科学发展 混凝土的施工温度和裂痕控制 王晓华 张家口市第二建筑工程有限责任公司 摘要：经过多年的施工理论，现场察看，查阅有关混凝土内部应力方面的专著，文章对混凝土温度裂痕产生的缘由，现场混凝土温度的控制和预防 裂缝的措施对混凝土温度的控制和预防裂痕停止总结。 关键词：混凝土；温度应力；裂痕；控制 混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂痕较 为普遍，在桥梁工程中裂痕几乎无所不在。尽管我们在施工中采各种措施． 小心谨慎，但裂痕仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化 注意不够期中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意 义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝， 影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应 力状态具有显著的不容忽视的影响。 １、裂痕的缘由 混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆 性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基 础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上 升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约 束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很 大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多 混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生 （１）自生应力：边境上没有任何约束的构造，假如内部温度是非线性散 布的，由于构造自身相互约束而呈现的温度应力。例如，桥梁墩身，构造尺 寸相对较大，混凝土冷却时外表温度低，内部温度高，在外表呈现拉应力， 在中间呈现压应力。 （２）约束应力：构造的全部或局部边境遭到外界的约束，不能自在变形 惹起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。 这两种温度应力常常和混凝土的干缩所惹起的应力共同作用。要想依 据已知的温度精确剖析出温度应力的散布、大小是一项比拟复杂的工作。 在大多数状况下，需求依托模型实验或数值计算。混凝土的徐变使温度应 力有相当大的松弛，计算温度应力时，必需思索徐变的影响。 ３、温度的控制和避免裂痕的措施 为了避免裂痕，减少温度应力，可从控制温度和改善约束条件两个方 面着手。 控制温度的措施如下： （１）采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加惹起剂或塑化 剂等措施以减少混凝土中的水泥用量； （２）拌合混凝土时加水或冷水将碎石冷却以降低混凝土的初始浇筑温 度； （３）热天浇筑混凝土时应减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热： （４）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。 （５）在规定合理的拆模时间内，气温骤降时停止外表保温，以免混凝土 外表发作急剧的温度变化； ‘ （６）施工中长期暴露的混凝土外表或薄壁构造，在寒冷季节采取保温 措施；改善约束条件的措施如下： （１）合理地分缝分块； （２）避免基础根底过大起伏； （３）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。 此外，改善混凝土的性能，减少水灰比，掺入抗裂纤维等措施，进步抗 剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，也 往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的１／１０左右。 由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同 块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出 一现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只 是承受拉应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了 拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者 出现很小的拉应力，但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳 定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应可超过其他 处荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构 设计和施工极为重要。 ，许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但外表湿度可能变化较 大或发作猛烈变化。混凝土是一种脆性资料，抗拉强度是抗压强度的Ｉ／１０ 左右，短期加荷时的极限拉伸变形只要（０．６～Ｉ．０）ｘｌ０ ４，长期加荷时的极限 拉伸变形也只要（１．２～２．Ｏ）Ｘ１０ ４。由于原资料不平均，水灰比不稳定，及运 输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度也会产生不平 裂才能，增强养护，避免外表干缩，对避免裂痕是非常重要，应特别留意防 止产生贯串裂痕，形成对其构造的整体性危害。 均现象，存在着抗拉才能较低，易于呈现裂痕的单薄部位。在钢筋混凝土构 造中，拉应力主要是由钢筋承当，混凝土只是接受压应力，则大多依托混凝 土承当。但普通工程设计中请求不呈现拉应力或者只呈现很小的拉应力只 要预应力混凝土构造，普通钢筋混凝土构造普遍都存在拉应力，设计也允 许带裂痕工作，但对裂痕的宽度的请求。在混凝土施工中当由最高温度冷 却到运转时期的稳定温度，常常在混凝土内部惹起相当大的拉应力，有时 温度应力可能会超越其它外荷载所惹起的应力，因而控制温度应力的变化 规律，关于控制施工过程中的裂痕开展极为重要。 ２、温度应力的剖析 ４、为保证混凝土工程质量，避免开裂，进步混凝土的耐久性，这确运用 外加剂也是减少开裂的措施之一。例如运用减水防裂剂，在理论中总结出 其主要作用为： （１）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力， 是混凝土干缩变形。增大毛细孔经可降低毛细管外表张力，但会使混凝土 强度降低。这个外表张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。 （２）水灰比是影响混凝土收缩的重要要素，运用减水防裂剂可使混凝 土用水量减少２５％。 依据温度应力的构成过程可分为以下三个阶段： （１）早期：自浇筑混凝土开端至水泥放热根本完毕，普通约３Ｏ天。这个 阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土上弹性模量的 急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内部构成剩余应力。 （２）中期：自水泥放热作用根本完毕时起至混凝土冷却到稳定温度时 止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却剂及外界气温变化所 惹起，这些应力与早期构成的剩余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模 质变化不大。 （３）水泥用量也是混凝土收缩率的重要要素，掺加减水防裂剂的混凝 土在坚持混凝土强度的条件下可减少１５％的水泥用量，其体积用增加骨料 用量来补充。 （４）减水防裂剂能够改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。 （５）进步水泥浆与骨料的粘结力，进步混凝土抗裂性能。 （６）混凝土在收缩时遭到约束力产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗 拉强度时裂痕就会产生。减水防裂剂可有效的进步混凝土抗拉强度，大幅 度进步混凝土的抗裂性能。 （７）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效的进步混凝土的抗碳化 性，减少碳化收缩。 （３）晚期：混凝土完整冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温 变化所惹起，这些应力与前二种的剩余应力相叠加。 依据温度应力惹起的缘由可分为两类： 适合的温湿度条件是互相关联的，混凝土的保温措施常常也有保湿的 效果。 从理论上剖析，新浇混凝土中所含水分完整能够满足水泥水化的请求 ９１ 一 科学发展 电镀废水处理工艺的分析与优化 林琳 广东科立恩环保科技有限公司，广东广州５ｌＯ６００ 摘要：本文结合当前我国电镀废水的处理问题，在找出其不足之处的前提下，着重阐述了闭路循环工艺，包括含氰废水、含铬废水的处理等。 关键词：电镀废水，含氰废水，含铬废水 １引言 （１）含氰废水处理 随着我国经济社会发展的加速，不少行业对电镀产品的需求日益增 加，电镀工业的数目和规模均有所发展。