一種地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫防裂方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域、混凝土裂縫控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫防裂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土，例如地下軌道交通側(cè)墻、建筑工程地下側(cè)墻等，其開(kāi)裂問(wèn)題已是混凝土工程領(lǐng)域的一個(gè)十分難以解決和克服的問(wèn)題，其開(kāi)裂方式主要表現(xiàn)為溫度開(kāi)裂，尤其是夏季高溫的環(huán)境下，混凝土入模溫度難以降下來(lái)，混凝土水化溫升較高，往往導(dǎo)致嚴(yán)重的溫度裂縫。
[0003]目前減少地下側(cè)墻溫度裂縫的方法主要有添加劑法和物理降溫法，添加劑法主要是使用水化熱調(diào)控材料和膨脹劑，其可以在一定程度上緩解混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的數(shù)量，但要更好的解決或減少混凝土的裂縫，往往需要將物理降溫法和添加劑法結(jié)合起來(lái)，但現(xiàn)有技術(shù)中物理降溫法難以達(dá)到較為理想的效果，尤其在夏季高溫時(shí)節(jié)，采用普通的骨料降溫和加冰的方式，混凝土的入模溫度亦難以控制在28°C以下，技術(shù)效果不明顯。現(xiàn)有公開(kāi)的技術(shù)中，有諸多防治混凝土裂縫的方法，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210528669.9的專(zhuān)利公開(kāi)了一種基于自動(dòng)測(cè)溫降低溫度應(yīng)力的墻體養(yǎng)護(hù)方法，該專(zhuān)利是溫度傳感器測(cè)試混凝土內(nèi)溫度，然后采用對(duì)模板淋水的方式進(jìn)行對(duì)混凝土物理降溫，其墻體內(nèi)部混凝土達(dá)到溫峰時(shí)，停止噴淋，轉(zhuǎn)而采用覆蓋薄膜的形式對(duì)混凝土進(jìn)行保溫保濕，以免墻體降溫速率過(guò)快而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，該專(zhuān)利僅在混凝土溫升階段采取淋水的物理降溫方法，難以對(duì)混凝土溫降階段的降溫進(jìn)行準(zhǔn)確控制，而且采用淋水的方法，對(duì)混凝的降溫程度不理想，而且難以保證在降溫過(guò)程中，混凝土的應(yīng)力發(fā)展是否得到合理的控制，難以達(dá)到較好的技術(shù)效果；申請(qǐng)?zhí)枮?01410244458.1的專(zhuān)利公開(kāi)了一種長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護(hù)裝置及其養(yǎng)護(hù)方法，該專(zhuān)利采用通過(guò)在長(zhǎng)墻混凝土結(jié)構(gòu)表面外設(shè)置小水慢淋的保濕裝置加外覆蓋塑料薄膜及保溫材料的保溫裝置，控制混凝土里表溫差，降低混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力，從而減少混凝土的溫度裂縫，主要用于解決氣候干燥和晝夜溫差大的環(huán)境下的長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題，該專(zhuān)利的技術(shù)方法采用了 GB50496《大體積混凝土施工規(guī)范》的溫度控制指標(biāo)，可對(duì)混凝土的溫度控制起到一定的作用，但長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)的墻體厚度主要為40cm?120cm，大部分長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)達(dá)不到大體積混凝土的定義范圍，但溫度裂縫均相當(dāng)普遍，尤其在夏季高溫時(shí)，溫度裂縫十分嚴(yán)重，因此《大體積混凝土施工規(guī)范》中的溫度指標(biāo)并不適用于長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)混凝土，尤其不適用于夏季高溫環(huán)境下地下側(cè)墻混凝土的溫度裂縫問(wèn)題；申請(qǐng)?zhí)枮?01510322945.X的專(zhuān)利公開(kāi)了一種地下室外墻的養(yǎng)護(hù)方法，該專(zhuān)利是采用帶模噴淋和拆模后對(duì)混凝土表層進(jìn)行控溫，使混凝土表層形成一種混凝土恒溫層，在混凝土降溫過(guò)程中，恒溫層內(nèi)部混凝土收縮使混凝土恒溫層產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而避免混凝土溫降過(guò)程中產(chǎn)生溫度裂縫，但該方法存在設(shè)計(jì)和理論上的缺陷:混凝土溫度裂縫是由于混凝土表面溫度下降過(guò)快或里表溫差過(guò)大導(dǎo)致表層混凝土的拉應(yīng)力大于混凝土的極限拉應(yīng)力而產(chǎn)生的開(kāi)裂，該專(zhuān)利僅考慮到了混凝土在溫降過(guò)程中的混凝土溫度應(yīng)力的問(wèn)題，在溫升過(guò)程中，將表層混凝土設(shè)定為恒溫層，內(nèi)部混凝土的溫升較高時(shí)，內(nèi)部混凝土產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致表層混凝土產(chǎn)生較拉應(yīng)力，因此在混凝土溫升過(guò)程中，即有可能導(dǎo)致較嚴(yán)重的溫度裂縫的出現(xiàn)。
