大体积混凝土水化热控制施工技术在桥梁工程中的应用
贾鑫
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贾鑫,. 大体积混凝土水化热控制施工技术在桥梁工程中的应用[J]. 动力技术研究,2021.1. DOI:10.12721/ccn.2021.159123.
摘要:
大体积混凝土施工技术是桥梁施工阶段常用的技术方法,这主要是基于受众对桥梁的实际使用需求,导致桥梁大多都存在跨度比较大的情况。而在混凝土施工阶段中,经常会出现水化热问题,这会直接影响混凝土的使用价值。基于此,本文从水化热问题的基本特点方面展开分析,结合工程具体施工流程,确定容易影响混凝土施工质量的因素有哪些,从中合理制定出控制水化热的方案,最终全面提升工程建设质量及水平。
关键词: 桥梁工程大体积混凝土水化热
DOI:10.12721/ccn.2021.159123
基金资助:

基于混凝土的质量问题会直接影响桥梁工程的整体建设质量和使用性能,尤其是在大体积混凝土施工阶段,必须要科学管控混凝土质量。这要求施工单位结合常见的质量问题,分析引发问题的原因,及时制定解决对策。本文主要探讨的是混凝土泥浆在使用过程中经常出现的水化热问题:

1.简述混凝土产生水化热问题的原因及其特点

在制定水化热的控制方案时,需要先从施工具体流程中,分析出造成水化热现象的原因,介绍该问题的特点及危害。

1.1基本原因

从大体积混凝土施工中水化热的产生因素来看,一般在利用硅酸盐水泥与水搅拌之后,就会产生一些水化反应,从而产生一些热量。比如铝酸三钙水化、硅酸三钙水化、铁相固溶体水化等。这些放热反应产生的热量大小容易受到水泥中矿物成分比例和水泥细度的影响,从而对大体积混凝土结构产生不同程度的影响,进而产生水化热现象。

1.2主要特征

从大体积混凝土在建筑工程中的相关应用调查中可以发现,水泥产生的水化放热量一般集中在混凝土施工后的三天到一周之内,后期产生的水化热量会随时效逐渐降低。对大体积混凝土结构进行分析,当水化热出现之后,混凝土内部就会产生积热升温。而混凝土的导热性能较低,当混凝土内部聚集的热量逐渐增多时,混凝土结构本身能够起到的热消除作用甚微。此时,需要通过人工降温等辅助措施进行热消除处理,从而对混凝土结构的内外温差进行调控,以降低大体积混凝土裂缝出现的概率。

大体积混凝土结构内部在散热过程中,容易受到一些因素的限制而导致混凝土内部的温度应力变大,进而加大大体积混凝土裂缝发生的概率。基于此,如何科学处理水化热问题,提升混凝土结构质量,就是桥梁工程施工阶段中,相关施工单位的基本任务之一。

2.科学控制混凝土水化热问题的具体方法

针对大体积混凝土施工阶段普遍存在的水化热问题,施工单位应当着重结合基础施工流程中可能会对混凝土质量产生影响的环节,展开规范化的管理工作。

2.1材料选择工作

如果水泥质量不达标,在使用环节中极易发生水化反应,进而造成材料的浪费。施工人员应根据桥梁工程建设需要和国家标准规定,确定水泥的强度等级,优选高质量的水泥材料。从水泥种类来看,不同的水泥产生的水化热也不同。若水泥中的硅酸三钙或者铝酸三钙的比例较多,其水化热程度也会相应上升。应该选择一些水化热程度较低的复合材料进行混凝土配比,避免选择硅酸盐水泥等水化热性能高的材料,可以选择普通硅酸盐水泥或者矿渣水泥。

2.2泥浆混合工作

首先,泥浆配比方案是否科学,各种材料的质量、材料的添加量、添加顺序及混合搅拌的均匀性等方面的问题,都会影响混凝土的最终使用价值。因此,应先对进场材料质量进行严格的检查。其次,应当进行配比试验,制作试样,观察混凝土内部各种材料在混合过程中是否会发生化学反应,观察泥浆的坍落度是否达标。同时,针对水化热问题,合理挑选外加剂,使水泥的水化热程度得到良性控制。其中比较常用的外掺剂有膨胀剂、减水剂和缓凝剂。将膨胀剂应用到大体积混凝土配比中,能够使混凝土的内部产生内压应力,能对温差产生的收缩应力起到一定的抑制作用,从而达到降低混凝土裂缝概率的目的。通过在大体积混凝土配比阶段掺入一定比例的减水剂,能够产生一定的增塑作用与减水作用,而缓凝剂则能使混凝土放热速率得到延迟。这些都是控制水化热问题的关键方法,需要控制好外加剂的使用量。

2.3温度管控工作

应有序展开温度控制工作,关注泥浆的运输、浇筑和养护温度变化情况。以浇筑阶段为例,混凝土对温度有一定的要求,如果环境温度比较低,会加快混凝土的凝固速度,而如果桥梁施工阶段选择的是分层浇筑法,则可能会导致底层混凝土已经凝固,但是上层混凝土还没有浇筑完成,进而造成混凝土分层的情况。这就需要使用专业技术及设备进行温度管控工作,其中,蓄热保温技术主要是在大体积混凝土表面覆盖保温层,对混凝土表面的温度进行控制,从而使混凝土内外温差控制在合理的范围之内。

而如果环境温度过高,则应当及时使用冷却技术。利用冷却水进行循环降温处理,从而对混凝土的温差进行控制。对这两种控制方式进行分析可知,这两种方式都是对大体积混凝土内外温度进行改变,从而使混凝土温差控制在一定范围内。

2.4优化现场施工方案

在进行桥梁工程的大体积混凝土施工时,一般都会采用分块浇筑或者分层浇筑的方式进行施工,即采用薄层浇筑技术对大体积混凝土进行逐层浇筑。这种施工方式能够加快混凝土内部散发热量的效率,从而对大体积混凝土水化反应时产生的热量进行控制。在进行分块浇筑作业时,可以选择后浇带方式进行各分块之间的连接。在浇筑过程中,施工人员应该适当的利用振捣器进行振捣处理,使侧模和浇筑层面之间的距离控制在五厘米到十厘米之内。最后,要通过科学展开养护工作,来保障混凝土能够顺利凝固,进而达到控制水化热问题的目的,提高工程的整体施工质量,确保桥梁建设任务能及时收工。

结语:施工单位在进行水化热的控制工作时,要先分析出水泥材料种类、质量及添加量与水化热问题之间的关联性,合理做好材料选择工作,并采用制作试样的方式,完成混凝土的科学调配。同时,关注混凝土施工时的温度问题,规范施工流程,严格有序的做好浇筑、振捣、养护等基础施工任务,以发挥出混凝土材料的使用价值,避免由于水化热问题造成材料浪费及经济损失。

参考文献:

[1]张海雄.浅析桥梁工程大体积混凝土水化热控制施工技术的应用[J].装饰装修天地,2018,(11):334-337.

[2]柏松.桥梁工程大体积混凝土水化热控制施工技术应用研究[J].建筑·建材·装饰,2019,(5):50.

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