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特殊自然環(huán)境混凝土施工質(zhì)量控制研究

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如何控制特殊環(huán)境混凝土施工的質(zhì)量一直是困擾建筑界的難題。本課題的研究將為特殊環(huán)境混凝土施工質(zhì)量的保證，提供新的思路和工程應(yīng)用指導(dǎo)意義。研究中還發(fā)現(xiàn)：如果不能采取合理的特殊環(huán)境施工措施，將會導(dǎo)致凍融現(xiàn)象的發(fā)生，從而顯著降低混凝土強(qiáng)度的增長幅度，并對混凝土后期的安全性和耐久性造成巨大損害，故本課題組針對此類問題，提出了一些有別于常溫施工的特殊環(huán)境施工措施。在制備混凝土?xí)r摻加引氣劑、粉煤灰以及礦渣的混凝土，其抗壓強(qiáng)度將提高10％～15％。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)6h后轉(zhuǎn)入-8℃下養(yǎng)護(hù)7d再轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的混凝土，其抗壓強(qiáng)度相比于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d下的混凝土，將降低20％～30％。而當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)48h后轉(zhuǎn)入-8℃下養(yǎng)護(hù)7d再轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的混凝土，其抗壓強(qiáng)度相比于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d下的混凝土，將提高10％～20％。綜上所述，特殊環(huán)境混凝土施工質(zhì)量控制，對縮短特殊環(huán)境施工工期，加快工程建設(shè)進(jìn)程，盡早發(fā)揮工程投資效益能夠起到積極的促進(jìn)作用，也將對特殊環(huán)境混凝土施工的改進(jìn)方法起到一定的參考作用和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

質(zhì)量；特殊環(huán)境；養(yǎng)護(hù)；措施

混凝土有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其最主要的缺點(diǎn)是抗拉能力差，容易開裂。而混凝土裂縫是混凝土內(nèi)在質(zhì)量的外在表現(xiàn)?；炷恋拈_裂原因復(fù)雜而繁多，而在大風(fēng)、干旱缺水、晝夜溫差大的戈壁荒漠環(huán)境中混凝土的裂縫著重表現(xiàn)在：大風(fēng)、高溫、干旱使混凝土急劇失水造成混凝土表面收縮產(chǎn)生的裂縫和晝夜溫差的劇烈變化使混凝土表面產(chǎn)生的裂縫。由此，分析總結(jié)特殊環(huán)境對混凝土質(zhì)量的影響及如何在特殊環(huán)境下提高混凝土的質(zhì)量就變得尤為重要了。［1-4］

一、特殊環(huán)境對混凝土質(zhì)量的影響原因分析

1.急劇失水引起的收縮裂縫原因分析

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。而在大風(fēng)高溫、干旱缺水的戈壁環(huán)境中混凝土收縮主要表現(xiàn)在因失水過快產(chǎn)生的塑性收縮和縮水收縮。塑性收縮是發(fā)生在施工過程中，混凝土澆筑后隨著水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水產(chǎn)生收縮，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。為減小混凝土塑性收縮，施工時(shí)應(yīng)控制好水灰比，避免過長時(shí)間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實(shí)。

縮水收縮是混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)其承受拉力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫?；炷劣不笫湛s主要是縮水收縮，為了減少縮水收縮，要采取行之有效的養(yǎng)護(hù)方法對混凝土進(jìn)行保濕，以減少不均勻收縮產(chǎn)生的拉力，從而控制收縮裂縫。

2.晝夜溫差大引起的溫度裂縫原因分析

眾所周知混凝土在澆筑后的初期由于水泥的水化作用會產(chǎn)生大量的熱量，形成高溫聚集在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，此時(shí)內(nèi)外溫差會使混凝土外部產(chǎn)生拉應(yīng)力，若大于相應(yīng)齡期的混凝土容許拉應(yīng)力就有可能產(chǎn)生裂縫；而若為了釋放熱量給混凝土急劇降溫，又會因?yàn)榻禍靥荻冗^大產(chǎn)生較大的溫度拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力大于相應(yīng)齡期的容許拉應(yīng)力，也容易產(chǎn)生溫度裂縫，因此在晝夜溫差大的特殊環(huán)境下控制溫差，盡量降低溫度梯度是保證不產(chǎn)生裂縫的根本。根據(jù)工程具體情況，適當(dāng)使用粉煤灰、外加劑等外摻料會延緩混凝土內(nèi)部溫度的釋放，同時(shí)良好的保溫措施會有效的減少混凝土的內(nèi)外溫差梯度，從而減少混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。［5-7］

