精華大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度主動調控抗裂技巧冷養(yǎng)技巧

1、第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.1 返回總目錄 第第2121章章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.2教學提示：這章雖然沒有多少新鮮的內容，但冷養(yǎng)技術卻是一個全新的概念，希望得到工程學術界廣泛的支持與認同。教學要求：希望引導學生以批判的精神來討論這項技術，以求改進。利用高溫蒸汽養(yǎng)護混凝土以促進其強度發(fā)展已是一種成熟的技術，

2、但是利用低溫條件養(yǎng)護混凝土以改善混凝土的密實度、增強混凝土的耐久性，卻還是一個新課題。其實，追求混凝土的早期強度是一種短期行為，還會產生一定的副作用，且要付出一定的經濟代價。而利用冷養(yǎng)技術改善混凝土的密實度，增強混凝土的耐久性，則是一個符合工程安全長遠利益的根本性問題。因此，冷養(yǎng)技術是一種能創(chuàng)造更大的社會經濟利益，更受歡迎的新技術。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.3課 題 背 景 板面裂損癥狀 質 量 監(jiān) 控 本章內容本章內容結 語 研 究 范 圍 冷 養(yǎng) 措 施 思考題與習題經 濟 效 益 第二十一

3、章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.4課課 題題 背背 景景 一. 從冬天剝蔥得到的啟發(fā)在嚴冬的低溫條件下，蔥皮裹得緊緊的、嚴嚴實實，怎么樣剝也剝不下來。夏天剝蔥皮時，蔥皮松松的，只是一帶就會完整剝落。這就是生物結構為了適應環(huán)境，自我保護的表現(xiàn)。從這里工程師可以得到啟發(fā)。在適宜的低溫條件下，工程結構，尤其是混凝土結構，應該具有較高的密實度和較好的耐久性。二. 從北方人和南方人的體格對比說起北方人體格魁偉結實，有很強的耐力。南方人卻要矮小孱弱得多。究其原因，只是氣溫條件不同而已。與人們的起居生活、飲食結構、營養(yǎng)水平、

4、鍛煉條件并無因果關系。這也是人體結構在適應環(huán)境條件下的一種自然表現(xiàn)。與結實的蔥皮一樣，結實的人體結構也只有在適宜的低溫條件下才能自然形成。因此，工程師也應該為混凝土結構盡量營造一個較適宜的低溫環(huán)境的養(yǎng)護條件。第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.5課課 題題 背背 景景 三. 從混凝土的蒸汽養(yǎng)護到冷汽養(yǎng)護在北方，要進行冬季低溫條件下的混凝土施工，為了防止混凝土被凍壞，習慣采用蒸汽養(yǎng)護法。混凝土在70以上的高溫蒸汽養(yǎng)護下，強度發(fā)展很快；在標準條件（溫度203，相對濕度90%以上）下要28天才能達到的混凝土強度；

5、在蒸汽養(yǎng)護下只需幾個小時就可以快速達到。在混凝土預制構件廠，為了提高功效，也普遍采用蒸汽養(yǎng)護法組織連續(xù)生產，這確實是一個好辦法。但是人們也普遍注意到，蒸汽養(yǎng)護混凝土雖然有理想的早期強度，卻沒有理想的后期強度。不論是從混凝土的密實性、抗?jié)B漏能力、抗碳化能力、耐久性和后期強度發(fā)展情況去檢查，蒸汽養(yǎng)護混凝土都比普通自然養(yǎng)護混凝土要差；常溫養(yǎng)護混凝土比相對低溫養(yǎng)護混凝土要差。據(jù)調查研究，北方工程混凝土的耐氯離子腐蝕能力、耐鋼筋銹蝕能力和耐碳化能力，普遍比南方工程的表現(xiàn)好。南方沿海高溫地區(qū)的工程，在混凝土耐久性方面受到的威脅最大。因此，對于一些暴露面積大、易受腐蝕、易被碳化的結構件，采用低溫養(yǎng)護技術，應

6、該是提高結構耐久性的一個好辦法。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.6研研 究究 范范 圍圍 一. 工程范圍在高溫地區(qū)采取相對的低溫養(yǎng)護技術對混凝土進行養(yǎng)護，是要付出經濟代價的，因此實施低溫養(yǎng)護的工程范圍應該有個限度。暴露面積大、易被腐蝕和易遭碳化的混凝土構 件，以不作厚實保溫隔熱層的屋面結構和碼頭面板結構為代表，尤其是大型薄殼屋面，板殼厚度一般只有4cm5cm，如果能進行低溫養(yǎng)護，則必能大幅度提高其抗腐蝕、抗碳化能力，延長結構使用壽命。二. 冷養(yǎng)時效冷養(yǎng)必須付出經濟代價，實施冷養(yǎng)時段不宜過長。薄板結構的

