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夏季混凝土施工表面早期裂縫的分析與預(yù)防
來源：m.bjqsbj.com 發(fā)布時間：2023年04月18日
在夏季混凝土施工過程中，水平面較大的混凝土裂縫較為突出，如水泥混凝土路面、水泥混凝土橋面、夏季施工的橋面鋪裝，都不同程度地在養(yǎng)護前出現(xiàn)裂縫。針對這一現(xiàn)象，根據(jù)這類混凝土夏季施工的特點，提出了一些簡單易行的夏季施工早期裂縫預(yù)防措施。
1夏季大型水平面混凝土施工的主要特點
1.1氣候炎熱，氣溫高
1.2混凝土材料的成分溫度高。
由于高溫和日照，用于形成混凝土混合料的砂石料溫度高；
新水泥的溫度通常很高。由于氣候炎熱，水泥中的熱量不易散發(fā)，加上太陽照射等因素的影響，使得水泥的溫度更高，部分水泥的溫度可達70℃。
1.3混凝土基礎(chǔ)或模板等支撐溫度高。
1.4暴露面大，受環(huán)境影響大。
1.5氣候變化
2.混凝土表面裂縫的主要原因
2.1表面水分蒸發(fā)率高，導(dǎo)致新拌混凝土表面失水，形成塑性，收縮裂縫。
混凝土表面因失水而產(chǎn)生的塑性收縮是產(chǎn)生裂縫的主要原因。當(dāng)混凝土表面蒸發(fā)速率為1kg/m2/h時，其表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。氣溫、混凝土拌合物溫度、空氣相對濕度和風(fēng)速是影響混凝土表面水分蒸發(fā)的主要因素。
混凝土本身溫度越高，空氣相對濕度越小，風(fēng)速越大，混凝土表面水分蒸發(fā)速率越大。夏季由于氣溫較高，混凝土中水泥的水化熱在短時間內(nèi)產(chǎn)生，促使混凝土早期溫度升高。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)溫度為14~C時，混凝土攪拌后的前24小時內(nèi)產(chǎn)生了總水化熱的43%。當(dāng)氣溫為30℃時，62.5%的水化熱產(chǎn)生于混凝土攪拌后的24h。
粗細骨料和水泥本身的高溫一方面提高了混凝土早期溫度，另一方面使水泥的水化熱更加集中，環(huán)境的高溫使混凝土中的熱量難以散發(fā)，所以混凝土的整體溫度比其他季節(jié)施工的混凝土要高很多。
高溫混凝土在夏季干燥風(fēng)的作用下，增加了表面水分的蒸發(fā)速率，使表面迅速失水，產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性收縮，而其內(nèi)部的高溫則促進了水泥的快速水化和混凝土的硬化。
在表面嚴(yán)重塑性收縮和內(nèi)部約束的共同作用下，混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
水分蒸發(fā)不僅造成表面裂縫，還會因失水造成混凝土表面水泥水化不充分，影響表面混凝土的硬化和強度增長。
2.2混凝土截面溫差造成表面溫度裂縫。
夏季施工混凝土?xí)r，由于基礎(chǔ)或模板暴露在陽光下，溫度高于環(huán)境溫度。其高度使得與其相鄰的混凝土中水泥的水化速度和水化熱比表面快，增加了表面與內(nèi)部混凝土的溫差。當(dāng)表面溫度與內(nèi)部溫度之差超過15℃時，容易產(chǎn)生表面熱裂紋。
在高溫混凝土的影響下，基礎(chǔ)或模板也容易產(chǎn)生膨脹變形，而大面積的表面混凝土厚度一般較小，下部的膨脹變形對表面混凝土的收縮有反向約束，增加了其拉應(yīng)力句，不利于表面裂縫的產(chǎn)生。
2.3高溫對混凝土的微觀結(jié)構(gòu)有不利影響。
一般來說，當(dāng)混凝土溫度低于50℃時，微觀結(jié)構(gòu)的變化可以忽略不計。
2.4多變的氣候使混凝土表面易受冷沖擊。
由于夏季施工氣候多變，如突然降雨，氣溫會驟降，混凝土表面溫度驟降會引起表面溫度收縮，產(chǎn)生表面溫度收縮裂縫。
