《《热天混凝土浇注》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《热天混凝土浇注》ppt课件（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热天混凝土浇注 Hot Weather Concreting,清华大学 土木工程系 覃维祖,影响蒸发速率的因素,热天是下列因素的任意组合，会加速水分散失和水泥水化速率，影响新拌或硬化混凝土的质量： 1）气温高 2）混凝土体温度高 3）相对湿度小 4）风速大 5）太阳辐射热强烈,热天的定义,1.概述,热天会给混凝土的拌合、浇注与养护带来一系列问题，影响其性质与服务性能。这些问题大多与高温时水泥水化速率的加快，以及新拌混凝土中水分蒸发的加快有关。水泥水化的速率又取决混凝土拌合物的温度、水泥组成和细度，所用外加剂等。,现行规范通常规定了混凝土的最高浇注温度，试图用其控制强度、耐久性、塑性收缩裂缝、温
2、度裂缝以及干燥收缩。但是热天浇注混凝土的情况非常复杂，以至于仅限制“浇注时”或“运达时”的最高温度还很不够。,1. 概述,1.概述,热天混凝土浇注产生的问题，在热带或干燥地区，一年的任何时候都可能遇到。而温度收缩产生的开裂在春秋季节通常更为严重，因为那时的日夜温差比较大。在气温一样的条件下，温和、潮湿的天气要比干燥天、风天、太阳天好办些。,概述,混凝土处于新拌状态可能遇到的问题包括： 需水量增加 坍落度损失速率增大 凝结加快 塑性收缩裂缝增多 控制含气量的难度增大,概述,混凝土处于硬化状态可能遇到的问题包括： 28d 和后期强度降低 裂缝增多 渗透性增大 钢筋锈蚀加剧 耐久性降低 表面外观的变
3、异更大,概述,与气候同时需要考虑的其它因素包括： 使用水化快的水泥 采用高强混凝土需要水泥用量大 配筋率大的薄断面，浇注和捣固困难 天气特别热时出于经济要不间断施工 采用收缩补偿（水泥）混凝土,热天混凝土浇注实践,要认识到：热天对混凝土造成的任何损害不可能完全减轻，因此需要在质量、经济与可实施性之间选择适当的折衷方案。 具体措施取决于工程类型、选用材料的特性，以及当地混凝土业处理高气温、高混凝土温度、低相对湿度、大风和阳光辐射热的经验。,热天混凝土浇注实践,当现场施工人员对热天混凝土浇注，或者对正在施工的工程类型缺乏经验是最麻烦的。临时应付难以奏效，应及早采取预防措施，加强对材料的评估、提前计
4、划和采购，以及各工序的配合。在热天开始混凝土施工之前，应安排妥当拌和、浇注、防护、养护、温度检测和混凝土试验的所有细节。,热天混凝土浇注实践,热天浇注可以减小或避免问题的办法有： 材料及配合比有热天成功使用的记录 采用预冷混凝土拌合物 拌合物稠度适于快速浇注和有效捣实 运送、浇注、振捣与抹面尽量不拖延 计划施工，避免混凝土暴露在不利环境中 浇注与养护过程保护混凝土避免水分散失,2. 热天对混凝土性能的影响,热天会对混凝土的性能带来许多不利影响，然而采用适当的方法可以尽量减小 混凝土强度、不透水性、尺寸稳定性，以及抗大气侵蚀、磨耗与化学腐蚀的性能都取决下列因素：选择并适当控制原材料和拌合物配比；
5、初始混凝土温度；风速；阳光辐射；浇注与养护期的湿度条件,热天对混凝土性能的影响,混凝土在高温中拌合、浇注和养护，早期强度通常发展迅速，但28d与后期强度随温度上升而降低。,30,20,水化速率加快1倍,40 ,水化速率加快2.4倍,混凝土养护温度对抗压强度的影响,热天对混凝土性能的影响,试验室试验证明了高温和缺乏养护对混凝土强度的不利影响： 将试件拆模后放在23、60相对湿度和38、25相对湿度下养护，28d强度仅为标准养护试件的73和62 试件浇注与放入养护室之间的间隔越长，强度降低越显著；表明养护不足与浇注温度高的组合，影响水化过程，降低强度 外加剂和粉煤灰可改善处于高温混凝土的性能，但若
