■孫亞東 ■河北建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 保定 071000
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和國家發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變,我國基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)得到了空前的發(fā)展,在公路、橋梁、高樓、水壩等大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,大體積混凝土被廣泛應(yīng)用,它已經(jīng)滲入到國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的方方面面。而高溫給大體積混凝土在結(jié)構(gòu)上帶來的損害及對(duì)施工質(zhì)量的威脅也越來越被人們重視,對(duì)高溫季節(jié)大體積混凝土施工加以科學(xué)的控制已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域的普遍共識(shí)。
保持混凝土坍落度處于一個(gè)正常合理的范圍對(duì)于保證混凝土性能良好和施工正常進(jìn)行具有重要意義。正常合理的坍落度可以說明混凝土可以以半流體的形態(tài)存在,這是滿足現(xiàn)在建筑工藝中澆灌技術(shù)需求的前提,其次一個(gè)好的坍落度也說明混凝土能有效粘聚,這是施工質(zhì)量的保障;再次,好的坍落度也證明混凝土能在一定時(shí)期內(nèi)保持良好的保水性。高溫季節(jié)會(huì)帶來高溫和強(qiáng)烈的光照輻射,這使混凝土表面及內(nèi)部的水分迅速流失,混凝土凝結(jié)時(shí)間加快,直接使得混凝土坍落度的損失增大,從而造成混凝土內(nèi)部松散,給混凝土的抗壓強(qiáng)度帶來很大程度的損害。
裂縫是高溫季節(jié)大體積混凝土施工中常見的問題。高溫季節(jié)由于溫度較高且陽光照射強(qiáng)烈,混凝土表面水分極易蒸發(fā)散失,這回帶來早期的表面裂縫。不過由于混凝土較好的導(dǎo)熱性加上混凝土硬化期間產(chǎn)生的大量水化熱,日間混凝土內(nèi)部的溫度往往會(huì)很高,到了晚間,表面溫度急劇下降,內(nèi)部熱量不易散失,混凝土內(nèi)外產(chǎn)生巨大溫差,大體積混凝土的熱脹冷縮效應(yīng)使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力,外部產(chǎn)生拉力,這樣的溫度應(yīng)力使混凝土極易產(chǎn)生裂縫,這一點(diǎn)在新澆筑的大體積混凝土工程中有著更加顯著的表現(xiàn)。
首先,高溫會(huì)使大體積混凝土內(nèi)部水分逐漸散失,混凝土保水性能下降,滲透性增強(qiáng)?;炷羶?nèi)部存在的蒸發(fā)作用和滲透作用會(huì)持續(xù)循環(huán),這對(duì)混凝土的粘聚性也會(huì)產(chǎn)生不良影響,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量細(xì)小裂紋,水分在這些裂紋中日益滲透,對(duì)鋼筋的腐蝕日益加劇。雖然在澆筑初期這種蒸發(fā)作用和滲透作用的惡性循環(huán)對(duì)大體積混凝土的質(zhì)量影響不明顯,但在工程后期,如果這種情況不能得到很好的控制,會(huì)對(duì)建筑物日后正常且長時(shí)間的使用產(chǎn)生很大威脅。而裂縫作為高溫帶給大體積混凝土最為直接且嚴(yán)重的作用,也會(huì)對(duì)大體積混凝土滲透度產(chǎn)生影響,這在水壩等水利設(shè)施中更為致命。
對(duì)于高溫季節(jié)的常見規(guī)定是氣溫大于30 攝氏度,在這種夏季高溫期往往伴隨著陽光的強(qiáng)烈照射,使得大體積混凝土表面的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣溫,在正午時(shí)分,混凝土內(nèi)部和外部會(huì)存在很大溫差,內(nèi)部外部不均衡的收縮加上混凝土表面水分迅速流失干化,混凝土表面及內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很多細(xì)小裂紋。
