形是現(xiàn)代混凝土早期開裂的最主要原因[1~3]。
混凝土自收縮的大小取決于水泥石內(nèi)部干燥程度、水泥石的彈性模量及徐變系數(shù)的大小?;炷猎缙?,特別是初凝后的1d之內(nèi),其彈性模量很低、徐變系數(shù)很大,因此內(nèi)部干燥程度是決定自收縮變形的主要因素。在混凝土初凝前后對(duì)其表面進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù),可使養(yǎng)護(hù)水與混凝土中的毛細(xì)孔水分連為一體,以供給混凝土內(nèi)部膠凝材料的水化。然而,隨著混凝土中水泥的進(jìn)一步水化,將促進(jìn)毛細(xì)管孔的細(xì)化,當(dāng)毛細(xì)管孔壁阻力超過(guò)其內(nèi)部的表面張力時(shí),水分則不能繼續(xù)向混凝土內(nèi)部遷移。由此可見,早期補(bǔ)水而緩解內(nèi)部干燥,可以很好的抑制混凝土的早期自收縮。開始養(yǎng)護(hù)時(shí)間越晚,毛細(xì)孔管孔的半徑便變得越小,補(bǔ)水時(shí)要求的外加壓力就越大,養(yǎng)護(hù)也就越困難。而補(bǔ)水供給一旦停止,混凝土的自干縮收縮變形就有可能促使混凝土開裂[4]。
混凝土的自收縮從其初凝前就已開始,早期發(fā)展迅速,1d之內(nèi)可完成大部分,以后則迅速衰減,最終的收縮可達(dá)到(0.025~0.050)×10-3。同時(shí)還隨混凝土水膠比的減小而增大,并隨其溫度的提高而增加。此外,隨著混凝土強(qiáng)度的不斷增長(zhǎng),混凝土開裂時(shí)的極限應(yīng)變則逐漸而明顯的下降,由成型后2h的4.0×10-3可下降至6~12h的最低值0.04×10-3。有的研究人員認(rèn)為達(dá)到最低值的時(shí)間還可能提前,而這一時(shí)間段,即為混凝土開裂的風(fēng)險(xiǎn)期。如果按《質(zhì)量規(guī)范》規(guī)定,以傳統(tǒng)習(xí)慣的澆筑后12h左右開始保濕養(yǎng)護(hù),其時(shí)間顯然已大大滯后于混凝土開裂的危險(xiǎn)期[5]。因此,規(guī)范所規(guī)定的最遲開始養(yǎng)護(hù)時(shí)間顯然已不適于現(xiàn)代混凝土的要求,很有必要將混凝土開始澆水保濕的時(shí)間大大提前。至于提前到何時(shí),因影響因素很多及缺乏足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論根據(jù),很難有具體結(jié)論。但原則上應(yīng)使混凝土達(dá)到足夠的初始強(qiáng)度,能承受養(yǎng)護(hù)保濕的操作而不損傷混凝土的早期結(jié)構(gòu)。具體一點(diǎn)講就是在混凝土澆筑完畢后,在初凝前后就應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù),但以不致人為沖壞混凝土表面為限,即做到“盡早及時(shí)”。這里要特別強(qiáng)調(diào)“盡早”二字,以保證混凝土盡早及時(shí)具備充足的補(bǔ)水供給條件,以免發(fā)生塑性收縮、自收縮和干燥收縮的共同疊加作用。
1.2混凝土養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間的“足夠”及“適可而止”
《質(zhì)量規(guī)范》第7.4.7條第二款和《規(guī)范》第4.5.1條第二款都規(guī)定,對(duì)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,澆水養(yǎng)護(hù)不得少于7d,對(duì)于摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土,不得少于14d。這里需要指出的是,規(guī)范所規(guī)定的時(shí)間是澆水保濕養(yǎng)護(hù)的最少時(shí)間,而沒(méi)有指出澆水保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間或終止養(yǎng)護(hù)時(shí)間。