2.5施工中水泥用量和水灰比的增加，增加了混凝土的塑性收縮和變形。
夏季在攪拌和運輸過程中，由于蒸發(fā)等因素的影響，容易造成混凝土拌合物失水，降低其和易性。
因此，施工中容易增加水泥用量和水灰比來改善混凝土的和易性，而水泥用量和水灰比的增加更容易引起收縮，當(dāng)收縮受到約束時，容易形成裂縫。
2.6當(dāng)硬化混凝土在高溫下施工時，固體溫度決定了混凝土的基礎(chǔ)長度。當(dāng)整個混凝土冷卻后，從這個長度和溫度開始收縮，很容易因整體溫度收縮而產(chǎn)生裂縫，如路面斷板。
3預(yù)防和控制措施
3.1選擇合適的維護方法，盡早開始維護。
早期養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，可以防止蒸發(fā)，減少收縮，保證混凝土表面順利水化。
對于采用各種養(yǎng)護方式的新澆混凝土，須在混凝土表面成型完成后，表面水膜消失前開始養(yǎng)護。但養(yǎng)護過程中不能污染或損傷混凝土已成型的表面，因此需要選擇合適的養(yǎng)護方法和Z佳的養(yǎng)護開始時間。
3.2增加空氣的相對濕度
提高空氣的相對濕度可以有效降低混凝土表面水分的蒸發(fā)速率。在新澆混凝土的上風(fēng)方向或其周圍噴灑水霧來增加空氣的相對濕度，是一種簡單有效、成本低廉的措施。
可采用簡單的噴射方法，在新澆混凝土地點周圍或上風(fēng)處豎立一根帶針孔的塑料軟管，通過注入一定水壓的水，形成針孔噴霧。
3.3降低混凝土的溫度
降低混凝土溫度可以有效減少混凝土表面水分蒸發(fā)引起的塑性收縮，防止熱裂縫的產(chǎn)生。同時可以降低硬化混凝土的溫度，減少混凝土溫度收縮產(chǎn)生收縮裂縫的可能性。冷卻可采用以下方法:
A.利用腳手架等措施覆蓋新澆混凝土，避免陽光直射，降低混凝土表面的環(huán)境溫度；
b、冷卻混凝土的各種成分，控制新拌混凝土的溫度在32℃以下。
3.4夜間或上午施工
晚上和早上溫度低，基礎(chǔ)或模板溫度也低。因此，可以有效降低混凝土溫度和混凝土表面的水分蒸發(fā)率。
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1夏季大型水平面混凝土施工的主要特點
1.1氣候炎熱，氣溫高
1.2混凝土材料的成分溫度高。
由于高溫和日照，用于形成混凝土混合料的砂石料溫度高；
新水泥的溫度通常很高。由于氣候炎熱，水泥中的熱量不易散發(fā)，加上太陽照射等因素的影響，使得水泥的溫度更高，部分水泥的溫度可達70℃。
1.3混凝土基礎(chǔ)或模板等支撐溫度高。
1.4暴露面大，受環(huán)境影響大。
1.5氣候變化
2.混凝土表面裂縫的主要原因
2.1表面水分蒸發(fā)率高，導(dǎo)致新拌混凝土表面失水，形成塑性，收縮裂縫。
混凝土表面因失水而產(chǎn)生的塑性收縮是產(chǎn)生裂縫的主要原因。當(dāng)混凝土表面蒸發(fā)速率為1kg/m2/h時，其表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。氣溫、混凝土拌合物溫度、空氣相對濕度和風(fēng)速是影響混凝土表面水分蒸發(fā)的主要因素。
混凝土本身溫度越高，空氣相對濕度越小，風(fēng)速越大，混凝土表面水分蒸發(fā)速率越大。夏季由于氣溫較高，混凝土中水泥的水化熱在短時間內(nèi)產(chǎn)生，促使混凝土早期溫度升高。
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)溫度為14~C時，混凝土攪拌后的前24小時內(nèi)產(chǎn)生了總水化熱的43%。當(dāng)氣溫為30℃時，62.5%的水化熱產(chǎn)生于混凝土攪拌后的24h。
粗細骨料和水泥本身的高溫一方面提高了混凝土早期溫度，另一方面使水泥的水化熱更加集中，環(huán)境的高溫使混凝土中的熱量難以散發(fā)，所以混凝土的整體溫度比其他季節(jié)施工的混凝土要高很多。
