大體積混凝土施工時(shí)溫度應(yīng)力控制方法探討

摘要：大體積混凝土施工在我國的交通建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用的十分廣泛，尤其是在近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，各種類型的交通如雨后春筍，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。無論是橋梁的設(shè)計(jì)能力，還是在施工技術(shù)也都得以飛速的發(fā)展，都和大體積混凝土施工密不可分。本文分析了橋梁大體積混凝土與溫度應(yīng)力的相關(guān)知識(shí)并結(jié)合筆者多年大體積混凝土施工的經(jīng)驗(yàn)積累，就混凝土溫度應(yīng)力的影響因素及其防治措施做相應(yīng)論述。

關(guān)鍵詞：大體積 混凝土施工 溫度應(yīng)力 控制方法 探討

由于混凝土的機(jī)構(gòu)尺寸過大，再加上它所承受的壓力和周邊環(huán)境因素對(duì)混凝土材質(zhì)的影響，因此大體積混凝土施工時(shí)所使用的技術(shù)要求更高，需要考慮的綜合因素更多，尤其是溫度的因素。考慮到混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸過大，因此在其施工的過程中時(shí)內(nèi)外溫度一旦超過25℃，混凝土建筑就極易出現(xiàn)溫度裂縫的現(xiàn)象。所以說在橋梁工程中，溫度應(yīng)力是關(guān)乎大體積混凝土質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性問題因素。接下來，筆者就從針對(duì)大體積混凝土施工時(shí)溫度應(yīng)力控制方法來進(jìn)行深入探討。

1、橋梁大體積混凝土與溫度應(yīng)力

1.1 大體積混凝土的概念

大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上的混凝土結(jié)構(gòu)，而這種大體積的混凝土建筑中，由于斷面尺寸過大，里面的混凝土很難散發(fā)出去，進(jìn)而極易導(dǎo)致裂縫的存在。所以說這種混凝土的結(jié)構(gòu)必須要配合特殊的技術(shù)來消除或者最大程度地降低溫度差值的存在。

1.2 溫度應(yīng)力的概念

溫度應(yīng)力其實(shí)是“熱應(yīng)力”，它主要是指當(dāng)物體體積不能夠隨著溫度的上升或者是下降自由地伸縮，物體的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部由此產(chǎn)生的應(yīng)力就是溫度應(yīng)力。

從本質(zhì)上來講，產(chǎn)生溫度應(yīng)力的原因主要有：大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，產(chǎn)生這種溫差的原因一是年溫差（季節(jié)的變化而導(dǎo)致的溫度差異）；一是局部溫差（日照或混凝土內(nèi)部水化熱的影響）。筆者在本文中所討論的主要是混凝土內(nèi)部水化熱引起的局部溫差對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響。

2、混凝土溫度應(yīng)力的影響因素

影響大體積混凝土溫度應(yīng)力的影響因素主要有三個(gè)，即結(jié)構(gòu)尺寸、外部溫度和原材料。這三個(gè)因素對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的影響各不相同，下面筆者就從這三點(diǎn)來著手來進(jìn)行相應(yīng)的分析，來喚起廣大業(yè)界同行對(duì)大體積混凝土溫度應(yīng)力的重視和思考。

2.1 結(jié)構(gòu)尺寸的影響

在影響大體積混凝土的溫度應(yīng)力的幾個(gè)因素中，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)于溫度應(yīng)力的影響比較大。具體的來說，如果結(jié)構(gòu)物尺寸越大，它的體積就會(huì)越大，混凝土內(nèi)部水化熱就隨著增大，同時(shí)也越難散發(fā)出熱。所以在實(shí)際操作中，我們通常可以通過減小構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸來控制溫度應(yīng)力的破壞。

2.2 外部溫度影響

大體積混凝土結(jié)構(gòu)往往處在沒有遮蔽的環(huán)境中，所以大體積混凝土的溫度應(yīng)力受到外部環(huán)境和溫度的影響較大。在具體的施工過程中，我們知道明確大體積混凝土施工所處位置的氣象特征，是預(yù)防和杜絕溫度應(yīng)力破壞大體積混凝土結(jié)構(gòu)的重要參考依據(jù)。一般來說，針對(duì)外部溫度的影響，我們經(jīng)常采用的方法有保溫保濕法和覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)法。其中保溫保濕法主要是針對(duì)空氣干燥、風(fēng)沙天氣、晝夜溫差大、日照強(qiáng)等天氣情況。覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)法主要是氣候溫和、空氣濕潤等天氣情況。

