所屬欄目:建筑設計論文 發(fā)布日期:2021-03-23 09:27 熱度:
建筑行業(yè)的發(fā)展在一定程度上推動著我國經濟的發(fā)展,從建筑工期的要求和建筑成本的效益出發(fā),在冬季施工中可以選擇混凝土作為主要的建筑材料。但是,在冬季低溫的條件下,混凝土建筑出現凍害的概率很大,這就使得我們要對混凝土在冬季施工中所出現的各類凍害情況進行深入的研究和分析,根據各種凍害類型產生的原因和特征制定具體的解決措施,才能從根本上保障冬季施工的質量,同時也能對資源進行合理的利用。
1混凝土冬季施工中常見的凍害
1.1混凝土表面脫皮
對于混凝土材料而言,冬季施工的最大影響因素就是過低的氣溫,會直接降低混凝土的強度。混凝土作為水泥水化作用的產物,在低溫環(huán)境下由于受到劇烈的溫度變化,導致混凝土材料的表面出現蜂窩麻面,嚴重時會出現表層脫皮的現象,所以要對混凝土采取一定的保溫措施。另外,還有其他因素影響著混凝土材料的狀態(tài),比如在拌合時混凝土不符合硬度標準,后期也會產生表層脫皮的現象,如圖1所示。
1.2混凝土裂縫
混凝土冬季施工中最常見的凍害形式就是裂縫。從實際經驗出發(fā),根據對建筑的危害情況由小到大進行排列,裂縫的類型主要有表面裂縫、深層裂縫以及貫穿性裂縫,其中危害性最大的就是貫穿性裂縫,嚴重的會破壞整體建筑,帶來巨大的安全隱患。因此要對這些裂縫產生的原因進行深入分析,從根本上避免裂縫現象的產生。而產生裂縫的原因主要有以下幾點:第一,混凝土材料的主要成分是水泥,而水泥材料性能的好壞直接關系混凝土的狀態(tài),一旦水泥缺乏足夠的穩(wěn)定性,就會出現混凝土的龜裂現象,因此所挑選的水泥必須具有足夠的穩(wěn)定性才能保證混凝土的質量。第二,組成混凝土的各種原材料配比不均衡,比例失調形成混凝土的收縮,導致收縮裂縫的出現。第三,混凝土作為水泥水化作用的產物,水化作用會導致混凝土內部產生大量的熱量,與混凝土表層溫度相比,二者之間具有很大的溫差,此時混凝土的抗拉強度小于表面抗拉應力,所以導致裂縫的產生。由于冬季處于持續(xù)低溫狀態(tài),所以第三個原因產生的裂縫現象最為顯著。
1.3混凝土受凍
在初凝階段,混凝土中的自由水在低溫的作用下容易快速結冰,導致水泥的水化作用被阻斷。由于凍脹原理,水在結冰之后體積會增大,從微觀角度分析,混凝土內部裂縫的膨脹是對整體結構的破壞,這就是混凝土的受凍現象。
2冬季混凝土凍害形成的原理
2.1冬季混凝土施工的原理
在拌合的作用下,混凝土強度形成的主要原因依然與水化作用息息相關。而影響水化作用的因素除了冬季的低溫環(huán)境外,也與混凝土的基本原料混合比例有關。當環(huán)境溫度小于零度時,混凝土中的自由水易結冰,水化作用的速度會減慢。相反,混凝土的水化速度會隨著溫度的升高也會相應的加快,此時混凝土的強度也會明顯增大。由此可見,水分的形態(tài)對冬季施工時混凝土的強度影響極大。
2.2混凝土冬季凍害的形成機理