众所周知，电镀废水是困扰全世界 的环保难题，我国的电镀生产厂家目前已经超过一万家，在全国的污染性 废水排放量中，电镀废水所占比例高达十分之一，如何有效的处理电镀废 和是电镀中常用的物质，然而氰化物属于剧毒物质，对 大型哺乳动物的致死量是０－３毫克每千克。目前我国已经在引导电镀厂家 通过无氰的工艺来取代含氰电镀模式，但是依然有一些特殊要求的产品需 水，是当前研究的热点。本文着重阐述电镀废水的工艺，首先简述了当前常 用废水处理工艺的不足之处，随后详细阐述先进合理的废水处理方法，推 荐使用闭路循环工艺尽量减少废水排放，并实现各种废水分别单独处理， 包括含氰废水、含铬废水的处理等。 ２电镀废水处理概述 当前的电镀生产规模逐步上升，使得电镀废水的处理变得十分重要， 但是目前的废水处理方式却存在着一些不足。需要解决的问题包括： （１）随着市场需求的变化，电镀种类逐步增多，电镀厂家往往在一个车 间之中存在多个电镀种类，由于不同的电镀排放废水最终混合排出，就为 废水处理的工艺带来新的难题。 （２）当前的电镀废水处理设备和工艺，在生产规模成倍扩大的情况下， 已经难以满足处理需求。 ３电镀废水处理工艺优化 结合笔者的工作实践，推荐以下的电镀废水处理工艺与方法。 ３．１基于闭路循环的废水排放 这种方式最大的优势在于能够降低电镀废水排水量。闭路循环主要针 对的是电镀的漂洗水，通过漂洗水的循环使用，可以在很大程度上降低废 水排放的数量，实践证明该方法与传统的方法相比较，可以省水达到９０％， 因此能够显著降低废水处理的负荷，为环保作出贡献。 要通过含氰电镀的方式进行，例如镀银工艺等。对于含氰废水，推荐使用闭 路循环喷淋漂洗的方式来降低含氰电镀废水的排放总量，而排出的废水， 可以结合氰化物的性质，以二级氧化的模式来无害化处理。常用的处理物 质包括次氯化钠、氯化钙等等。由于次氯化钙在处理的过程中能够生成氢 氧化钙与硫酸钙的沉淀，使得污泥增多，因此通常使用的是次氯化钠。这种 模式能够在碱性环境之下通过次氯酸钠作为氧化剂，将溶液里的氰离子进 喷淋水 行氧化，使之生成氮气。下图所示为含氰废水处理的流程。 排放水 地下集水池 图：含氰废水处理的流程 （２）含铬废水处理 笔者推荐的是逆流漂洗模式，该模式可以细分成２个类别，一是连续 式漂洗模式，指的是在金属电镀区增加一个清洗槽，电镀件逐步从前向后 移动，而新的补给水由后向前补给；二是间歇式漂洗方式，这种方式需要数 个回收槽，并检测最末尾的槽中浓度，当浓度足够后便将槽中的液体进行 回收。这两类方法中，后者的节水效果更加显著。目前，间歇式漂洗方式已 经发展为气雾喷淋洗方式，取得了更好的节水效果。下图所示为气雾喷淋 洗涤的工艺流程。 气雾喷淋洗器 在电镀工艺所产生的废水里，铬是以六价化合物的形式存在的，属于 对环境造成危害的物质，也是电镀废水主要的污染源。六价铬如果被生物 摄入体内，则会逐渐累积并诱发癌症 在电镀废水中，铬离子是在对镀件表 面进行冲洗的时候带入漂洗水里的。据统计，百分之八十的铬存在于镀件 清洗液。结合不同的工艺，其含量通常在每升２５—１００毫克范围内。传统方 式对含铬废水进行处理是把六价铬离子转化成三价，采用铁氧体模式，但 是这种方法并未完全消除铬离子的环境污染。笔者结合自己的工作实践， 推荐以下的回收方式：一是铬酸盐沉淀方式，通过向电镀水中注入ＢａＣ１溶 液，使之发生化学反应最终形成钡盐沉淀，该工艺难度低，但是其中的钡离 子是新的污染源；另一种方法是以氢氧化铬进行回收，在通过加热使之形 成沉淀。 ４结束语 将本文所阐述的废水处理方法应用在生产实践中，一方面能够在很大 程度上降低电镀废水的排放量；以单独处理的方式处理电镀废水，一方面 能够简化处理工艺，另一方面也能增加处理效果：因为注重对含氰废水、含 铬废水的处，因此能够较为有效的避免了废水对外界环境的污染。本文所 阐述的方法具有比较好的理论价值与实践意义。■ 参考文献 【１】汤荣年，康思奇．电镀废水综合治理新工艺研究ＩＪ１．五邑大学学报， ２０１２，１６－ｆ４）：３９—４２． ｌ地槽排废水沟．废水流向集水池 ｌ 图：气雾喷淋清晰流程 由图可知，电镀件在电镀槽中被取出，然后置于漂洗槽，对其表面的镀 【２】马小隆等．电镀废水处理存在的问题及解决方案ｌＪ１．山东科技大学学 报（自然科学版１，２０１２，２４（１）：１０７—１１１． 【３】王金菊，刘小凤．含镍废水处理中的助凝助沉工艺研究『Ｊ１．广东化工， ２０１３，１２（３３）：７３—７５． 【４１５Ｅ淑君，黄万抚．硫化沉淀法处理矿山酸性废水研究ｌＪｌ＿环境污染治 理技术与设备，２０１２，５ｆ８）：６０－－－８７． 液进行清洗，随后通过气雾喷淋的方式进行清洗。在检测到漂洗槽镀液浓 度达到阈值的时候，就将其重新输入蒸发浓缩装置，浓缩处理之后注入电 渡槽中，实现了废水的循环利用。 ３．２单独处理不同类别的废水 此处着重阐述含氰废水处理以及含铬废水处理。 而有余。但由于蒸发等缘由常惹起水分损失，从而推延或阻碍水泥的水化， 参考文献 外表混凝土最容易而且直承受到这种不利影响，因而混凝土浇筑后的最初 几天是养护的关键时期，在施工中应实在应注重起来。■ 【１】中国建筑科学研究院，ＧＢ５０２０４—２００２混凝土结构工程施工质量验 收规范【Ｓ】北京中国建筑工业出版社２００２ ■ ９２