研究分析和實(shí)踐證明,澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),并不能保證混凝土性能的持續(xù)提高,而且由于水泥水化程度的提高,反而可能使混凝土的不可逆收縮增大;水泥凝膠中如若水泥全部水化,其生成物在使水泥石強(qiáng)度增長(zhǎng)的同時(shí),還會(huì)使其產(chǎn)生極大的收縮,嚴(yán)重時(shí)甚至可引起開裂。正像混凝土中的骨料起穩(wěn)定體積的作用一樣,水泥石中需要有一定數(shù)量的未水化水泥顆粒,或摻入一些其它惰性材料來(lái)穩(wěn)定其體積。因此說(shuō)澆水保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間并不是越長(zhǎng)越好。以盲目延長(zhǎng)澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間作為“加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)”的做法顯然是不可取的?,F(xiàn)代混凝土技術(shù)對(duì)養(yǎng)護(hù)時(shí)間的要求是在“足夠”的同時(shí)考慮“適可而止”,以求混凝土強(qiáng)度適時(shí)而足夠的增長(zhǎng)和提高混凝土的抗裂性。
有試驗(yàn)資料表明,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)14d的混凝土,其以后各齡期的干縮值基本相同(如表1所示)。顯然,過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的保濕養(yǎng)護(hù)并不能進(jìn)一步減小后期的干縮。這是因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)下,混凝土內(nèi)部生成的水化產(chǎn)物相對(duì)增多,反而在一定程度上增加了收縮。
表1 初期養(yǎng)護(hù)與養(yǎng)護(hù)后的干燥時(shí)間對(duì)混凝土干縮率的影響
養(yǎng)護(hù)后的干燥時(shí)間/d |
干縮率/10-6 | ||
濕養(yǎng)護(hù)7d |
濕養(yǎng)護(hù)14d |
濕養(yǎng)護(hù)28d | |
7 |
144 |
140 |
153 |
14 |
226 |
210 |
218 |
28 |
337 |
314 |
328 |
56 |
447 |
423 |
412 |
112 |
498 |
506 |
492 |
如何決定養(yǎng)護(hù)時(shí)間的“足夠”及“適可而止”,這與混凝土的組成及配合比、環(huán)境溫度和濕度、養(yǎng)護(hù)方法和風(fēng)速等諸多因素有關(guān)。其中,混凝土的水膠比是一重要因素。水膠比小時(shí),雖需及早加強(qiáng)外部補(bǔ)水供給,但澆水保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間則可以相對(duì)縮短一些。反而是水膠比大時(shí),需要的養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)一些。這可能與各自滲透性穩(wěn)定所需時(shí)間及滲透性大小(即水分蒸發(fā)難易程度及蒸發(fā)速度大?。┯嘘P(guān)。然而,對(duì)摻有礦物摻合料粉煤灰的混凝土,情況又不同,當(dāng)水膠比較小而相對(duì)濕度也較小時(shí),因摻入化學(xué)反應(yīng)較慢的粉煤灰,其表面的吸附水很容易蒸發(fā)而造成混凝土開裂。粉煤灰的抗裂作用與其強(qiáng)度發(fā)展一樣,只有在低水膠比下加強(qiáng)澆水保濕養(yǎng)護(hù)中才能充分發(fā)揮出來(lái)。澆水保濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不但要延長(zhǎng),而且補(bǔ)水供給必須充分且忌間斷;對(duì)于摻有緩凝型外加劑及對(duì)抗?jié)B性有要求的混凝土,正如《質(zhì)量規(guī)范》要求那樣,保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)予延長(zhǎng),且不應(yīng)少于14d。
