精華大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度主動調(diào)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(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.1 返回總目錄 第第2121章章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.2教學(xué)提示：這章雖然沒有多少新鮮的內(nèi)容，但冷養(yǎng)技術(shù)卻是一個全新的概念，希望得到工程學(xué)術(shù)界廣泛的支持與認(rèn)同。教學(xué)要求：希望引導(dǎo)學(xué)生以批判的精神來討論這項技術(shù)，以求改進(jìn)。利用高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土以促進(jìn)其強(qiáng)度發(fā)展已是一種成熟的技術(shù)，

2、但是利用低溫條件養(yǎng)護(hù)混凝土以改善混凝土的密實度、增強(qiáng)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(qiáng)度是一種短期行為，還會產(chǎn)生一定的副作用，且要付出一定的經(jīng)濟(jì)代價。而利用冷養(yǎng)技術(shù)改善混凝土的密實度，增強(qiáng)混凝土的耐久性，則是一個符合工程安全長遠(yuǎn)利益的根本性問題。因此，冷養(yǎng)技術(shù)是一種能創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟(jì)利益，更受歡迎的新技術(shù)。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.3課 題 背 景 板面裂損癥狀 質(zhì) 量 監(jiān) 控 本章內(nèi)容本章內(nèi)容結(jié) 語 研 究 范 圍 冷 養(yǎng) 措 施 思考題與習(xí)題經(jīng) 濟(jì) 效 益 第二十一

3、章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.4課課 題題 背背 景景 一. 從冬天剝蔥得到的啟發(fā)在嚴(yán)冬的低溫條件下，蔥皮裹得緊緊的、嚴(yán)嚴(yán)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(jié)構(gòu)為了適應(yīng)環(huán)境，自我保護(hù)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(jié)構(gòu)，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)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(jié)實，有很強(qiáng)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(jié)構(gòu)、營養(yǎng)水平、

4、鍛煉條件并無因果關(guān)系。這也是人體結(jié)構(gòu)在適應(yīng)環(huán)境條件下的一種自然表現(xiàn)。與結(jié)實的蔥皮一樣，結(jié)實的人體結(jié)構(gòu)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(yīng)該為混凝土結(jié)構(gòu)盡量營造一個較適宜的低溫環(huán)境的養(yǎng)護(hù)條件。第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.5課課 題題 背背 景景 三. 從混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)到冷汽養(yǎng)護(hù)在北方，要進(jìn)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(xí)慣采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法?；炷猎?0以上的高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)下，強(qiáng)度發(fā)展很快；在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度203，相對濕度90%以上）下要28天才能達(dá)到的混凝土強(qiáng)度；

5、在蒸汽養(yǎng)護(hù)下只需幾個小時就可以快速達(dá)到。在混凝土預(yù)制構(gòu)件廠，為了提高功效，也普遍采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法組織連續(xù)生產(chǎn)，這確實是一個好辦法。但是人們也普遍注意到，蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土雖然有理想的早期強(qiáng)度，卻沒有理想的后期強(qiáng)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(qiáng)度發(fā)展情況去檢查，蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土都比普通自然養(yǎng)護(hù)混凝土要差；常溫養(yǎng)護(hù)混凝土比相對低溫養(yǎng)護(hù)混凝土要差。據(jù)調(diào)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(jié)構(gòu)件，采用低溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)，應(yīng)

6、該是提高結(jié)構(gòu)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(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 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(hù)技術(shù)對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，是要付出經(jīng)濟(jì)代價的，因此實施低溫養(yǎng)護(hù)的工程范圍應(yīng)該有個限度。暴露面積大、易被腐蝕和易遭碳化的混凝土構(gòu) 件，以不作厚實保溫隔熱層的屋面結(jié)構(gòu)和碼頭面板結(jié)構(gòu)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(jìn)行低溫養(yǎng)護(hù)，則必能大幅度提高其抗腐蝕、抗碳化能力，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。二. 冷養(yǎng)時效冷養(yǎng)必須付出經(jīng)濟(jì)代價，實施冷養(yǎng)時段不宜過長。薄板結(jié)構(gòu)的

