承台大体积混凝土温度裂缝控制应用研究

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:崔娟
[导读] 摘要:桥梁施工过程中承台是非常重要的承重部分,承台大体积混凝土质量直接影响承台功能价值的体现。
        新疆维泰开发建设(集团)股份有限公司  新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市  830000
        摘要:桥梁施工过程中承台是非常重要的承重部分,承台大体积混凝土质量直接影响承台功能价值的体现。由于大体积混凝土浇筑温度裂缝对承台整体质量造成严重影响,做好温度裂缝控制具有重要以。
        关键词:承台裂缝;温度裂缝;混凝土;大体积
        引言
        混凝土作为一种工程材料,被广泛应用于各类建筑、桥梁、综合管廊等结构中。在我国近几年经济状况利好的社会背景下,科技领域不断攀登新高峰,催促大体积交通运输业的蓬勃发展,各类大型桥梁被广泛建设,混凝土结构尺寸记录不断被刷新,大体积既是结构需要,也成为一种行业发展的趋势。
        1温度影响对桥梁工程承台大体积混凝土的影响分析
        承台大体积混凝土施工,主要使用的原材料为混凝土,混凝土主要是由砂石、水泥等一些非均质材料混合而成。虽然自身具有非常高的抗压强度以及耐久性能,但却存在抗变形能力差以及施工结束后在投入使用过程中易出现干裂等现象。尤其是承台大体积混凝土施工,具有体量大、结构截面尺寸大等特点,在施工过程中水泥水化产生大量的热,虽然表面上温度能够快速消散,但对于混凝土内部来说由于热传导程度不足,致使热度散发较为缓慢,在这种缓慢的温度降低下,混凝土内部保存较多的热量,从而产生外部与内部有很大的温度差,在温度差的作用下对混凝土内部会产生很大的压应力作用,一旦这个压应力超过混凝土的承受范围就会在混凝土内部与表面上形成开裂的现象,容易造成整个工程结构的质量缺陷。由此可见,在实际的施工过程中,必须要对混凝土温度做出详细准确的控制与分析,保证因温差产生的压应力在混凝土承受范围之内,才能够对整个工程有一定的质量安全保障。通常情况下为了能够避免在桥梁承台大体积混凝土施工中出现裂缝影响,一般采用冷却管降温保证温控,尽量将混凝土的内外温差保持在25℃以内,另外还需要尽量保证浇筑混凝土的最高温度低于65℃,以及混凝土结构的表面和外部环境的温差尽量保持在20℃之内。只有严格的按照以上规定,才能够在大体积混凝土施工过程中避免因为温度而带来的影响,因此在实际的桥梁承台大体积混凝土浇筑的过程中,就必须要严格的按照一系列相关标准规定来对温度有合理的控制。
        2大体积混凝土温度裂缝的形成原因
        混凝土施工过程中容易产生裂缝缺陷,造成这种问题的因素主要体现在温差变形、混凝土收缩、水化热反应、作业环境、施工技术等等,在浇筑完混凝土后的3~5d水泥的水化热将集中在该阶段完成,这个环节混凝土变形模量很小,属于塑性阶段。内部水泥水化热反应,在结构体积不断膨胀与外部受阻的情况下,将产生一定压应力。同时混凝土是热的不良导体,温度下降至指定值时所需时间较长,在此过程中混凝土的变形模量将大幅增长。因降温收缩,又受基岩约束,混凝土内部结构受力条件受到影响产生裂缝。相比同龄期混凝土的极限抗拉强度,若此拉应力过大,超过此值,则会产生基础裂缝。除此之外,因内外温差较大,同样会产生表面裂缝,若养护不到位,则表面裂缝将进一步发展,并演变为深层裂缝。
        3承台大体积混凝土温度裂缝控制应用
        3.1原材料选择
        选择合理的原材料,是防止混凝土温度裂缝的最基本保障措施。第一,水泥:水泥的水化热是引起大体积混凝土内部温度高的决定因素。为控制和减缓水化热带来的温差影响尽量减少水泥用量,并结合实际情况选择足够强度的水泥材料。第二,骨料:混凝土中骨料的强度要大于胶凝材料的强度。采用连续级配的骨料,可以提高骨料的体积,间接降低水泥用量,减少水泥水化热。第三,外加料、外加剂的使用:选用II级及以上等级的粉煤灰,掺入适量的优质粉煤灰能减少水泥用量,有效降低水化热。同时能减少拌合水用量,减少混凝土体积收缩,能一定程度抑制碱-骨料反应。外加剂方面采用高效减水剂能够使水化热的峰值延缓发生。掺入适当的高效减水剂能减少水泥用量和相应的用水量。