6、养护不良带来的影响也更大。,粉煤灰混凝土,纯水泥混凝土,矿物掺合料的影响,塑性收缩开裂,塑性收缩开裂通常与热天在干燥气候条件下浇注混凝土密切相关。多见于暴露面积大的板体，但梁或其它构件也见得到。 在任何环境里，只要当泌水速率小于表面向外蒸发的速率都可能发生塑性收缩开裂 高气温、高混凝土温度和低湿度，几个因素单独或者组合，会引起表面迅速失水，产生塑性开裂。实验室研究中，混凝土在同样环境下浇注，开始时（04hr）用水量最少的蒸发率最大，但24hr蒸发水总量正相反。,外界环境,塑性收缩,塑性状态收缩变形不会传播开，仅影响局部,泌水速率 蒸发速率,开裂,混凝土表面,塑性收缩,塑性收缩裂缝,塑性收缩开裂
7、,在热湿环境里，即相对湿度很少低于80的地区，塑性收缩开裂现象较为罕见。,可能出现塑性收缩裂缝的混凝土温度与对应的相对湿度,设风速 16km/hr；气温与混凝土温差5.6,图1 美国混凝土协会(ACI)的蒸发速率图表,美国混凝土学会实用手册,蒸发速率图表,气温,混凝土温度,湿度,风速,蒸发速率,气温,5 15 25 35 ,4.0,3.0,2.0,1.0,Kg/m2/hr,38,32,塑性收缩开裂,从上表可以查出某一因素变化时带来的影响：例如温度为21的混凝土在气温21、相对湿度50、风速16km/hr 时浇注，其蒸发率相当于相同混凝土在无风时的 6 倍！,沙尘暴,塑性收缩开裂,当蒸发速率大于
8、1.0kg/m/hr时，就要小心普通混凝土发生塑性收缩开裂；掺有高效减水剂，水灰比小于0.4的混凝土，临界蒸发率应减小至0.5kg/m/hr。 当采用凝结缓慢的水泥，或掺有过量缓凝剂、粉煤灰（代替部分水泥），或采用预冷拌合物，凝结延迟时，出现塑性收缩开裂的几率增大。掺粉煤灰泌水减少，也是引起塑性收缩开裂的原因。 塑性收缩开裂一旦发生，难以闭合。,塑性收缩开裂,抹面时或抹面后天气对混凝土的影响： 1）气温和湿度维持不变，风速从8km/h增大到32km/h时，蒸发率增大300； 2）湿度和风速维持不变，气温从16升高到32，蒸发率增大300； 3）气温和风速维持不变，湿度从90降低到70，蒸发率增
9、大300； 4）风速从8km/h增大到32km/h、气温从16升高到32，湿度从90降低到70，蒸发率增大900。,混凝土的温度,混凝土温升带来的不利影响： 配制一定坍落度拌合物的需水量随时间而增大；拌合时间一定，获得所需坍落度用水量随温升增大 用水量增加使强度和耐久性降低干缩加大 坍落度损失提前并加快使运输和浇注困难 干燥天气里出现塑性收缩裂缝的几率增加 暴露面大时，水化速率加快，使体内外温差加剧，可能引起热裂缝 早期养护更为关键，否则害处更大,环境条件,对所有类型的工程都规定一个热天浇注的环境或混凝土最高温度，由于差异太大而不切合实际 。一种具体情况下的限制，可能对另一种情况就不适用。在2
10、438范围里，针对每一具体情况，有一个温度限制可以取得最佳效果，这需要通过在工地试拌，或者按预计施工时可能遇到的最高温度，而不是在20标准条件下进行试拌来确定。,需水量,水作为混凝土的组分之一，影响新拌和硬化混凝土的许多性能。水温越高，混凝土温度越高。而且当温度越高时，获得一定坍落度所需用水量也越大。多加水使水灰比或水胶比增大，降低强度、耐久性、水密性和其它性能。任何条件下混凝土浇注用水量多都有不利影响，对于热天混凝土浇注当然更需要严格控制。,需水量,图示表明混凝土温度升高在拌合水固定时对坍落度的一般影响： 温度每升高10 ，坍落度约减小2.5cm;该图还表明不同温度下增大2.5cm坍落度需水
11、量的变化。对于20 的混凝土，每增大2.5cm坍落度，需水量增加2.5；对于50 的混凝土，每增大2.5cm坍落度，需水量要增加4.5。当然，在使用减水剂或高效减水剂时，改变坍落度需要增加的水量减小。,需水量,由于混凝土需水量增加，干缩增大。在收缩率较高时，易于开裂。当已经在高温硬化时，若遇到迅速降温，开裂趋势就更为严重。,降温,由于水的比热为水泥或骨料的45倍，因此拌合水温对混凝土的温度影响最大。水温也其它组分易于控制，且用水量也少，降低水温可以降低混凝土浇注温度，但通常不大于4.5。冷却水量取决配合比与骨料含水量。通常降低水温2.02.2，可降低混凝土温度0.5。 不仅要尽量降低水温，还要