高溫混凝土在夏季干燥風(fēng)的作用下，增加了表面水分的蒸發(fā)速率，使表面迅速失水，產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性收縮，而其內(nèi)部的高溫則促進了水泥的快速水化和混凝土的硬化。
在表面嚴(yán)重塑性收縮和內(nèi)部約束的共同作用下，混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
水分蒸發(fā)不僅造成表面裂縫，還會因失水造成混凝土表面水泥水化不充分，影響表面混凝土的硬化和強度增長。
2.2混凝土截面溫差造成表面溫度裂縫。
夏季施工混凝土?xí)r，由于基礎(chǔ)或模板暴露在陽光下，溫度高于環(huán)境溫度。其高度使得與其相鄰的混凝土中水泥的水化速度和水化熱比表面快，增加了表面與內(nèi)部混凝土的溫差。當(dāng)表面溫度與內(nèi)部溫度之差超過15℃時，容易產(chǎn)生表面熱裂紋。
在高溫混凝土的影響下，基礎(chǔ)或模板也容易產(chǎn)生膨脹變形，而大面積的表面混凝土厚度一般較小，下部的膨脹變形對表面混凝土的收縮有反向約束，增加了其拉應(yīng)力句，不利于表面裂縫的產(chǎn)生。
2.3高溫對混凝土的微觀結(jié)構(gòu)有不利影響。
一般來說，當(dāng)混凝土溫度低于50℃時，微觀結(jié)構(gòu)的變化可以忽略不計。
當(dāng)混凝土溫度高于70℃時，其微觀結(jié)構(gòu)的變化被認為是不利的，而大體積混凝土的高溫影響往往被忽略。
2.4多變的氣候使混凝土表面易受冷沖擊。
由于夏季施工氣候多變，如突然降雨，氣溫會驟降，混凝土表面溫度驟降會引起表面溫度收縮，產(chǎn)生表面溫度收縮裂縫。
2.5施工中水泥用量和水灰比的增加，增加了混凝土的塑性收縮和變形。
夏季在攪拌和運輸過程中，由于蒸發(fā)等因素的影響，容易造成混凝土拌合物失水，降低其和易性。
因此，施工中容易增加水泥用量和水灰比來改善混凝土的和易性，而水泥用量和水灰比的增加更容易引起收縮，當(dāng)收縮受到約束時，容易形成裂縫。
2.6當(dāng)硬化混凝土在高溫下施工時，固體溫度決定了混凝土的基礎(chǔ)長度。當(dāng)整個混凝土冷卻后，從這個長度和溫度開始收縮，很容易因整體溫度收縮而產(chǎn)生裂縫，如路面斷板。
3預(yù)防和控制措施
3.1選擇合適的維護方法，盡早開始維護。
早期養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，可以防止蒸發(fā)，減少收縮，保證混凝土表面順利水化。
對于采用各種養(yǎng)護方式的新澆混凝土，須在混凝土表面成型完成后，表面水膜消失前開始養(yǎng)護。但養(yǎng)護過程中不能污染或損傷混凝土已成型的表面，因此需要選擇合適的養(yǎng)護方法和Z佳的養(yǎng)護開始時間。
3.2增加空氣的相對濕度
提高空氣的相對濕度可以有效降低混凝土表面水分的蒸發(fā)速率。在新澆混凝土的上風(fēng)方向或其周圍噴灑水霧來增加空氣的相對濕度，是一種簡單有效、成本低廉的措施。
可采用簡單的噴射方法，在新澆混凝土地點周圍或上風(fēng)處豎立一根帶針孔的塑料軟管，通過注入一定水壓的水，形成針孔噴霧。
3.3降低混凝土的溫度
降低混凝土溫度可以有效減少混凝土表面水分蒸發(fā)引起的塑性收縮，防止熱裂縫的產(chǎn)生。同時可以降低硬化混凝土的溫度，減少混凝土溫度收縮產(chǎn)生收縮裂縫的可能性。冷卻可采用以下方法:
A.利用腳手架等措施覆蓋新澆混凝土，避免陽光直射，降低混凝土表面的環(huán)境溫度；
b、冷卻混凝土的各種成分，控制新拌混凝土的溫度在32℃以下。
3.4夜間或上午施工
晚上和早上溫度低，基礎(chǔ)或模板溫度也低。因此，可以有效降低混凝土溫度和混凝土表面的水分蒸發(fā)率。
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