高溫季節(jié)里,由于砂石、水泥等混凝土原材料長期暴露在高溫條件下且長時(shí)間接受陽光照射,其溫度可以達(dá)到一個(gè)較高的水平,加上拌和用水也具有較高溫度,整個(gè)大體積混凝土實(shí)際上在形成之初就有著很高的溫度。另外,混凝土的硬化過程實(shí)際上是一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生大量水化熱,使得大體積混凝土內(nèi)部水分有很大一部分是以水汽的形態(tài)存在的。由于高溫季節(jié)溫度較高且光照強(qiáng)烈,混凝土的內(nèi)部溫度會(huì)更加高,雖然不及表面溫度高,但是在夜間,大體積混凝土表面溫度迅速跌落,混凝土內(nèi)部由于水汽的存在和混凝土的阻隔溫度很難散失,這使得大體積混凝土又會(huì)產(chǎn)生較大溫差,從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)大化。
混凝土的原料主要是水泥,粗骨料和細(xì)骨料,由于高溫季節(jié)的特殊環(huán)境條件,在大體積混凝土施工過程中的原材料要進(jìn)行合理地選擇和處理。首先,對(duì)于水泥來講,應(yīng)該選擇水化熱較低且減縮效應(yīng)不強(qiáng)烈的水泥,這樣會(huì)降低混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的水化熱,而且會(huì)降低混凝土內(nèi)外溫差應(yīng)力。其次,粗骨料要使用顆粒較大、級(jí)配良好的現(xiàn)場破碎的石子;細(xì)骨料要使用含泥量較少的中粗砂。最后,還要注意在混凝土混制過程中加入減水劑。減水劑的作用是降低混凝土的單位用水量,其中最理想的減水劑是緩凝性減水劑,這種減水劑不僅能降低單位用水量,還能降低混凝土的水化熱,緩解大體積混凝土在高溫季節(jié)內(nèi)外溫差過大的情況。
高溫季節(jié)對(duì)混凝土的影響不僅在于混凝土成型后硬化的過程,在混凝土產(chǎn)生點(diǎn)往澆筑點(diǎn)運(yùn)輸?shù)倪^程中,混凝土中水分的流失也相當(dāng)嚴(yán)重。針對(duì)這個(gè)問題,可以在混凝土施工過程中對(duì)混凝土的運(yùn)輸過程加以控制。落實(shí)在具體處,可以用混凝土攪拌車進(jìn)行運(yùn)輸,避免接受過多的照射和水分過度蒸發(fā),還可以在用泵將混凝土灌入模時(shí),在模內(nèi)安裝通風(fēng)裝置,通過空氣的流動(dòng)帶走混凝土中的熱量。還可以泵口搭設(shè)涼棚,避免混凝土在泵口受到過度的光照,也可以在攪拌車上安裝噴水設(shè)施,使攪拌罐一直處于相對(duì)陰涼的狀態(tài)。這些在混凝土運(yùn)輸過程中采用的簡單物理措施都能有效減輕混凝土水分流失的程度,為高溫時(shí)節(jié)大體積混凝土的施工破除阻礙。
對(duì)于施工方式的改進(jìn)是高溫季節(jié)大體積混凝土施工中最重要的環(huán)節(jié)。為了縮小混凝土在高溫下的暴露面積、縮短澆筑時(shí)間,可以采取斜面澆筑法,即從模頂向模底以薄層的形式澆筑成一個(gè)斜面,然后依照這個(gè)坡度分薄層逐層澆筑。在泵送混凝土?xí)r,應(yīng)該優(yōu)先供應(yīng)中間的泵,使得大體積混凝土出現(xiàn)中間凸起兩側(cè)低的形狀,這樣可以及時(shí)清理混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生的泌水。在對(duì)混凝土進(jìn)行振搗時(shí),不僅要控制澆筑的厚度和坡度,還要兼顧振搗棒的使用數(shù)量及振搗方向,既不能破壞澆筑的坡度又要保證混凝土得到充分振搗。
大體積混凝土施工在各個(gè)季節(jié)都有進(jìn)行的可能性,但高溫季節(jié)對(duì)于混凝土的硬化和成型會(huì)有不良影響,尤其是會(huì)使大體積混凝土內(nèi)部外部產(chǎn)生許多裂縫從而影響混凝土的質(zhì)量和性能。為了使高溫季節(jié)大體積混凝土施工項(xiàng)目能順利進(jìn)行,要對(duì)混凝土的原材料、運(yùn)輸過程、施工方式進(jìn)行處理和改進(jìn),即對(duì)大體積混凝土的施工過程加以控制。
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