12、将储存和运输水的容器、水管和车辆隔热并涂刷白漆，以尽量保持低温。,降温,用冰作为一部分拌合水，是目前降低混凝土温度最常用的方法，仅融解热就有335 J/g。将碎冰、刨冰或片冰直接加到搅拌机里最有效。在遇到其它组分之前，不要让冰融化，但是拌合又要求它全部融化再结束。为使几种原材料更迅速地混合，不要把全部拌合水都用冰，而限制它不要超过75，与配比和骨料含水有关。骨料上的自由水要尽量少，以便让冰和冷水尽量多。要防止碎冰在储存期间结块。,水泥的影响,图中显示用不同品牌水泥，与缓凝剂搭配对混凝土凝结时间的延缓效果。在38时，终凝最多可以延缓2.5hr。在38时用凝结最慢的水泥配制的混凝土，在10 时凝结
13、变得最快了。通常采用凝结较慢的水泥，可以改善热天浇注时的工作性能，但是要注意：这样也比较易于出现塑性收缩裂缝，因此需要及早覆盖。,水泥的影响,采用水化较缓慢的水泥可以降低温峰，减小出现热裂缝的危险。但还要注意尽量少用水泥。获得早期强度高的水泥，初始养护温度也就会比较高。因此需要注意防护使其降温期间不出现热裂缝。水泥到货时的温度很高，现在已是常见现象。水泥温度升高4，就会使混凝土温度升高1,因此需要限制水泥入机口最高温度不高于75,具体限制要视情况而定。如果水泥有出现假凝的趋势，那么坍落度损失肯定显著，尤其在热天。,掺合料,这类材料首先是粉煤灰和其它天然火山灰，以及磨细高炉矿渣。凝结快的水泥在热
14、天遇到的种种问题，可以通过添加掺合料，减少水泥用量得到缓解。,化学外加剂,不同类型外加剂可用于抵消热天混凝土浇注引起的问题，包括降低需水量、延长使用期，与同一混凝土在较低温度下获得的强度可比或更高，具体效果取决于混凝土中所用水泥等条件。缺乏以往用于热天混凝土浇注成功记录的外加剂在使用前应进行评定试验。,化学外加剂,缓凝剂具备缓凝和减水功能，广泛用于热天混凝土浇注。缓凝减水剂通常可以提高混凝土强度，结合配合比的调整，能够抵消热天的影响。与不掺外加剂的混凝土相比，掺有缓凝减水剂的坍落度损失率比较大。通过增大初始坍落度补偿损失后，减水和其它好处仍然是显著的。,化学外加剂,羟基羧酸等外加剂会增大混凝土
15、早期泌水和泌水速率，对避免高温和低湿度浇注混凝土表面的干燥有益。如果外加剂降低抗拉强度与拉伸应变能力，塑性收缩趋势会加大；另一些外加剂会减小泌水率，当表面由于干燥结硬皮，阻碍泌水上升到表面时会引起剥落。采用喷雾或蒸发延缓剂，或两者并用可以避免这种情况。易于泌水的混凝土通常采取在其后进行二次振捣，否则沉降差异会导致钢筋或靠近表面的埋设件上方开裂，在冷天和使用慢凝混凝土时比热天更易出现开裂。,化学外加剂,高效减水剂和高效缓凝减水剂在热天用于生产流动混凝土很有益。坍落度大时，混凝土拌合时内摩擦生热减小，可以改善其工作性，更快地浇注与捣实，拌合与浇注的间隔也能缩短；流动混凝土在高温时的坍落度损失率比使
16、用普通缓凝剂时小。混凝土强度比不掺外加剂，水泥用量相同的混凝土提高。有时泌水增大，既有好处，也需要小心其副作用。含气量要检测，保持适当，对受冻融作用的混凝土，要检测孔径分布和孔结构。,化学外加剂,有些高效减水剂可以改善混凝土高温时的坍落度损失率，但有些正相反，特别是坍落度大时，明显加大损失率。前者在运输距离长，或等待浇注时间长时特别有益。 高效减水剂品种与掺量的确定，需要在应用前进行试验，有时还需要通过现场热天浇注试用，检测的性能除坍落度保持性、凝结时间等，还包括工作度、泵送性、早期强度发展、浇注和抹面性、外观以及对模板周转使用的影响。,缓凝减水剂与粉煤灰,在热天掺用缓凝减水剂或粉煤灰两者延缓凝结时间的效果有差异。当搅拌时间明显延长，掺缓凝减水剂混凝土的凝结会反而加快，但掺粉煤灰混凝土的凝结仍然延缓，这是因为