工程實(shí)踐表明,降低混凝土的滲透性是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。近些年來(lái),由于高效減水劑以及復(fù)合礦物摻合料的廣泛應(yīng)用,使得混凝土的抗?jié)B透性能得到大大的提高,從而對(duì)各種侵蝕作用的抵抗能力大大增強(qiáng)。為此,不但要求混凝土的初始抗?jié)B透性能要高,而且要求抗?jié)B性能要穩(wěn)定,包括不因開裂而失去較高的抗?jié)B透能力。由此可見,必須保證混凝土有足夠的澆水保濕時(shí)間。表2從滲透性要求的角度出發(fā),列舉了摻粉煤灰混凝土為達(dá)到穩(wěn)定滲透性的保濕養(yǎng)護(hù)所需的時(shí)間[3]。表中所示時(shí)間的隨意性雖然很大,又沒(méi)考慮養(yǎng)護(hù)溫度和濕度等因素的影響,但也可以從中獲得啟迪和幫助,以供參考。
表2 滲透性穩(wěn)定所需濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間
水膠比 |
時(shí)間/d |
0.70 |
90 |
0.60 |
28 |
0.45 |
7 |
目前,關(guān)于混凝土保濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)做到“足夠”、“適可而止”方面的研究還甚少,有待今后能夠加強(qiáng)研究和總結(jié),以便正確指導(dǎo)混凝土施工。
2 混凝土養(yǎng)護(hù)的溫度控制
2.1 混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度與應(yīng)力的發(fā)展
混凝土澆筑成型后,其內(nèi)部的約束應(yīng)力和溫度隨時(shí)間發(fā)展變化曲線如圖1所示[1,2,3,5]。圖中的約束應(yīng)力是溫升溫降產(chǎn)生的膨脹拉應(yīng)力或收縮壓應(yīng)力與自收縮應(yīng)力疊加后的結(jié)果。
圖1 混凝土約束應(yīng)力和溫度隨時(shí)間變化的典型曲線
為方便分析混凝土內(nèi)部溫度、約束應(yīng)力與時(shí)間之間關(guān)系,可把混凝土從攪拌開始直至開裂分成五個(gè)不同的時(shí)間階段。
?。?)第Ⅰ階段
第Ⅰ階段為混凝土從開始攪拌到澆筑成型的不長(zhǎng)時(shí)間,一般為3~6h。此時(shí)水泥水化剛剛開始,混凝土處于半流動(dòng)狀態(tài)和塑性狀態(tài),基本可認(rèn)為混凝土處于初始澆筑溫度T0左右。
?。?)第Ⅱ階段
第Ⅱ階段為混凝土開始升溫至混凝土凝結(jié)硬化、內(nèi)部約束壓應(yīng)力開始產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間t01為止。此階段混凝土仍處于塑性階段,內(nèi)部處于零應(yīng)力狀態(tài)。由于混凝土的水化熱而使其產(chǎn)生膨脹,待至t01所對(duì)應(yīng)的溫度T01時(shí),受到變形約束的混凝土開始產(chǎn)生壓應(yīng)力,t01稱為第一零應(yīng)力時(shí)間,T01稱為第一零應(yīng)力溫度。這一階段一般要經(jīng)過(guò)3~6h。
?。?)第Ⅲ階段
第Ⅲ階段從第一零應(yīng)力時(shí)間t01開始,直至混凝土達(dá)到最高溫度T3的時(shí)間t3為止。此階段隨著水泥水化熱的急劇釋放,隨之溫度也急劇上升,混凝土的熱膨脹受到約束作用所產(chǎn)生的約束壓應(yīng)力,也從零開始并迅速增大到最大值。從曲線中可以看出,由于混凝土徐變及自收縮的影響,在混凝土達(dá)到最高溫度T3的時(shí)間t3之前,混凝土內(nèi)部的壓應(yīng)力早已開始下降。在圖1中則顯示為最高溫度T3出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間t3,并不與最大壓應(yīng)力產(chǎn)生的時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