由混凝土冬季施工的原理可知,混凝土的水分形態(tài)影響著其強度的大小,所以要對混凝土的水分形態(tài)進行深入探究。可以將其分為兩種類型:第一種是促進水化作用的水,這種水一般存在于基本原料的表層或者毛細管內部,一起為混凝土水泥的水化作用服務;第二種水被稱為游離水,主要在基本組成原料內部存在,這種游離水的和易性在施工過程中發(fā)揮著巨大作用。若氣溫降低到一定的溫度,游離水就會出現冰凍現象,直至降低到4℃時,水化作用中的水開始結凍,因此會阻止混凝土內水化作用的進一步發(fā)生。這兩種水的存在進一步告訴我們,在冬季施工中水的形態(tài)是凍害產生的主要機理,水的結凍現象會導致混凝土出現凍脹,產生裂縫,從而影響混凝土的整體強度。
3混凝土冬季施工凍害的防治對策
針對混凝土冬季施工中出現的各種凍害問題,我們必須采取有效的應對措施來提高混凝土的強度,對混凝土的冬季施工進行合理的管理與控制,以保障建筑施工的質量。
3.1做好冬季混凝土施工的前期準備工作
為了保證最終的施工質量,一定要做好前期的施工準備工作。首先要對施工環(huán)境進行具體分析,密切關注施工地點的氣候變化情況,根據相應的氣候變化情況制定保溫措施。例如在冬季施工前期,對各種凍害情況提前做出預防,盡量避免這些危害的產生。在這種情況下,施工企業(yè)應結合項目的實際情況,編制科學的施工方案,合理選擇相應的施工材料、機械設備等,同時也要注意各種施工材料的妥善存放。值得注意的是,這些施工設計編制方案要在監(jiān)理單位及建設單位認可后才能進行施工作業(yè)。
3.2加強混凝土冬季施工技術與管理工作
關于提高冬季混凝土施工的主要技術工作,有不同的處理方法。首先在施工前可采用擋風墻對基坑的主要風向進行控制,擋風墻的設置地點應考慮與其基坑的距離,保證有足夠的空間進行混凝土的施工澆筑工作。其次,由于溫度對混凝土本身影響之大,所以對原材料實行加溫措施,同時要保證砂礫中的凍塊直徑必須小于1cm,且原材料的溫度不可大于35℃。混凝土的攪拌工作必須在溫度足夠高的前提下進行,可使用熱水加熱的方法進行拌合,當熱水加熱的方法滿足不了施工要求時,可采用加熱砂石的方法來達到施工溫度的要求。最后,為了防止水泥與熱水直接接觸時出現假凝現象,在混凝土的拌合前期,應先加入砂石與水進行攪拌,最后再加入水泥。但是根據冬季對攪拌工作的規(guī)范要求,帶有冰的砂石不可進入攪拌機內進行攪拌。與常溫季節(jié)相比,在冬季的攪拌時間應該高于50%,這個方法是對混凝土的攪拌運輸以及澆筑工藝流程進行進一步的規(guī)范和控制,由于混凝土本身的性質,在混凝土拌合之后要盡快運輸到相應的施工地點,因此要合理規(guī)劃運輸路線,以最快速度實現混凝土的澆筑。混凝土澆筑過程如圖2所示。
3.3做好混凝土的養(yǎng)護工作
除了前期的處理工作,還要做好后期混凝土的養(yǎng)護工作(如圖3),才能保證其使用周期達到理想標準。根據溫度條件、氣候類型等因素對冬季混凝土施工進行具體的養(yǎng)護工作,以保障后期混凝土的強度增大。冬季混凝土的養(yǎng)護方法主要有以下三種:第一種是正溫養(yǎng)護,混凝土澆筑后,在一定的時間內需要將其保持在正溫狀態(tài)。這種方法的工藝流程主要是加熱混凝土的原料,各種設備也需要保持在一定的溫度內,同時對澆筑過程所使用的工具也要進行保溫處理,這些措施可以保證混凝土的早期抗凍能力。第二種是負溫養(yǎng)護,這種方法適用于溫度高于0℃的氣候環(huán)境,對混凝土強度要求較低的建筑可使用該種方法。主要的操作流程是提前加熱所使用的建筑材料,保證其達到相應的溫度要求,該方法的主要優(yōu)點是工序簡便,同時還能保證混凝土早期無冰凍現象的產生。第三種是綜合養(yǎng)護法,該方法只需要極少的防凍劑,在節(jié)約成本的基礎上能夠減少能量的損耗,加快混凝土硬化的時間。主要的施工流程是加入防凍劑后,進行加熱處理,保證澆筑工作完成后溫度不低于10℃。基于該方法的優(yōu)良性,第三種養(yǎng)護方法也是如今最受歡迎的一種養(yǎng)護方式。