2.3 原材料影響

優(yōu)質(zhì)的原材料能給混凝土溫度裂縫控制帶來有利條件，低水化熱的水泥和低水泥用量能使混凝土內(nèi)部溫度明顯降低，但不宜使用早強(qiáng)水泥，適量摻用緩凝減水劑和適宜的摻合料，這樣可以減小水泥用量和避免水化熱過于集中。事實(shí)證明，混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫是從混凝土最薄弱的地方開始的，優(yōu)質(zhì)的骨料能提高混凝土的彈性模量，對(duì)溫度應(yīng)力有較高的抵抗能力，尤其是骨料的粒徑、粒形、級(jí)配及潔凈程度對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響最大，而混凝土的強(qiáng)度與彈性模量是成正比的，因此選擇優(yōu)質(zhì)的骨料至關(guān)重要。對(duì)粗骨料而言，宜選用母材堅(jiān)硬、連續(xù)級(jí)配、針片狀含量少、吸水率低的碎石。對(duì)于細(xì)骨料要求潔凈、級(jí)配合理，含泥量小。

3、混凝土溫度應(yīng)力的防御策略

結(jié)合筆者多年從事大體積混凝土施工的經(jīng)驗(yàn)積累同時(shí)參照相關(guān)的技術(shù)論著，筆者認(rèn)為混凝土溫度應(yīng)力的控制方法主要可以以下三個(gè)方面來進(jìn)行：

3.1加強(qiáng)拌合控制

拌合控制是混凝土溫度應(yīng)力防御的一個(gè)重要措施。在這里筆者需要重點(diǎn)提及的是在拌合作業(yè)施工的時(shí)候，一定要對(duì)原材料的控制（監(jiān)控質(zhì)量、測試各種組成材料的溫度）。特別要注意季節(jié)對(duì)于溫度的影響，比如在炎熱夏季進(jìn)行大體積混凝土施工的時(shí)候，一定要注意各種原材料對(duì)混凝土溫度的影響：根據(jù)實(shí)踐，我們指導(dǎo)在施工所用到的所有原料中，粗骨料對(duì)混凝土的溫度影響最大，接下來是細(xì)骨料和水的溫度，水泥溫度的影響較小些，一般溫度不宜超過40℃。當(dāng)原材料溫度過高的時(shí)候，我們必須采取搭棚遮陽，抽深層地下水等措施來對(duì)這些材料進(jìn)行降溫處理。

3.2增設(shè)冷卻管

在大體積混凝土施工過程中，一般多用冷卻水管的布設(shè)來降低混凝土結(jié)構(gòu)水化熱的影響。利用冷水管的布設(shè)降低溫度，主要是對(duì)對(duì)流方式的利用，經(jīng)過水管的水會(huì)將一部分的水化熱帶走，以達(dá)到降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度。一般的情況水管的橫截面積越大，而流過的水溫度越低、速度越快，那么散熱的效果肯定越好，但考慮到結(jié)構(gòu)安全、實(shí)施的可行性、經(jīng)濟(jì)性等原因，這些參數(shù)不是可以無限制的增加的。所以實(shí)施過程中冷卻管循環(huán)水只能帶走一部分水化熱，但是其效果顯著，實(shí)用。

3.3合理的配合比

配合比設(shè)計(jì)總的要求是配制的混凝土水化熱量低、釋放速度慢不集中，強(qiáng)度及彈性模量高，對(duì)溫度應(yīng)力具有較強(qiáng)的抵抗能力。最大限度地減小水泥用量是減小水化熱最有效的途徑，但必須保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性符合設(shè)計(jì)要求。摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰和化學(xué)外加劑，既能保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性不受損又能減小水

4、結(jié)束語

綜上所述，本文中筆者結(jié)合自身多年從事大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)大量的相關(guān)操作，以大體積混凝土施工時(shí)溫度應(yīng)力控制方法探討為主題，從橋梁大體積混凝土與溫度應(yīng)力、混凝土溫度應(yīng)力的影響因素、混凝土溫度應(yīng)力的防治措施等方面來分析，以此來喚起廣大業(yè)界同行對(duì)于大體積混凝土施工中溫度應(yīng)力的重視，精心設(shè)計(jì)，精心施工，每一道工序都要細(xì)心管理，確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量和效率。

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