?。?)第Ⅳ階段
第Ⅳ階段從最高溫度T3對(duì)應(yīng)的時(shí)間t3開始,直至混凝土內(nèi)的壓應(yīng)力降至第二零應(yīng)力溫度T02的時(shí)間t02為止,T02稱為第二零應(yīng)力溫度,t02稱為第二零應(yīng)力時(shí)間。此階段混凝土仍處于受壓狀態(tài),此階段以后混凝土則從受壓狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾瓲顟B(tài)。但此階段結(jié)束前混凝土仍處于溫度很高的第二零應(yīng)力溫度T02以上。
?。?)第Ⅴ階段
第Ⅴ階段從第二零應(yīng)力時(shí)間t02開始,直至混凝土致裂溫度Tc的時(shí)間tc為止。若tc時(shí)混凝土的約束拉應(yīng)力已增大至混凝土的實(shí)時(shí)抗拉強(qiáng)度,混凝土則要開裂。第二零應(yīng)力溫度T02通常高于混凝土的初始澆筑溫度T0,致裂溫度Tc有時(shí)也可能高于初始澆筑溫度T0。也就是說(shuō),不等到混凝土內(nèi)部溫度回降至初始澆筑溫度T0,而在此前便已達(dá)到了第二零應(yīng)力溫度T02,也可能不待降回至初始澆筑溫度T0,混凝土就早已開裂了。
由于實(shí)際工程中所遇情況可能千變?nèi)f化,上述混凝土內(nèi)部典型的溫度與應(yīng)力發(fā)展曲線,可能與實(shí)際工程之間存一定差異,但仍具有指導(dǎo)混凝土養(yǎng)護(hù)控制的實(shí)際意義。
2.2混凝土各養(yǎng)護(hù)階段的冷卻和保溫
?。?)當(dāng)混凝土處于第Ⅰ階段和第Ⅱ階段時(shí),應(yīng)對(duì)處于半流動(dòng)狀態(tài)和塑性狀態(tài)的混凝土進(jìn)行冷卻處理,以降低混凝土的初始澆筑溫度T0及最高溫度T3?;炷恋某跏紳仓囟仁腔炷磷罡邷囟鹊闹匾M成部分,對(duì)于處于半流動(dòng)狀態(tài)和塑性狀態(tài)的第Ⅰ階段及第Ⅱ階段的混凝土進(jìn)行冷卻處理,則會(huì)在降低最高溫度的同時(shí),也相應(yīng)降低了混凝土的致裂溫度,從而提高了混凝土抵抗冷縮開裂的能力。
?。?)第Ⅲ階段的混凝土,此時(shí)正處于升溫階段,混凝土內(nèi)部為受壓狀態(tài),在此階段對(duì)混凝土也可繼續(xù)施以上一階段相同的冷卻降溫處理,一般還不至于改變整個(gè)混凝土斷面上的應(yīng)力受壓狀態(tài)。但是,如果向混凝土表面澆以和環(huán)境溫度的溫差太大的冷水,則可能會(huì)使混凝土表面溫度急速冷卻而造成混凝土斷面上的溫度梯度驟升,從而引起混凝土“熱震”。所以應(yīng)在混凝土溫度處于第一零應(yīng)力溫度T01之前,也就是處于第一零應(yīng)力時(shí)間t01之前盡早降溫冷卻混凝土。雖然在此第Ⅲ階段對(duì)混凝土冷卻降溫,也可以相應(yīng)降低最高溫度和致裂溫度,但在此升溫階段必須注意防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大和溫度梯度的驟升而引起的表面裂縫產(chǎn)生。
這一階段的澆水養(yǎng)護(hù)和冷卻降溫處理一定要小心謹(jǐn)慎,不可盲動(dòng),切忌間斷澆水,并在混凝土處于最高溫度時(shí)不可澆以與環(huán)境溫差過(guò)大的養(yǎng)護(hù)水,更不可急劇猛澆,應(yīng)以小水漫淋為宜。
?。?)第Ⅳ階段和第Ⅴ階段的混凝土,正處于降溫階段,此時(shí)應(yīng)采取靈活可靠的措施,以“外保溫內(nèi)緩降”的養(yǎng)護(hù)原則進(jìn)行溫度控制[6]。
在混凝土降溫階段對(duì)其實(shí)施保溫處理,其目的之一是減少混凝土內(nèi)部的熱量散失,以降低斷面上的溫度梯度和內(nèi)外溫差;其目的之二是通過(guò)延緩混凝土的散熱時(shí)間,使之能夠有效而充分的發(fā)揮強(qiáng)度的增長(zhǎng)潛力,并使混凝土的松弛和徐變作用得以充分發(fā)揮,其內(nèi)部的拉應(yīng)力也得以相應(yīng)減小。與此同時(shí),隨混凝土齡期的增長(zhǎng),其抗拉強(qiáng)度明顯提高,也可防止和減少混凝土開裂。