7、水泥水化熱升溫不高，宜盡量爭取早期進(jìn)行低溫養(yǎng)護(hù)。在混凝土強(qiáng)度增長期養(yǎng)護(hù)效果會更好。只待實測的板內(nèi)溫度接近板面氣溫時，即可開始降溫養(yǎng)護(hù)，究竟養(yǎng)護(hù)的時效如何，從什么時候開始降溫，養(yǎng)護(hù)到什么時候，降溫控制幅度如何，均應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)研究、廣泛實驗，待取得成果后才能進(jìn)行推廣。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 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(qiáng)板面混凝土，尤其是保護(hù)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(xué)禮堂的雙曲屋面板裂縫，就是因為薄板碳化導(dǎo)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(gòu)件大小拱架無關(guān)，完全是由于殼體碳化導(dǎo)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(jìn)行低溫養(yǎng)護(hù)，以提高其密實度，增強(qiáng)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(jìn)行過調(diào)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(hù)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(nèi)華南地區(qū)進(jìn)行的幾次碼頭護(hù)岸等大面積薄板或薄壁

9、進(jìn)行抽樣調(diào)查，其受腐蝕與碳化程度也極其嚴(yán)重，鋼筋銹蝕脹裂損壞率高達(dá)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(jié)構(gòu)的銹蝕、脹裂現(xiàn)象要少得多，平均壽命要長得多。因此認(rèn)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(shù)。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 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(dāng)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(jī)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(hù)層混凝土密實度，以提高其相應(yīng)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(yīng)堆混凝土安全殼的殼板厚度已在1000mm以上，當(dāng)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(jī)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(yīng)該控制的。所以對反應(yīng)堆安全殼進(jìn)行一定程度的低溫養(yǎng)護(hù)，也是很有益處的。第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.9冷

11、冷 養(yǎng)養(yǎng) 措措 施施 一. 先期降溫措施與習(xí)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(jié)構(gòu)中采用高性能混凝土，板的厚度太薄，很不利于結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)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(diào)

12、制混凝土；三是不使用新出廠的水泥。當(dāng)然最有效的措施是用冰水調(diào)制混凝土。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 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(nèi)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(nèi)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(dāng)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(guān)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(fēng)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(hù)的手段去養(yǎng)護(hù)薄壁混凝土，在有條件的情況下，采用蓄冷水養(yǎng)護(hù)或噴淋冷水養(yǎng)護(hù)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(jìn)行低溫養(yǎng)護(hù)，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(fēng)低溫養(yǎng)護(hù)等措施，唯一有效的辦法是，在后期養(yǎng)護(hù)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(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 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(jīng)濟(jì)、最有效的冷養(yǎng)技術(shù)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(dān)心混凝土在低溫條件下結(jié)冰凍壞，而盡量回避低溫季節(jié)施工，當(dāng)然這也是必要的。但是應(yīng)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(shù)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(nèi)水化熱升溫，不需要進(jìn)行那么嚴(yán)格及時的體內(nèi)外溫度測量與監(jiān)控。因此，也就沒有必要進(jìn)行溫度自動調(diào)控。但在薄板內(nèi)留置少量的測溫孔，與養(yǎng)護(hù)條件下的

15、混凝土表面溫度進(jìn)行對比觀測，總結(jié)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(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.12質(zhì)質(zhì) 量量 監(jiān)監(jiān) 控控 冷養(yǎng)溫度最好控制在15以下，這當(dāng)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(hù)條件將付出一定的經(jīng)濟(jì)代價，顯然是不受歡迎的。冷養(yǎng)效果可以用以下的質(zhì)量檢測手段進(jìn)行測試，以下是對比分析。(1) 混凝土強(qiáng)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(qiáng)度和

16、密實度有了提高，尤其是保護(hù)層的致密性有了提高，薄板結(jié)構(gòu)的耐碳化與耐腐蝕能力就提高了，達(dá)到了冷養(yǎng)目的。無條件進(jìn)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(hù)層的致密性。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.13經(jīng)經(jīng) 濟(jì)濟(jì) 效效 益益 在高溫條件下施工而采取冷養(yǎng)技術(shù)是要付出經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)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(shù)效果，達(dá)到延長結(jié)構(gòu)壽命的目的，卻不必付出額外的經(jīng)濟(jì)代價，這顯然具有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度第二十一章大面積薄板混凝土養(yǎng)護(hù)溫度自動調(diào)控抗裂技術(shù)自動調(diào)控抗裂技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù)冷養(yǎng)技術(shù) 21.14結(jié)結(jié) 語語