[0004]以上所述的現(xiàn)有技術(shù)方法以及諸多相關(guān)的溫度裂縫控制技術(shù)均難以較好地解決夏季高溫環(huán)境時(shí)地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土的溫度裂縫問(wèn)題，因此有必要發(fā)明一種可大幅降低混凝土入模溫度和水化溫度的技術(shù)方法，從根本上解決混凝土的溫度裂縫問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土，為解決夏季高溫環(huán)境下混凝土入模溫度難以降低、混凝土溫升較高等因素導(dǎo)致的混凝土溫度裂縫問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫防裂方法，具體是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫防裂方法，包括如下步驟:
[0007](I)在施工前，通過(guò)應(yīng)力試驗(yàn)測(cè)試?yán)L制出混凝土隨齡期變化的極限拉應(yīng)力發(fā)展曲線，并備好設(shè)備及配件:控溫模板、智能控制系統(tǒng)、制冷機(jī)、應(yīng)力計(jì)、溫度傳感器、毛細(xì)管負(fù)壓傳感器；
[0008]所述控溫模板包括鋼板結(jié)構(gòu)和保溫材料板，鋼板結(jié)構(gòu)為混凝土接觸面，鋼板結(jié)構(gòu)與保溫材料板形成中空結(jié)構(gòu)，保溫材料板的四角處各設(shè)有一個(gè)通氣接口，通氣接口與所述中空結(jié)構(gòu)相連通，相鄰控溫模板的通氣接口可通過(guò)接管連接，使相鄰控溫模板的中空結(jié)構(gòu)連通；
[0009]所述智能控制系統(tǒng)以實(shí)測(cè)應(yīng)力值、毛細(xì)管負(fù)壓值和墻體中心溫度值作為控制制冷機(jī)工作方式的條件，制冷機(jī)制造冷卻氣流并從通氣接口通入控溫模板中；
[0010]所述智能控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊可將溫度、應(yīng)力和毛細(xì)管負(fù)壓監(jiān)測(cè)的數(shù)值通過(guò)無(wú)線發(fā)送的形式傳送給智能控制系統(tǒng)的控制程序；
[0011 ]智能控制系統(tǒng)包括兩個(gè)控溫階段:第一控溫階段:制冷機(jī)恒溫制冷，將5 0C的氣流通入控溫模板中；第二控溫階段:制冷機(jī)變溫制冷，通過(guò)調(diào)整通入控溫模板中的氣流溫度，使應(yīng)力計(jì)實(shí)測(cè)應(yīng)力值為混凝土極限拉應(yīng)力值的80%?90% ；
[0012](2)按照施工順序，先將側(cè)墻結(jié)構(gòu)的鋼筋扎好，再采用控溫模板制模，利用接管將整個(gè)側(cè)墻結(jié)構(gòu)的控溫模板的中空結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來(lái)，將串聯(lián)起來(lái)的中空結(jié)構(gòu)長(zhǎng)鏈的一端通氣接口與制冷機(jī)的氣體輸送管連接，另一端作為出氣口，當(dāng)制冷機(jī)制造的低溫氣流從氣體輸送管通入控溫模板時(shí)，整面?zhèn)葔Φ目販啬０寰艿降蜏貧饬鞯慕禍兀販啬０鍦囟冉档?，起到降溫制冷的作用?br>[0013]在墻體中部預(yù)先將應(yīng)力計(jì)埋設(shè)于距控溫模板Icm?3cm處，以便于監(jiān)測(cè)混凝土表層的應(yīng)力值，將溫度傳感器埋設(shè)于墻體的中心部位，監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部溫度的變化值，以便判斷混凝土升溫和降溫的過(guò)程；
[0014](3)混凝土開(kāi)始澆筑前，啟動(dòng)智能溫度控制系統(tǒng)，執(zhí)行第一控溫階段，此時(shí)，控溫模板的溫度迅速下降，在混凝土澆筑時(shí)，混凝土與降溫的控溫模板接觸，混凝土的溫度下降，相當(dāng)于降低了混凝土的入模溫度；
[0015]為了有效降低混凝土硬化前的溫度，控制混凝土的初凝時(shí)間不小于20小時(shí)，如此，在控溫模板持續(xù)的降溫過(guò)程中，新拌混凝土的溫度被逐漸降低，該效果等同于大大降低混凝土的入模溫度，為地下側(cè)墻混凝土的防裂提供良好的技術(shù)保障；