7、水泥水化熱升溫不高，宜盡量爭取早期進行低溫養(yǎng)護。在混凝土強度增長期養(yǎng)護效果會更好。只待實測的板內溫度接近板面氣溫時，即可開始降溫養(yǎng)護，究竟養(yǎng)護的時效如何，從什么時候開始降溫，養(yǎng)護到什么時候，降溫控制幅度如何，均應進行系統(tǒng)研究、廣泛實驗，待取得成果后才能進行推廣。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.7板面裂損癥狀板面裂損癥狀 大型殼體屋面、大型碼頭面板等板面因為耐腐蝕、耐碳化能力低而出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象，實際上也就是鋼筋銹蝕脹裂現(xiàn)象。加強板面混凝土，尤其是保護層混凝土的密實度就可以大幅度提高混凝土的抗腐蝕、抗碳化

8、能力，從而避免鋼筋銹蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，也就抑制了板面裂縫的出現(xiàn)。比如南方某大學禮堂的雙曲屋面板裂縫，就是因為薄板碳化導致鋼筋銹蝕引起的。同樣，上海展覽館的雙曲屋面出現(xiàn)裂縫，也與支承構件大小拱架無關，完全是由于殼體碳化導致鋼筋銹蝕脹裂引起的。要防止板殼裂縫出現(xiàn)，最好的辦法是對殼面進行低溫養(yǎng)護，以提高其密實度，增強其抗碳化能力。據(jù)報道，香港曾對93座平均壽命為23年的在用混凝土碼頭進行過調查，發(fā)現(xiàn)90%以上的碼頭面板由于抗氯鹽腐蝕和抗碳化能力不夠，也就是混凝土保護層的密實度不夠，因而遭到早期損壞，引起鋼筋銹蝕、脹裂，對工程安全的使用造成很大威脅。同樣，對國內華南地區(qū)進行的幾次碼頭護岸等大面積薄板或薄壁

9、進行抽樣調查，其受腐蝕與碳化程度也極其嚴重，鋼筋銹蝕脹裂損壞率高達74%89%,平均壽命只有25年。而對北方工程的抽查時，卻發(fā)現(xiàn)大面積薄板結構的銹蝕、脹裂現(xiàn)象要少得多，平均壽命要長得多。因此認為抑制大面積薄板混凝土的裂損癥狀的最好辦法是冷養(yǎng)技術。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.8板面裂損癥狀板面裂損癥狀 箱型橋梁的面板和腹板裂縫現(xiàn)象也是當前一個很突出的問題。與大面積屋面板或薄殼板相比，橋面板的厚度已不屬于薄板、薄壁或薄殼范疇，其致裂機理也有很大的不同，但橋面板或箱型梁腹板也有與大面積薄板相似的一個方面

10、，即其所處的環(huán)境條件一樣惡劣。很有必要提高橋面板或箱梁腹板的保護層混凝土密實度，以提高其相應的耐腐蝕、耐碳化能力，延長其壽命。因此，在橋梁工程中實施冷養(yǎng)也很有必要。核反應堆混凝土安全殼的殼板厚度已在1000mm以上，當然不能算作薄殼范疇了，按常規(guī)已屬于大體積混凝土范疇，所以其致裂機理也與薄板或薄殼完全不一樣。但從其面積大、要求抗?jié)B透壓力特高一點出發(fā)，又與大面積薄板混凝土有某些相似之處，其微裂現(xiàn)象也是應該控制的。所以對反應堆安全殼進行一定程度的低溫養(yǎng)護，也是很有益處的。第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.9冷

11、冷 養(yǎng)養(yǎng) 措措 施施 一. 先期降溫措施與習慣采用的大體積混凝土先期降溫措施完全相同(1) 盡量降低水灰比，以減少單位體積混凝土的水泥用量。建議盡量在大面積薄板混凝土中不采用高性能混凝土，這樣就可以將單位體積混凝土的水泥用量控制在300kg/m3以下。如果在薄板結構中采用高性能混凝土，板的厚度太薄，很不利于結構的防腐蝕、防 碳化。(2) 盡量使用低熱水泥、摻粉煤灰、石粉等摻合料的混合水泥。其顆粒偏粗一點，水泥水化熱就低，有利于降低早期的水泥水化升溫幅度。(3) 控制混凝土的入模溫度。有效辦法很多，但還要考慮到工程成本和經濟效益。最簡便的辦法之一是苫蓋砂石料，使之不受太陽曝曬；二是采用低溫井水調