4混凝土冬季施工保溫控制措施
4.1冬季保溫控制
冬季的低溫環(huán)境作為施工最大的影響因素,很容易造成一些凍害現象的產生。事實上,低溫條件不僅容易在建筑表面形成裂縫,隨著時間增長,還會導致貫穿性裂縫的產生,甚至還會出現深層裂縫。但是混凝土的冬季施工也不能一味地實施保溫工作,這樣容易在內部產生極大的溫差,使裂縫現象更加嚴重。所以應該將保溫與冷卻兩種方法相結合,才能從根本上保證混凝土的強度。有研究調查發(fā)現,在施工期間一些大型的混凝土裂縫很大程度上是早期就形成的。除此之外,一些后期形成的較為嚴重的深層裂縫,也是由前期的一些表層裂縫發(fā)展而形成的,可見前期控制工作的重要性。所以應對施工的氣候環(huán)境進行深入研究,并從以下兩點出發(fā),做好混凝土的保溫工作:(1)對混凝土的表面進行適當的降溫,保證內外溫差不會過大。(2)對新、舊混凝土進行保溫處理,使混凝土的施工溫度不能過低,維持在運轉期穩(wěn)定溫度之上。
4.2早期保溫措施
要想保證混凝土的強度,就必須將前期預防與后期養(yǎng)護相結合。前期保溫措施能有效防止后期對混凝土強度的破壞。在施工過程中,溫度影響著水泥的硬化作用,而水化作用的發(fā)生可以有效增加膠體的膠孔比,使混凝土的強度增大。所以在前期的施工中要做好全面的保溫工作,降低初期時溫度對混凝土的影響。從減少投資成本的角度出發(fā),可以采取以下保溫措施:(1)煮水加熱法。為了使混凝土的水分蒸發(fā)量降低,可以用布條包裹在箱梁頂板的棚子上,對箱梁的兩側也采用布條密封的方法。在箱室煮水室里面的溫度保持在18℃左右,還需對頂板進行淋水工作,將混凝土的濕度與溫度控制在一定的范圍內。(2)對錨墊板周圍進行保溫處理。對錨墊板而言,其周圍混凝土承受強大的張拉壓力,所以更加要注意該區(qū)域混凝土的質量問題,可以對該區(qū)域通過覆蓋物的遮擋來進行保溫處理。(3)積水保溫法。結合水本身所具有的性質,同時水在硬化的過程中會散發(fā)出熱量,所以積水保溫法所適用的條件是,在相對氣溫不過低時可以在澆筑層頂面進行相應的積水保溫措施,以達到保溫效果。這種方法要求混凝土在第二層澆筑之前,積水未達到完全凍結的狀態(tài),這樣才能保證混凝土的表面不被破壞。
5結語
綜上所述,混凝土冬季施工過程中容易產生很多問題,嚴重影響了建筑質量和施工進度,所以必須加強混凝土冬季凍害問題與應對措施的重視,有效避免病害的產生,對混凝土的施工環(huán)節(jié)進行嚴格把控。
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《冬季混凝土保溫養(yǎng)護措施》來源:《房地產世界》,作者:李鵬飛
文章標題:冬季混凝土保溫養(yǎng)護措施
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