混凝土拌和温度是指在混凝土拌合过程中,混凝土材料(包括水泥、骨料、拌和用水及外加剂等)所达到的温度状态。这一温度对于混凝土的性能和质量具有至关重要的影响。以下从多个方面对混凝土拌和温度进行详细阐述。
1. 温度对水泥水化反应的影响
水泥水化是混凝土强度形成的关键过程,温度对这一过程的影响显著。根据Arrhenius定律,温度越高,水泥水化反应速率越快。例如,当温度从20℃上升至40℃时,水化反应速率可增加185%。反之,低温条件下水化反应速率显著降低,可能导致混凝土强度增长缓慢。
2. 温度对混凝土强度的影响
温度对混凝土强度的影响主要体现在浇筑后的前十天,这一时期是强度增长的关键期。高温养护能够有效提升早期强度,而在之后的28天内,温度对强度增长的影响相对较小。研究表明,适当延长混凝土的预养护期,特别是在冬季施工中,可以显著提高混凝土的抗冻性能,减少强度损失。
3. 温度对混凝土坍落度的影响
混凝土的坍落度,即稠度,也受温度影响显著。在炎热天气下,为保持混凝土的坍落度,通常需要增加拌和用水的比例。试验数据显示,坍落度每增加10℃,每立方米的混凝土需增加约7公斤的水。这是因为温度升高会使混凝土拌和物内部的水分含量变化,从而影响其流动性和施工方便性。
4. 温度对混凝土拌合温度的控制策略
为了控制混凝土拌合温度,需要采取一系列有效的策略。原材料的温度控制是关键,应储存在通风干燥的环境中,避免阳光直射和潮湿。混合时间的调整也至关重要,根据混凝土的型号和当前温度,合理调节混合时间以确保混凝土充分拌合。在夏季高温时,利用冷却水是控制混凝土温度的有效手段。
5. 冬季施工中的温度控制
在冬季施工中,混凝土拌和温度的管理尤为重要。为了防止混凝土受冻和保证强度增长,应对施工地点进行临时性的围护,并对混凝土的表面和模板用隔热材料掩盖保温养护。必要时,可采用蒸汽或电热加温。水泥需在室温下存放至少24小时,以避免与冷水直接接触产生不利影响。
6. 大体积混凝土的温度控制
对于大体积混凝土结构,由于内表混凝土水化热的散热速度不同,容易形成温差,导致混凝土结构开裂。必须采取相应的措施对混凝土内部温度进行有效控制。这包括使用冷却水管、调整浇筑层厚度、加强保温养护等。
7. 温度对混凝土耐久性的影响
温度不仅影响混凝土的强度,还对其耐久性产生重要影响。低温条件下,混凝土内部水分结冰时产生的冰胀应力可能导致混凝土破坏,降低其密实性和耐久性。在冬季施工中,应特别注意混凝土的保温和预养护。
8. 国内外研究与实践
国内外许多学者对温度对混凝土性能的影响进行了大量研究。例如,Carino在美国国家标准局进行的试验表明,不同温度下的混凝土强度增长速率存在显著差异。这些研究为混凝土拌和温度的控制提供了科学依据和实践指导。
9. 温度监控与调整
在施工过程中,应对混凝土的温度进行实时监控,并根据实际情况进行调整。例如,当浇筑温度超过控制标准时,必须采取相应措施进行降温控制,以确保混凝土的质量控制。
10. 混凝土拌和温度的标准与规范
根据国标GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》要求,混凝土拌合物入模温度不应低于5℃,且不应高于35℃。当日平均气温达到30度以上时,应按高温施工要求采取措施。这些标准和规范为混凝土拌和温度的管理提供了明确指导。
混凝土拌和温度是影响混凝土性能和质量的重要因素之一。通过合理控制拌和温度,并采取有效的温度管理措施,可以确保混凝土的性能和质量满足设计要求。