12、制混凝土；三是不使用新出廠的水泥。當然最有效的措施是用冰水調制混凝土。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.10冷冷 養(yǎng)養(yǎng) 措措 施施 二. 水化升溫期降溫措施大面積混凝土不能像大體積混凝土一樣，可以采用體內埋管送冷降溫措施，也不可能采用表面冷卻措施，這樣會加大混凝土體內體外溫差幅度，促使混凝土表面冷縮裂縫的出現(xiàn)。適宜的辦法是要利用大面積混凝土體量單薄、散熱快的特點，適當加快表面散溫速度，但又要防止降溫速度過快引起表面干縮裂縫和表面冷縮裂縫。水化升溫期也是冷養(yǎng)收效最佳期，因此，控制這一時段的冷養(yǎng)溫度致關重要

13、。最有效的辦法是架空苫蓋混凝土表面，使之不受高氣溫或太陽輻射熱的干擾；使之既保持良好的通風條件，又擁有適宜的環(huán)境濕度和偏低的環(huán)境溫度。切不可采用草袋苫蓋等用于大體積混凝土養(yǎng)護的手段去養(yǎng)護薄壁混凝土，在有條件的情況下，采用蓄冷水養(yǎng)護或噴淋冷水養(yǎng)護效果最佳。三. 后期冷養(yǎng)措施等混凝土過了水化熱升溫階段，在正常環(huán)境條件下進行低溫養(yǎng)護，能收到良好的效 果。但又得控制工程成本，不可能采取其他正式的送冷風低溫養(yǎng)護等措施，唯一有效的辦法是，在后期養(yǎng)護中，絕對避免混凝土表面遭高溫曝曬。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.

14、11冷冷 養(yǎng)養(yǎng) 措措 施施 四. 充分利用低溫條件施工最經濟、最有效的冷養(yǎng)技術是充分利用天然條件和低溫季節(jié)，施工大面積薄板混凝 土，盡量避免在高溫季節(jié)澆筑薄殼屋蓋、碼頭面板等敏感性工程。尤其在北方人們往往因為擔心混凝土在低溫條件下結冰凍壞，而盡量回避低溫季節(jié)施工，當然這也是必要的。但是應該明白，混凝土尤其是大面積薄板混凝土的最佳施工氣溫是+5+10，千萬不能錯過了這一黃金時段。五. 測溫技術大面積混凝土因為體量薄、散熱快，不像大體積混凝土那樣會出現(xiàn)那么高的體內水化熱升溫，不需要進行那么嚴格及時的體內外溫度測量與監(jiān)控。因此，也就沒有必要進行溫度自動調控。但在薄板內留置少量的測溫孔，與養(yǎng)護條件下的

15、混凝土表面溫度進行對比觀測，總結冷養(yǎng)效果，還是必要的。每晝夜最少觀測兩次，一次在晚上或凌晨，一次在午后3點 左右。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.12質質 量量 監(jiān)監(jiān) 控控 冷養(yǎng)溫度最好控制在15以下，這當然還得盡量利用低溫季節(jié)施工的有利條件，在北方，是很容易實現(xiàn)的。在南方，在盛夏條件下施工，則創(chuàng)造+15以下的養(yǎng)護條件將付出一定的經濟代價，顯然是不受歡迎的。冷養(yǎng)效果可以用以下的質量檢測手段進行測試，以下是對比分析。(1) 混凝土強度對比：拉拔試驗；(2) 混凝土密實度對比：抗?jié)B試驗。只要混凝土的強度和

16、密實度有了提高，尤其是保護層的致密性有了提高，薄板結構的耐碳化與耐腐蝕能力就提高了，達到了冷養(yǎng)目的。無條件進行拉拔試驗和抗?jié)B試驗的工地，也可以用回彈試驗和放大鏡直接觀察的方 法，以分辨混凝土保護層的致密性。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.13經經 濟濟 效效 益益 在高溫條件下施工而采取冷養(yǎng)技術是要付出經濟代價的，只有不得已而為之。但只要能提高薄板尤其是薄殼混凝土的使用壽命1/3，其最終經濟效果仍是可觀的。盡量利用低溫季節(jié)施工薄板或薄殼混凝土，是完全可能實現(xiàn)的，尤其在北方地區(qū)爭取在+5+10條件下的黃金季節(jié)施工，更能收到良好的技術效果，達到延長結構壽命的目的，卻不必付出額外的經濟代價，這顯然具有很好的社會效益和經濟效益。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護溫度自動調控抗裂技術自動調控抗裂技術冷養(yǎng)技術冷養(yǎng)技術 21.14結結 語語