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【正文】 ed. 淺談混凝土的施工過程中溫度與裂縫控制 摘 要 為了防止業(yè)主對混凝土工程的索賠 ,就必須做好施工過程中溫度與裂縫控制。本文通過多年的現(xiàn)場觀察，通過查閱有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著，對混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行等進(jìn)行闡述。 關(guān)鍵詞 混凝土；溫度應(yīng)力；裂縫；控制 混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂縫較為普遍，在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。究其原因，我們對混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是其中之一 。 在大體積混凝土中，溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。 裂縫的原因 混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。 溫度應(yīng)力的分析 根據(jù)溫度應(yīng)力的形成 過程可分為以下三個階段： （ 1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約 30 天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。 （ 2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上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)力與前兩種 的殘余應(yīng)力相迭加。 控制溫度的措施如下： （ 1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，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加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減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱； 為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結(jié)出其主要作用為： （ 1）混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛 細(xì)管表面張力，但會使混凝土強(qiáng)度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認(rèn)。 （ 2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少 25％。 （ 3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少 15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。 （ 4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。 （ 5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。 （ 6）混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時裂縫就 會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。 （ 7）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。 （ 8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。 （ 9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易抹平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮 。 許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。 施工質(zhì)量控制 結(jié)合 經(jīng)驗 ，對模板的設(shè)計、制作安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵工序的操作要點進(jìn)行了闡述，并介紹了成型后混凝土的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，以降低工程造價，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 施工方法 如下： 4． 1 模板制作與安裝 由于防水混凝土特別強(qiáng)調(diào)密實性，所以對模板的制作和安裝也相應(yīng)提高了要求，即要求密實不漏漿，堅固不變形，吸水性要小，宜優(yōu)先選用竹膠板模板或鋼模板。嚴(yán)格控制模板間的縫隙大小，超過 2 mm 的必須用海綿條塞縫 ，對于板面多孔的模板一律不用，同時做好墻柱爛根防治工作，采取根部貼海綿條，底部抹水泥砂漿，澆筑混凝土前，先注入同標(biāo)號的水泥砂漿由于防水混凝土結(jié)構(gòu)壁厚大多較薄，為保證構(gòu)件的幾何尺寸，常采用內(nèi)外螺栓拉接的措施，需要注意的是，應(yīng)在拉接螺栓中間設(shè)置止水鐵板，以防止水沿著螺栓滲漏，形成引水通路。 4． 2 鋼筋制作與綁扎 防水混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋有如下要求： (1)鋼筋應(yīng)盡可能采用螺紋鋼筋，增加握裹力和止水能力。 (2)鋼筋接頭應(yīng)盡量采用焊接接頭，盡量少用和不用綁扎接頭。 (3)嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度。 4． 3 混凝土的拌制和運(yùn)輸 由于防水混凝土要求較高的密實性，所以拌制也要有較好的均勻性，為此應(yīng)做好如下幾點： (1)確保攪拌時間，每次攪拌從投料到出料一般不少于 2min。 (2)當(dāng)使用外加劑，應(yīng)將外加劑制成一定濃度的溶液后加入攪拌機(jī)內(nèi)，不得將外加劑的干粉或高濃度溶液直接加入攪拌機(jī)內(nèi)，防止攪拌不均勻而局部集中，既失去外加劑作用 ， 又 影響混凝土質(zhì)量。 (3)施工過程中應(yīng)定期抽查測定混凝土坍落度，施工中如遇下雨或其他原因，砂石含水量發(fā)生變化時，應(yīng)及時測定其含水率，并調(diào)整施工配合比。 (4)本工程使用商品混凝土，有效的提高了混凝土攪拌質(zhì)量及各類外加劑的摻量，嚴(yán)格控制了混凝土水灰比及坍落度。 (5)混凝土的澆筑采用泵送工藝，有效的避免了混凝土在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生離析泌水及漏漿現(xiàn)象。 4． 4 施工中的注意事項 (1)施工作業(yè)面的合理劃分。 (2)嚴(yán)格做到定點定量下料。根據(jù)分層澆筑高度和運(yùn)輸工具的車容量，嚴(yán)格進(jìn)行定點定量方可下料，這是提高 防水混凝土澆 筑質(zhì)量的重要一環(huán)。 (3)堅持開門子下料或用串桶 (溜槽 )下料。 (4)混凝土的振搗是保證混凝土密實、防滲的重要一環(huán)，點定量均勻下料的基礎(chǔ)上，也應(yīng)采取定點振搗，精心操作注意上下層的銜接，既要防止漏振、欠振，又要防止過振，特別要禁止用撬動鋼筋或振動鋼筋來助振的方法，這樣將使前面已澆筑振實部分的鋼筋與混凝土分離，造成嚴(yán)重后果。 4． 5 施工縫作法 施工縫是防水結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)之一。應(yīng)盡量少留或不留，當(dāng)混凝土澆筑受到設(shè)備或支模條件的限制時，則可在征得設(shè)計單位的同意后，在規(guī)定部位留置水平施工 縫，一般留在底板以上 200 mm 處的豎壁上工程中采用新工藝 —— 膨脹性橡膠止水帶處理施工縫的方法，取代常用方法，諸如企口式施工縫、高低式施工縫、平口施工縫等。防水混凝土一般在垂直方向不留置施工縫，在主樓與裙樓之間設(shè)了后澆帶，垂直方向的施工縫在接縫部位設(shè)置膨脹性橡膠止水帶或鋼板止水帶。由于施工縫是防水結(jié)構(gòu)的一個薄弱環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)專人負(fù)責(zé)，精心操作，確保施工質(zhì)量。采用止水鋼板時不得有漏焊，采用橡膠止水帶在接長時務(wù)必要將接頭用專用膠水粘貼牢固可靠。 4． 6 混凝土的養(yǎng)護(hù)與拆模 防水混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)工作的好壞，不僅 影響到混凝土的強(qiáng)度 ，而且影響到混凝土的抗?jié)B性能。試驗證明，防水混凝土早期脫水或養(yǎng)護(hù)過程缺水 ，將大幅度降低其抗?jié)B性能。防水混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)不少于 14d 防水混凝土拆模要求也比較高，拆模時間不宜過早 ，拆模時應(yīng)精心操作，防止用鐵棍撬，大錘猛敲硬撬 ，使混凝土遭到破壞。 4． 7 做好回填土 結(jié)束語 以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實踐上的初步探討，雖然學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時在實踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們 多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。