試論溫度對(duì)混凝土性能的影響

文/陳超，江蘇大學(xué)土力學(xué)院

1 國內(nèi)外對(duì)于混凝土外表保溫的措施

美國對(duì)混凝土構(gòu)造表面保溫的器重是在50 年代開始到現(xiàn)在：早前階段美國底特律壩基本上使用的是泡沫塑料板和紙板進(jìn)行保溫，然而效用卻并不如預(yù)期，且耐用性也差；相似的還有平頂巖壩側(cè)面，采用2.5 cm 厚泡沫塑料，頂面鋪5cm 厚砂層；大約瑟夫壩正面用2.5cm 厚紙板，頂面鋪砂；索墩壩正面用2.5cm 隔音板，側(cè)面用砂層保溫。直到1953 年，由于混凝土預(yù)冷技術(shù)的發(fā)展完善，逐漸形成了一套溫控思路與施工方法。前蘇聯(lián)因?yàn)槠鋹毫拥牡蜏乩鋬鰲l件，其混凝土保溫材料的發(fā)展充滿坎坷。1957-1961 年在西伯利亞酷寒地域的布拉茨克水壩的施工中，采用了更為嚴(yán)峻的標(biāo)準(zhǔn)和工藝來管控混凝土溫度，選用在兩層2.8cm 厚的木板中填4.7cm 刨花的隔熱模板,局部采用70cm 厚的預(yù)制混凝木板。但依舊存在耐久性差的問題，直至上世紀(jì)70 年代以后使用了托古托古爾施工法才基本上解決了問題。

我國1980 以后，塑料工業(yè)進(jìn)展迅猛，所以主要的表面絕緣材料就變成了泡沫塑料。但有機(jī)保溫材料耐久性較差，設(shè)計(jì)壽命大約只有20 年，而修筑的壽命卻大概有55 至100 年，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)材料使用年限。這意味著在一棟建筑的運(yùn)行期內(nèi)可能需要四到五次保溫施工才能中止，并且大部分無機(jī)保溫材料也同樣具有易燃性，燃燒后會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)污染環(huán)境。新型的泡沫混凝土是一種環(huán)境友好型材料，它指將發(fā)泡劑用機(jī)械方式發(fā)泡然后與水泥漿混合均勻形成一種含有大量封閉氣孔的新型保溫混凝土。在標(biāo)準(zhǔn)施工下，泡沫混凝土可以堅(jiān)持一百年而不壞，可以滿足建筑物使用期內(nèi)的保溫需要，降低后期維護(hù)的成本。它優(yōu)秀的隔熱性也大大降低了火災(zāi)隱患，不會(huì)向環(huán)境散發(fā)有毒物質(zhì)。因此開發(fā)新型泡沫混凝土材料是今后建筑保溫材料發(fā)展的方向。

2 低溫條件對(duì)混凝土施工的影響及其預(yù)防措施

在北方的一些城市，每年都會(huì)有長時(shí)間的低溫環(huán)境，為了盡量避免低溫度對(duì)混凝土的不良影響，在其施工過程中能夠采取以下這些工業(yè)方法。第一，提高混凝土的混合比。當(dāng)混凝土在低溫下工作時(shí)，要求混凝土具備較高的早期強(qiáng)度，此時(shí)可以使用早期強(qiáng)度水泥，適當(dāng)增加水泥用量，借此來提高混凝土的早期強(qiáng)度。第二，要提高混凝土某些組成部分的溫度，必須先將混凝土中的冰粒熔化，然后再將混凝土混合，當(dāng)露天堆中的混凝土材料含有凍結(jié)的粒子，以防止物料在攪拌和澆注過程中的聚集。..假如加熱水不足以提高混凝土溫度，則不應(yīng)不加熱集料，但溫度不應(yīng)跨越52℃。第三，也能夠摻入混凝土外加劑。此措施也能夠?qū)崿F(xiàn)加快混凝土的凝結(jié)和提高早期強(qiáng)度的初衷。第四，對(duì)混凝土進(jìn)行正當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)和保溫，混凝土應(yīng)在7-21℃下水化凝固，要混凝土澆筑后的前3 天之內(nèi)溫度不可以低于10℃，最好能長時(shí)間保持在21℃左右。

3 高溫條件對(duì)混凝土施工的影響及其預(yù)防措施

討論高溫條件下混凝土施工，從實(shí)際角度出發(fā)，也就是討論夏季或者溫度常年偏高地區(qū)混凝土施工的問題。夏季或高溫地域混凝土施工問題主要包含兩個(gè)方面，一方面是混凝土的拌制和運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)任務(wù)，修建人員能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，用粉煤灰和減水劑代替水泥，從而適當(dāng)縮小水泥用量，在穩(wěn)定混凝土構(gòu)造的前提下還可以減少用料。同時(shí)，在條件允許的情況下，可以適當(dāng)?shù)卦黾泳奂?。假如混凝土運(yùn)輸間隔過長，施工人員可以增加適當(dāng)?shù)木從齽﹣砉芸鼗炷恋哪虝r(shí)間，然而必須留意的是，緩凝劑的用量不可以過多，以適量為主，尤其是關(guān)于面積較大的混凝土，錯(cuò)誤的使用會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低甚至凝結(jié)硬化速度變慢。

目前，混凝土的保護(hù)主要包含早期維護(hù)和成品維護(hù)兩個(gè)階段。養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)在施工完成后或在混凝土初次澆筑后立即進(jìn)行。剛澆筑的混凝土在 7 天之后就會(huì)處于軟化階段，所以在這7 天之內(nèi)，混凝土的養(yǎng)護(hù)必須嚴(yán)格恪守國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的養(yǎng)護(hù)齡期，使其處于充沛潤濕狀態(tài)，不然其外表很容易脫水而發(fā)生干裂，嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量和品質(zhì)。此外，混凝土澆筑完成后，進(jìn)行拆模任務(wù)之前，一定要等到混凝土達(dá)到規(guī)定的硬度，這樣才能防止裂痕的產(chǎn)生，使混凝土的整體質(zhì)量得到加強(qiáng)。在大面積樓板工程混凝土的養(yǎng)護(hù)中應(yīng)使用固化劑，這是一種更實(shí)用、更方便的養(yǎng)護(hù)方法。

4 結(jié)語

混凝土在建筑施工過程中擔(dān)任的重要位置是不可代替的。因而混凝土構(gòu)造的穩(wěn)定性十分重要，溫度變化作為影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素之一，也必將是今后土木工程與建筑行業(yè)研究的重點(diǎn)。作為今后投身于建筑事業(yè)的成員，必須不斷學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)來擴(kuò)展自己的專業(yè)儲(chǔ)備庫以及提高從業(yè)綜合素養(yǎng)。在工作領(lǐng)域加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的研究，明確溫度對(duì)混凝土的影響，并掌握其應(yīng)對(duì)措施，開發(fā)更環(huán)保綠色和更高效的新型材料，從而從根本上使混凝土質(zhì)量得到加強(qiáng)，確保建筑工程符合國家標(biāo)準(zhǔn)，為居民提供舒適和優(yōu)越的住房環(huán)境，拉動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展的初衷。