謝國強
中國中原對外工程有限公司 北京 100044
核島底板大體積混凝土在凝固成型過程中,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時釋放出熱量,這就是水化熱。大體積混凝土由于本身結(jié)構(gòu)尺寸大,體積大,內(nèi)部熱量散失慢,容易造成熱量集聚,使內(nèi)部溫度升高,內(nèi)外溫差變大。溫度的變化會引起應(yīng)力變化,應(yīng)力變化會造成裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生。通常的情況是,水化熱在澆筑混凝土后第3天熱量釋放,引起熱量的因素和有水泥的品種,水泥的用量有直接關(guān)系[1]。
減少水化熱的措施有:(1)、選取低熱水泥品種;(2)、在混凝土性能達到要求的情況下減少水泥用量;(3)、使用冷石子;(4)、使用大塊石;(5)、溫度控制在25℃以內(nèi);(6)、埋循環(huán)冷水管,帶走混凝土內(nèi)部的熱量;(7)、在條件許可的情況下進行分段澆筑混凝土,分層澆筑混凝土;(8)、加強混凝土澆筑后養(yǎng)護,必要時增加特殊養(yǎng)護措施(如搭設(shè)養(yǎng)護棚,加熱,使用蒸汽)。
核島底板大體積混凝土水化熱直接引起溫度變化,溫度變化影響應(yīng)力,溫度變化是產(chǎn)生混凝土裂縫的因素之一,裂縫危害混凝土的質(zhì)量,混凝土的耐久性。
收縮是指在核島底板大體積混凝土結(jié)構(gòu)成型后體積變小得情況。收縮對于混凝土結(jié)構(gòu)極為不利,是產(chǎn)生混凝土裂縫的原因之一。影響收縮的主要因素有,水泥的品種,水泥使用量,建筑結(jié)構(gòu)尺寸,混凝土厚度變化[2]。
收縮可以細分為:溫度收縮,碳化收縮,干燥收縮,自收縮,其他收縮。
核島底板大體積混凝土收縮直接引起體積變化,體積的變化是產(chǎn)生混凝土裂縫的因素之一,裂縫危害混凝土的質(zhì)量,混凝土的耐久性。
約束條件主要是指:核島底板大體積混凝土內(nèi)部的約束,大體積混凝土外部的約束。
由于混凝土結(jié)構(gòu)的不同,內(nèi)部約束分也不同,產(chǎn)生的應(yīng)力也不同。相對于混凝土不同點的受力,是壓力,還是拉力取決于這個點所在的位置。在實際工程中混凝土結(jié)構(gòu)處于無約束的情況比較少[3]。
混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的約束主要是自身混凝土中的鋼筋?;炷镣獠康募s束是模板,或外部工程實體。本工程增設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)。
外部約束是混凝土工程施工的重要工作,是做好施工,保證工程質(zhì)量的重要途徑。
核島底板大體積混凝土約束條件直接引起混凝土內(nèi)部的應(yīng)力方向,混凝土應(yīng)力是產(chǎn)生混凝土裂縫的因素之一,裂縫危害混凝土的質(zhì)量,混凝土的耐久性。
溫度變化:是指在發(fā)生化學(xué)反應(yīng),混凝土凝固成型過程中釋放的熱量,造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化,造成混凝土內(nèi)外部溫度產(chǎn)生差別的變化[4]。
(1)核島底板大體積混凝土內(nèi)部各個點溫度變化不一樣,造成內(nèi)部相對應(yīng)的溫度應(yīng)力也在變化。
(2)核島底板大體積混凝土外部各個點溫度變化不一樣,散熱快慢不一樣,相對應(yīng)的應(yīng)力也在變化。
(3)核島底板大體積混凝土對溫度降低的速度有要求,降溫梯度;按照《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)降溫速率2℃/天以內(nèi)。
(4)核島底板大體積混凝土溫度降溫梯度實際控制在1.5 ℃~1.8 ℃/天之間。
(5)核島底板大體積混凝土內(nèi)外溫度差有要求,按照《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)內(nèi)外溫差原則上不能超過25℃。
(6)核島底板大體積混凝土實際內(nèi)外溫差決定了混凝土的溫度梯度和溫度應(yīng)力水平,按照計算結(jié)果,內(nèi)外溫差不能超過25℃。
核島底板大體積混凝土溫度變化直接引起混凝土內(nèi)部的應(yīng)力變化,應(yīng)力是產(chǎn)生混凝土裂縫的因素之一,裂縫危害混凝土的質(zhì)量,混凝土的耐久性。
在核島底板大體積混凝土施工因素中主要有:
(1)施工中的人員因素,主要包括,人員組織,人員數(shù)量;鋼筋工,模板工,混凝土工,各個工種搭配要合理,形成施工流水作業(yè)段。施工人員的技術(shù)素質(zhì)將直接影響大體積混凝土的施工質(zhì)量。
(2)施工中的材料因素,主要包括,構(gòu)成工程主體的材料,施工所用的輔助性材料。施工中材料因素按照時間順序劃分為,施工準(zhǔn)備階段的材料準(zhǔn)備階段。施工過程中的材料運輸,實施。施工后的收尾養(yǎng)護。施工材料的質(zhì)量,數(shù)量,將直接影響大體積混凝土的質(zhì)量。
(3)施工中的技術(shù)因素,主要包括,施工圖紙交底,施工圖紙審查,施工技術(shù)方案選擇,施工方案審查,批準(zhǔn)。施工技術(shù)方案,除了將直接影響大體積混凝土的質(zhì)量,還對施工安全有直接影響。
(4)施工中的機械因素,主要包括,施工機械裝備,施工機械應(yīng)急,施工機械計算。施工機械使用。施工機械,除了將直接影響大體積混凝土的質(zhì)量,還對施工安全有直接影響。
(5)施工中理論研究,模擬,都會直接影響施工技術(shù)方案的選擇;施工方法的使用,具體操作都會直接影響大體積混凝土的質(zhì)量,安全,成本,效益。
核島底板大體積混凝土施工質(zhì)量控制要點:對大體積混凝土的尺寸進行控制;對大體積混凝土的強度,性能指標(biāo)進行控制;對大體積混凝土的裂縫進行控制。這里主要討論對控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫,所采取的施工措施。
控制要點,(1)控制混凝土的水化熱;(2)控制混凝土的收縮;(3)控制混凝土的約束條件;(4)控制混凝土的溫度變化;(5)控制混凝土的施工人員組織;(6)控制混凝土的材料組織;(7)控制混凝土的技術(shù)組織;(8)控制混凝土的施工過程;(9)控制混凝土的養(yǎng)護過程;
在控制混凝土水化熱方面要選擇合適的原材料,【如,水泥品種,砂石級配,添加劑等等】,對能夠達到設(shè)計要求強度的配合比進行優(yōu)化,保證質(zhì)量?!驹跀嚢枵炯颖?,控制運輸時間,運輸距離,選擇最佳行車路線。對入模的混凝土溫度進行控制。】
在施工中控制混凝土的澆筑質(zhì)量,澆筑強度,合理配備施工機械,施工人員,按照施工方案嚴(yán)格落實。【增加抗裂的鋼筋網(wǎng),在結(jié)構(gòu)中預(yù)設(shè)溫度傳感器,應(yīng)力傳感器】。
在施工后控制混凝土的養(yǎng)護,嚴(yán)格按照施工后養(yǎng)護方案進行,落實監(jiān)測,養(yǎng)護協(xié)調(diào),控制混凝土內(nèi)部溫差,外部溫差,保證降溫梯度。