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水工建筑混凝土温控和湿控防裂方法的研究

时间:2022-04-12 10:00:16 浏览次数:

【摘要】随着社会经济的不断迅速发展,带动了水工建筑混凝土温控和湿控防裂方法的研究,虽然在施工过程中会出现这样或那样的问题,必须找到合适的解决方法,比如在一些炎热地区,其持续不断地高温会使得混凝土外表的温度远远高于混凝土内部的温度,在这种条件下进行施工时则需要刻意的升高混凝土内部的温度,以减少温度差,如果施工过程正好在寒冬阶段,那混凝土就会出现内部“火热”,外表冰寒的巨大温差,这样的温度梯度很容易造成混凝土表面的大量裂缝产生。必须有效的避免。

【关键词】水工建筑;混凝土;温控湿控;防裂方法;研究实践

水工建筑的建筑体积一般比较大,在已经建成的水工建筑中,经常会出现一些大体积混凝土由于各种原因出现裂缝而导致结构损坏的现象,经过研究分析,这主要是因为一定的温度和湿度变化引起的。因此,对于水工建筑中混凝土的温度控制和湿度控制的研究方向也越来越多,旨在解决目前我国水工建筑中混凝土裂缝导致建筑破坏的现象,接下来我们具体分析了解。

1、水工建筑的温度控制

水工建筑中混凝土出现裂缝的主要原因为混凝土由于温度变化产生的热胀冷缩的物理现象。要加强对于这种裂缝产生根源的控制要从以下几个方面具体分析。

水泥的选择:我们都知道水泥在凝固的过程中会释放出大量的热量,其内部的温度和外部的温度有很大的差异,如果施工过程正好在寒冬阶段,那混凝土就会出现内部“火热”,外表冰寒的巨大温差,这样的温度梯度很容易造成混凝土表面的大量裂缝产生。要想有效的避免这种情况的发生,首先要从水泥的本身着手,即要让水泥的内部和外部的温度差最小。目前针对这种情况的解决办法为在混凝土的内部采用热量释放比较低的矿渣水泥、新型煤粉灰水泥等等,相对于混凝土的内部,外部的混凝土水泥的选择则要以内部的混凝土为基准,在合理的评估施工环境的温差情况下,采用释放热量与内部混凝土温差不大的水泥。除此之外,外部水泥的选择还要注意其凝固之后的耐磨性、抗腐蚀性、高强度等因素,以保证混凝土表面不会因为水工建筑环境的水流冲刷造成过大的影响。

控制混凝土表面的温度变化:混凝土出现裂缝最多的时期一般是混凝土浇筑的初期,这个时候由于内部混凝土还没有完全凝固,其结构也没有达到一个相对的稳定,一旦在这个时候混凝土表面出现巨大的温差,就很容易造成混凝土表面裂缝的产生。所以在温差较大的环境下施工时,要对混凝土进行全面有效的保护措施,比如在混凝土表面覆盖一层保温材料,采用人工物理改变温度的方法控制混凝土表面温度等等。

施工环节的温度控制措施:针对混凝土在凝固过程中内部放热之后与外部的温度差,目前普遍采用的是中期通水的施工方法,通水的时机应该根据混凝土凝结过程的实际情况来判定,在接缝灌浆的过程中,一般会埋设一定密度的通水管道,这些管道就负责在混凝土凝固的过程中进行冷却。最近水工建筑施工人员又发明了一种对抗温差变化的新方法,即在施工过程中对混凝土内部掺入一定量的冰水混合物,这样可以将混凝土内部的温度较长时间的保持在零度左右,冰水混合物可以在吸收混凝土放出的热量之后温度不上升,有效的减少混凝土内外的温度差。

以上是混凝土温度控制的几种常见的方法,对于温度的控制除了要控制混凝土内外的温度差之外,还要对环境的温度进行全面的考虑,比如在一些炎热地区,其持续不断地高温会使得混凝土外表的温度远远高于混凝土内部的温度,在這种条件下进行施工时则需要刻意的升高混凝土内部的温度,以减少温度差,进一步减少裂缝产生的可能性。

2、水工建筑的湿度控制

除了以上的温度会使混凝土表面产生大量裂缝之外,湿度的不同也会使混凝土内部出现干缩的现象,进而导致裂缝的产生,如果干缩现象与前面的温差现场的效果进行叠加,则会使混凝土产生大纵深方向的裂缝,加速混凝土的破坏,所以对于湿度的控制同样不可忽视。

混凝土的湿度扩散方面:要想解决干缩所产生的问题,首先要了解湿度变化与干缩变形之间的相对关系。这种相对关系主要指的是混凝土内部的湿度梯度对于混凝土内部的结构受力产生的影响、混凝土内部的水分扩散特点以及混凝土内部的微小空隙对于湿度的影响等等。相关的建筑行业人员通过多次试验总结出了如下的公式:

Dh(H,D)=Dh(H)/1-D 其中Dh(H)代表没有将损伤问题考虑在内的湿度扩散系数,Dh(H,D)是考虑到损伤过后的湿度扩散系数,D为损伤参数。

混凝土湿度扩散的防控措施:混凝土湿度扩散不均匀会导致其表面的拉应力变化最终产生裂缝。由于施工的前期混凝土弹模相对较小,随着拆模工作的进行,表面的湿度变化也开始随着加快,所以后期的拉应力会比前期的大很多。所以需要将解决问题的重点放在混凝土浇筑的早期以及混凝土拆模工作进行完成之后。混凝土湿度控制的方法相对较多,最常用的是定期给混凝土表面进行洒水润泽,这样可以有效的保持混凝土表面以及浅层的湿润,以减少因为湿度因素产生的裂缝。除此之外,保持混凝土湿度的方法还有利用一些密封的材料对混凝土表面进行覆盖,这样可以减少混凝土内部水分的蒸发损失;在炎热地区采用遮阳的方式降低混凝土表面的温度,以减少蒸发的水分损失;混凝土搅拌过程中充分搅拌以及反复均匀搅拌则可以使混凝土内部的湿度条件保持均匀合理。

结束语:

综上所述,水工建筑混凝土温控和湿控防裂方法的研究和实践是非常重要的,以减少温度差,进一步减少裂缝产生的可能性,

参考文献:

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