二、主要技術(shù)控制措施

1.過程中的技術(shù)控制措施

（1）水泥的選用，采用普通硅酸鹽水泥，并摻入適量粉煤灰減少水泥用量，降低水化熱。（2）摻入外加劑，使用高效緩凝減水劑，降低水灰比并嚴(yán)格控制摻量，保證減水劑的緩凝時(shí)間，確保緩凝劑加入量一致。嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間，保證混凝土拌合均勻，外加劑能夠完全反應(yīng)，攪拌時(shí)間須保證120秒。（3）粗細(xì)骨料級配控制，增大機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)，減少砂率；采用合理的混合級配，粗骨細(xì)骨料各占50％。嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，提高混凝土的均勻性，增加抗裂能力。（4）有序施工確保混凝土均勻密實(shí)?；炷翝补鄷r(shí)，攪拌車在卸料前，要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘，確保進(jìn)入料斗的混凝土質(zhì)量均勻?；炷翝仓蠛侠矸侄畏謱忧疫B續(xù)進(jìn)行。（5）盡量降低混凝土受約束作用，在混凝土澆筑完成后對表面進(jìn)行壓光處理。（6）為降低混凝土內(nèi)外溫差，嚴(yán)格控制混凝土拆模時(shí)間，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)措施。具體拆模時(shí)間根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度情況而定，模板拆除時(shí)間選擇在每日氣溫較低的時(shí)段。高溫氣候下，混凝土在施工中易造成較大坍落度損失、初凝時(shí)間縮短，為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，在夏季高溫氣候條件下采取以下施工方法和技術(shù)措施，以保證混凝土的施工質(zhì)量。（1）加強(qiáng)施工組織措施：在施工現(xiàn)場和拌和站之間配備無線通訊聯(lián)絡(luò)和生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)。對施工中出現(xiàn)的各種問題做到反應(yīng)快速、判斷迅速、調(diào)度準(zhǔn)確。（2）選擇合理的澆筑時(shí)間，建立專門網(wǎng)絡(luò)氣象站，可以了解每天、周、旬的氣象資料，混凝土施工避開每日高溫時(shí)段，選在日氣溫較低時(shí)段澆筑。（3）施工中對砂石料用遮陽棚覆蓋。設(shè)置防曬網(wǎng)維護(hù)，高溫時(shí)間避免陽光直射引起溫度梯度過大造成混凝土開裂。（4）混凝土灌注宜在早晚溫度較低時(shí)進(jìn)行，現(xiàn)場對混凝土入模溫度進(jìn)行監(jiān)控降低入模溫度。降低入模溫度是控制峰值的最有效措施。（5）成立專門小組負(fù)責(zé)澆筑中及澆筑后混凝土溫度的采集、分析、處理，根據(jù)分析結(jié)果，總結(jié)溫度控制經(jīng)驗(yàn)，以便指導(dǎo)下一步施工。（6）對剛澆筑完的混凝土體覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，避免高溫造成混凝土體表面水分的急劇蒸發(fā)。

2.特殊環(huán)境下的養(yǎng)護(hù)原則

從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于高溫大風(fēng)等環(huán)境常引起水分的蒸發(fā)損失，從而推遲水泥的水化，且晝夜較大的溫度梯度，均會直接影響表面的混凝土。因此特殊環(huán)境下的混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。1.高溫缺水大風(fēng)的特殊環(huán)境下根據(jù)工程現(xiàn)場實(shí)際情況明確混凝土的養(yǎng)護(hù)原則：（1）混凝土澆筑完畢后，頂面立即用土工布遮蓋，混凝土初凝后用土工布覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土有足夠的潤濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7天。（2）混凝土養(yǎng)護(hù)期間，養(yǎng)護(hù)水與混凝土表面溫差不得大于15℃。（3）在暴曬、氣溫驟降等溫度劇烈變化的情況下，應(yīng)采取保溫措施防止混凝土表面溫度受環(huán)境影響而發(fā)生劇烈變化，控制混凝土內(nèi)外溫差，以免混凝土表面產(chǎn)生急劇的溫度梯度。（4）當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，禁止對混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)采取保溫保濕措施。2.混凝土專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)方案“兩布一膜”法的運(yùn)用：混凝土拆模后可采用“兩布一膜”法對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，即拆模后混凝土表面包裹一層浸濕的土工布起到濕潤作用，再緊密纏繞一層塑料布，塑料布要確保纏繞緊密綁扎牢固，以保證能起到防風(fēng)保濕及密貼的作用。最外一層包裹帆布、土工布或者草簾的保溫材料，用鐵絲、繩子或膠帶進(jìn)行捆綁，起到防風(fēng)保溫調(diào)節(jié)混凝土表面溫度梯度的作用。

實(shí)踐證明，“兩布一膜”養(yǎng)護(hù)方案適用范圍廣，一次到位，后續(xù)無需安排專人養(yǎng)護(hù)，在干旱缺水，晝夜溫差大的環(huán)境下顯得尤其經(jīng)濟(jì)省工。

三、結(jié)束語

影響混凝土質(zhì)量的因素是多種多樣的，特殊自然環(huán)境下，失水收縮及溫度應(yīng)力差是混凝土產(chǎn)生裂紋的主要影響因素之一。對如何有效控制特殊環(huán)境下混凝土的質(zhì)量總結(jié)。

根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)定設(shè)計(jì)優(yōu)化配合比。選擇合理的水泥標(biāo)號，采取在混凝土拌合物中摻加混合材料或減水劑等技術(shù)措施，以改善混凝土拌合物的和易性。制定行之有效的技術(shù)管理辦法貫徹落實(shí)，把好施工過程關(guān)，從攪拌、運(yùn)輸、振搗、養(yǎng)護(hù)四個(gè)環(huán)節(jié)提高混凝土的施工質(zhì)量。在干旱、大風(fēng)、晝夜溫差大水分極易散失的戈壁荒漠特殊環(huán)境中，混凝土的養(yǎng)護(hù)是一個(gè)重難點(diǎn)。“兩布一膜”養(yǎng)護(hù)法的合理運(yùn)用可以有效的控制和減小特殊環(huán)境對混凝土的影響。

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