混凝土表層的溫度梯度是制約混凝土表面裂縫產(chǎn)生的重要原因之一[7];大氣環(huán)境溫度的升降,影響著混凝土內(nèi)部斷面上溫度梯度的大小,而其溫度變化的陡緩,也必然影響混凝土表面與大氣環(huán)境溫度之間溫度變化的陡緩。工程實(shí)踐證明,溫度變化是混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)非常重要而復(fù)雜的荷載,溫度梯度的陡緩可以看作是對(duì)混凝土“加荷速度”的快慢,從而可對(duì)混凝土力學(xué)性能產(chǎn)生重大影響。氣溫驟降可以導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力和彈性模量的急劇增加,從而使混凝土的極限拉伸值減小[1]。反之,氣溫緩降可以看作是對(duì)混凝土的慢速加荷,可以導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力和彈性模量比快速加荷時(shí)有所減小,從而使混凝土的極限拉伸增加。不論是以內(nèi)約束為主的結(jié)構(gòu),還是以外約束為主的混凝土結(jié)構(gòu),通過(guò)外保溫內(nèi)緩降都可避免或減少混凝土的開裂。
綜上所述,不論環(huán)境溫度的高低,也就是說(shuō),不論春夏秋冬,是冷是熱,混凝土養(yǎng)護(hù)的保溫處理,不但提高了混凝土表面的溫度,還使混凝土內(nèi)部溫度得以緩降,并減小了斷面上的溫度實(shí)現(xiàn)的。通常認(rèn)為混凝土內(nèi)外溫差一般應(yīng)不大于25℃,表面與環(huán)境大氣溫差不應(yīng)大于20℃。我國(guó)規(guī)范過(guò)去也是這樣規(guī)定的,但一些實(shí)際工程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及一些技術(shù)資料的介紹卻提出了與此有些出入的數(shù)據(jù):有的認(rèn)為二者都不應(yīng)大于20℃,有的則認(rèn)為二者都不應(yīng)大于25℃;也有的認(rèn)為前者不應(yīng)大于30℃[8],而后者不應(yīng)大于15℃;有的還著重指出,表面淋水及拆模引起的瞬時(shí)溫差不宜超過(guò)15℃[8]。工程實(shí)踐也證明,有的工程混凝土內(nèi)外溫差大于25℃,但混凝土并未開裂,而有的工程內(nèi)外溫差小于20℃,但混凝土卻開裂了。再有,每天降溫多少的控制指標(biāo)也不盡相同,有的認(rèn)為每天降溫不應(yīng)大于3℃[8],也有的認(rèn)為不應(yīng)大于2℃,甚至還有人認(rèn)為不應(yīng)大于1.5℃。
上述技術(shù)數(shù)據(jù)之間差異的出現(xiàn),其實(shí)非常正常,盡管有的數(shù)據(jù)是現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的,也不應(yīng)就此對(duì)規(guī)范提出異議。眾所周知,由于混凝土組成材料的隨機(jī)性和多樣性,以及混凝土的非均質(zhì)性和多相性,再加上施工質(zhì)量不可避免出現(xiàn)的各種差異,所示技術(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)某些不同不足為怪,這就需要現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員要根據(jù)工程所處環(huán)境的溫度和濕度條件、內(nèi)約束及外約束情況、工程結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)類型、混凝土組成材料和配合比的選擇、保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施及施工方法等諸多因素綜合考慮而進(jìn)行溫度調(diào)控。尊重規(guī)范而又不茍同條文,靈活運(yùn)用理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)施工,在不斷探索自然規(guī)律中尋找其變化規(guī)律。