[0016](4)澆筑完畢后利用毛細(xì)管負(fù)壓傳感器(15)測(cè)試混凝土的毛細(xì)管負(fù)壓，為避免混凝土表面水分蒸發(fā)以及泌水的影響，毛細(xì)管負(fù)壓的測(cè)試深度應(yīng)為混凝土上表面以下10?20cm，根據(jù)混凝土毛細(xì)管負(fù)壓的發(fā)展規(guī)律，當(dāng)毛細(xì)管負(fù)壓值達(dá)到50kPa時(shí)，混凝土已接近終凝狀態(tài)，此時(shí)，混凝土內(nèi)部的微裂紋便難以恢復(fù)，因此，下一步設(shè)定智能控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入第二控溫階段的控溫模式，確?；炷恋膽?yīng)力不超過(guò)其極限拉應(yīng)力值，避免產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象；
[0017](5)當(dāng)墻體中心的溫度達(dá)到溫峰值并逐漸下降至溫度T中心，且與當(dāng)日平均氣溫T平iT?滿足關(guān)系式TtK、< T平；tr?+10時(shí)，智能控制系統(tǒng)關(guān)閉制冷機(jī)，此時(shí)地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到拆模條件。
[0018]步驟(I)中，考慮到混凝土在低于(TC時(shí)，水分結(jié)晶，導(dǎo)致混凝土微觀結(jié)構(gòu)受到損害，設(shè)定所述第二控溫階段的氣流溫度不低于5°C，若當(dāng)氣流溫度為5°C時(shí)，應(yīng)力計(jì)實(shí)測(cè)應(yīng)力值小于混凝土極限拉應(yīng)力的80%，則制冷機(jī)將氣流溫度控制為5°C。
[0019]步驟(2)中將未使用到的通氣接口利用密封塞密封。
[0020]步驟(5)中拆模后無(wú)須再進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，便不會(huì)再有溫度裂縫產(chǎn)生，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)或涂抹養(yǎng)護(hù)劑，以避免干燥收縮而導(dǎo)致的混凝土開(kāi)裂。
[0021 ]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的控溫技術(shù)可使混凝土自澆筑開(kāi)始便開(kāi)始降溫，在混凝土初凝前大幅降低混凝土的溫度，即相當(dāng)于大幅降低混凝土的入模溫度，這是現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的;本發(fā)明根據(jù)混凝土開(kāi)裂的根本原因，即拉應(yīng)力大于極限壓力導(dǎo)致開(kāi)裂，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的應(yīng)力值為指導(dǎo)，進(jìn)行混凝土溫度智能控制，有效地避免了混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生;本發(fā)明的技術(shù)手段是在混凝土升溫和降溫時(shí)進(jìn)行持續(xù)控溫，可有效地降低混凝土的水化溫升，縮短混凝土溫升和溫降的溫度變化歷程的時(shí)間，可較大程度地改善混凝土在溫升和溫降過(guò)程中結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性;在夏季高溫環(huán)境下，不用再采取較為繁瑣但成效不大的混凝土入模溫度控制方法，拆模后混凝土溫度已接近環(huán)境溫度或較環(huán)境溫度低，無(wú)須再進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為智能控制系統(tǒng)控溫模式示意圖。
[0023]圖2為控溫模板側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為兩塊控溫模板的拼接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)埋設(shè)應(yīng)力計(jì)與模板裝配示意圖。
[0026]圖5為毛細(xì)管負(fù)壓傳感器測(cè)頭的埋設(shè)示意圖。
[0027]圖1?圖5的具體標(biāo)注為:I智能控制系統(tǒng)、2制冷機(jī)、3氣體輸送管、4氣流傳輸方向、5通氣接口、6密封塞、7數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、8控溫模板、9鋼板結(jié)構(gòu)、1保溫材料板、11接管、12應(yīng)力計(jì)、13溫度傳感器、14混凝土、15毛細(xì)管負(fù)壓傳感器、16中空結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為解決夏季高溫環(huán)境中地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土的溫度裂縫問(wèn)題，本發(fā)明以降低新拌混凝土在凝結(jié)硬化之前的溫度和以實(shí)測(cè)應(yīng)力為依據(jù)持續(xù)對(duì)混凝土施行溫度控制等技術(shù)手段，提供了一種地下側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫防裂方法:
[0029]在施工前，首先通過(guò)應(yīng)力試驗(yàn)測(cè)試?yán)L制出混凝土隨齡期變化的極限拉應(yīng)力發(fā)展曲線，并備好設(shè)備及配件:控溫模板8、智能控