        3.2优化混凝土配比
        在实际的配比过程中应当严格的遵循以下几点原则:首先对水泥的选择方面,为了能够降低混凝土发热问题,从而最应当选择水化热相对较低以及有着较长时间的凝结过程,从而能够尽可能低的散发热量,保证整个混凝土温度始终保持在规定范围之内。其次,需要尽可能的降低水灰比,当石灰与水结合的时候会产生大量的热,因此只有降低水灰比降低产热总量,选择使用具有较低流动性的混凝土。除此之外,也可以使用高效减水剂,通过减水剂的应用来尽可能延长混凝土完全产热的时间,从而减少温度的影响。最后,为了能过降低混凝土的最高峰值,并且为了能够改善承台大体积混凝土的施工难度,还可以适当的利用煤粉来代替水泥,或者是使用循环冷却水,这两种方法都在温度的控制方面有着不错的效果。
        3.3降低入模温度
        在大体积混凝土温控中,降低混凝土入模温度是主要措施,尤其是夏季施工阶段。具体措施如下:第一,粗骨料和细骨料。采用防晒储存法进行砂、石存储,拌和施工前,通过低温水降温,但需做好试拌处理。第二,拌和水。通过降温设备、掺加冰块的方法来达到拌和水温降低的作用。第三,水泥。生产后的水泥往往具有较高温度,不利于混凝土入模温度的下降,可放置一定时间后在用于施工。第四,拌和泵送。采用遮阳措施用于搅拌设备,并通过麻袋包裹混凝土泵管表面,经浇水处理后达到降温目的。第五,浇筑时段。运输、浇筑环节均会影响混凝土入模温度,为此,需合理选择浇筑时间段,如夜间或多云天气等。
        3.4采用分层浇筑的方法
        合理的施工工艺对于混凝土浇筑质量有一定的保障。施工时采用全面分层法和斜面分层法相结合的方式,这样可以解决混凝土早期的散热问题,有效地降低混凝土内外温差。全面分层法,通常做法为沿结构的长边施工,第一层浇筑的混凝土完成初凝前浇筑第二层,。斜面分层法,通常用于结构厚度不足结构长度的1/3时,施工时保持斜面坡度≤1/3,振捣工作自下而上,不留施工缝。施工时,采用插入式振捣棒,为确保振捣效果,注意以下几点:首先,合理划分每一层混凝土的浇筑厚度,一般控制在控制在25~35cm,且在模板附近严禁连续浇筑。其次,严格控制混凝土浇筑间隔时间,因故中断时,以上一次浇筑混凝土的初凝时间为限值。另外,振捣棒的移动距离不宜过大,并与侧模保持适当的距离。最后,确保振捣的每一部位均达到密实程度。
        3.5完善混凝土养护
        混凝土水化是在养护期形成的,适度的温度和湿度是混凝土水化的前提条件,养护直接关乎混凝土的强度和裂缝控制。混凝土浇筑至承台顶面后,及时进行混凝土表面养护,采取覆盖或者洒水等措施,确保混凝土表面湿度和温度要求。湿度是保证混凝土表面(表面极易蒸发,水分流失)水化热充分进行的重要条件,温度则是控制温度裂缝的关键因素。对于大体积混凝土承台,养护期不得少于14d。养护用水与混凝土表面最大温差不得大于20℃。早期养护对混凝土早期强度的形成影响较大,混凝土能获得较高的早期强度,能有效抵抗早期部分温度裂缝开展。
        结语
        桥梁承台大体积混凝土施工过程中比较容易出现裂缝,要求对此充分采取有效的温度控制技术,设置温度计算相关参数,,按照计算结果进行相应的控制处理,能够降低温度裂缝的出现,从而避免裂缝对工程的不良影响。
        参考文献:
        [1]姚腾龙,贾荣义.高速铁路桥梁承台大体积混凝土施工控制技术探讨[J].工程技术研究,2017(5):54-55.
        [2]毛鑫.桥梁承台大体积混凝土施工的防裂技术探讨[J].城市道桥与防洪,2018(10):17+159-161.
        [3]郑庚基.桥梁承台大体积混凝土施工技术总结[J].甘肃科技纵横,2018(7):58+61-63.
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