大体积混凝土温度控制

二、大体积混凝土施工过程的温度监测与监控

实践经验表明，大体积混凝土结构内一旦出现裂缝，要通过修补来恢复结构整体性是非常困难的，尤其是当产生的裂缝对结构受力有重大影响时，需要补救或拆除，这样，不但造成了重大经济损失也延误了工期。因此在施工中，大体积混凝土结构的温度控制是非常重要的。为了防止出现温度裂缝，把混凝土的温差、降温速率控制在允许的范围内，又不增加太多的费用，有必要从全过程来看待温控问题，采取“全程温控”。

1大体积混凝土温度变化规律

混凝土结构由于水化热引起了各个截面的温度变化。开始时，截面的的温度大体上一致，但随着混凝土水化程度的不断加深以及表面的混凝土与空气接触，热交换剧烈。在大量的水化热不断散失的影响下，混凝土表面和接近表面的温度增长比混凝土内部的温度发展较为缓慢一些，同时由于混凝土材料的不均匀性，经过一段时间后，在混凝土的内部逐渐形成了较为明显的温度分布即温度场，常规大体积混凝土的最高温度一般出现在70—120小时这个时间段。混凝土在达到最高温度值之前，温度急剧上升；在达到最高温度后，温度逐步下降，但温度下降的幅度要小于温度上升的幅度，这是由于混凝土内部的水泥水化作用绝大部分集中在在浇筑后的起初几天内发生，由此产生的热量远大于混凝土构件所能散失的热量，而后混凝土内部的水化作用逐渐减弱，混凝土内部产生的水化热与混凝土所能散失的热量基本持平，同时混凝土内部温度也达到其最高值，随着时间的推移混凝土内部的温度会逐渐降低。

2混凝土温度监测与降温措施

（1）混凝土温度监测

施工前布点，温度监测应在混凝土浇筑完成时立即进行，温度测试实施自动数据采集，配备温度报警系统，指导施工科学顺利的进行，尽量避免裂缝的产生。

（2）混凝土温度降温措施及施工管理

严格控制混凝土温度是防止裂缝的最重要措施。一方面在浇注时降低内外温差，减小自约束应力，另一方面降低相临上下浇注层温差，减小外约束应力，如温度变化超标，应提供降如下温措施：

1）降低混凝土浇注温度，通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等办法降低混凝土出机口温度。一般来说预冷石子效果最好，次为预冷砂和水。

2）表面保湿、保温。一般在混凝土表面浇水后覆盖一层塑料薄膜，再覆盖土工布等其它保温材料。在混凝土顶面蓄水可以起到保湿和保温的双重效果。

3）在混凝土浇注块中，强度是不均匀的，裂缝总是从强度最低的薄弱处开始开裂，因此应加强施工管理，是提高施工质量的根本保障。

4）加强养护，延长养护时间。

3大体积混凝土现场温度监控

（1）监测基本技术要求

以《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）中温控指标作为参考基准：

（2）测点布置设计

根据工程现场实际情况，依据分层、对称的原则进行布点。

为了更加便捷及保证测温质量采用预埋热传导器直读采集的方式对本测温进行补充测定，测温设备如图。

（3）测温过程的控制

1）依据公式T=∑WiQi/Cρ对本次工程采用的配比进行计算得出T=42.6℃，依据公式Tmax=Tj+ξTτ,Tj混凝土的浇筑温度取30℃（浇筑期间日高气温均值）,日最低气温取16℃，Tmax=30℃+42.6℃=72.6℃。内外最大差=72.6℃-16℃=56.6℃，经过计算大于标准值25℃，因此采取温控措施十分重要。蓄热保温时间计算：按混凝土最高温度72.6℃计算,混凝土浇好后半个月内日平均低气温(夜间)16℃计算,拆除保温层时间以混凝土块中心温度与外气温差小于25℃标准，则块体中心最高温度应降到16℃+25℃=41℃以内,最高温度降低数为:72.6℃-41℃=31.6℃,按平均日降温1.8℃计,则31.6/1.8≈17d。故保温时间不得少于17d,实际施工与假定指标有差别，具体应以实测温度计算温差后决定。混凝土一般在3d左右温度将会达到峰值，以后开始降温，大体积混凝土的降温速率一般不宜大于2℃/d，测温中监测降温速率指导施工，严格控制降温速率避免降温速度太快产生裂缝，当降温过快时及时通知施工单位采取覆盖保温等措施降低降温速度。

2）控制混凝土的出机温度和浇筑温度，由于石子、砂、水、水泥每降温1℃会使混凝土温度降低约0.55℃、0.19℃、0.21℃、0.05℃,可知对混凝土拌合温度影响最大的是石子的温度,砂和水的温度次之,水泥的温度较小,降低混凝土拌合温度最有效的方法是降低石子温度。采取粗骨料遮阳及淋水以降低骨料温度,拌和时用冷水(深井地下水)拌和,以降低混凝土出机温度,控制混凝土出机温度不大于30℃。

3）测温工作24小时连续监测，由于晚上大气温度较低，往往是表面与环境温差增大的危险期，一旦出现温差超过控制值，应及时通知现场施工人员对混凝土表面进行了保温处理，避免温差产生裂缝。

4）在大体积混凝土施工过程中利用测温技术进行信息化施工，全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度分布状况，并且根据温度梯度变化情况,定性、定量指导施工,控制降温速率,防止裂缝的出现，是大体积混凝土施工质量的有效保障。