3 蓄熱法施工的混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土冬季施工常常采用蓄熱法,即利用對(duì)原材料的加熱及水泥水化產(chǎn)生的熱量,在混凝土澆筑后,通過(guò)適當(dāng)保溫來(lái)延緩混凝土冷卻,使混凝土冷卻到0℃以前達(dá)到預(yù)期要求的強(qiáng)度。蓄熱法因具有施工方便、可操作性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程冬季施工規(guī)程》(JGJ104-97)第7.3.1條也明文指出,當(dāng)室外最低溫度不低于-15℃時(shí),地面以下的工程,或表面系數(shù)M不大于5m-1的結(jié)構(gòu),應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法。然而在實(shí)際工程中,技術(shù)人員往往不去進(jìn)行熱工計(jì)算,即使經(jīng)過(guò)了熱工計(jì)算,也往往在實(shí)際施工中盡可能的采用提高原材料溫度的方法,以防止混凝土遭受凍害。這樣一來(lái),便變成采用“加熱混凝土”來(lái)“自身御寒”的施工方法,從而使入模的初始澆筑溫度T0大大提高。與此相應(yīng),混凝土的最高溫度T3、致裂溫度Tc和內(nèi)外溫差也隨之提高,其結(jié)果是給混凝土質(zhì)量的潛在損害和開裂造成有利條件[1~2]。為此,蓄熱法施工應(yīng)采用低溫加熱的“低溫混凝土”,而廢棄“高熱混凝土”,并通過(guò)保溫效果良好的覆蓋為主要措施來(lái)延緩混凝土的冷卻,以使混凝土冷卻至0℃以前達(dá)到預(yù)期要求的強(qiáng)度。
所謂“低溫混凝土”是指混凝土的初始澆筑溫度較低,這就意味著較低的最高溫度和致裂溫度。同時(shí)由于這種混凝土用水量可以減少,也就減小了混凝土的干縮。此外,低溫混凝土對(duì)于水泥的長(zhǎng)期水化、強(qiáng)度和性能發(fā)展也有利。因此,低溫混凝土既有利于減少溫度裂縫的產(chǎn)生,也有利于改善混凝土的潛在質(zhì)量。由此可見,冬季用蓄熱法施工的混凝土,其澆筑初始溫度不宜過(guò)高,不宜采用過(guò)高加熱組成材料的方法拌制,除非特別需要,不宜采用“高熱混凝土”澆筑。如果確須采用“高熱混凝土”施工,也應(yīng)配以相應(yīng)的防裂措施。
參考文獻(xiàn):
[1]富文權(quán),韓素芳.混凝土工程裂縫預(yù)防與控制[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007.
[2]富文權(quán),韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2002.
[3]閻培渝,廉慧珍.用整體論方法分析混凝土的早期開裂及其對(duì)策[J].建筑技術(shù),2003(1):15-18.
[4]安明喆,朱金銓,覃維祖.高性能混凝土自收縮的抑制措施[J].混凝土,2001(5):37-41.
[5]中國(guó)工程院土木水利與建筑學(xué)部工程結(jié)構(gòu)安全性與耐久性研究咨詢項(xiàng)目組.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.
[6]邱玉深.大體積混凝土養(yǎng)護(hù)的溫度控制[J].混凝土,2003(12):48-49.
[7]黃士元.混凝土早期裂紋的成因與防治[J].混凝土,2000(7):3-5.
[8]韓素芳,耿維恕,夏靖華,沙志國(guó).鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.
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