大体积混凝土的温度控制和监测技术

大体积混凝土的温度控制和监测技术

安然

中国水利水电第五工程局有限公司，四川 成都 610011

摘要：在大体积混凝土施工过程中，当各种因素产生的温度在混凝土中积累，难以快速消散时，往往会引起混凝土中的应力集中，从而形成温度裂缝。在混凝土中掺入纤维材料可以在一定程度上减少裂缝，但在生产过程中应优化工艺，以保证混凝土结构的实用性。有效控制混凝土内部温度的发展，降低混凝土内外温差，可以低成本有效抑制混凝土开裂，从而大大提高混凝土的抗裂性和耐久性，对工程安全和工程效益尤为重要。同时，做好监测工作，及时解决大体积混凝土温度变化的影响，保证混凝土能充分发挥其性能。

关键词：大体积混凝土；温度效应；温度控制；监测技术；

大体积混凝土在施工过程中，往往会产生大量的热能，严重影响混凝土材料的性能。摘要:通过对永泰建设大厦施工过程中大体积混凝土温度控制和监控方法的分析，探讨了施工过程中大体积混凝土的温度效应以及温度控制作用下大体积混凝土的监控方法。

一、温度控制在大体积混凝土施工中的重要意义

由于大体积混凝土整体尺寸较大，在水化热条件下，混凝土内部温度发生变化，进而出现表面裂缝。混凝土具有很强的抗压能力，不会出现压溃现象。但混凝土是一种抗拉强度较差的脆性材料，在温度应力环境下会出现裂缝。因此，有必要加强大体积混凝土施工的温度控制。基础部分是建筑主体的关键环节。如果这个区域出现贯通裂缝，整个建筑都会受到影响。因此，有必要更加重视表面裂缝，表面裂缝通常会成为深层裂缝，影响建筑的使用性能。因此，有必要加强温控管理，提高施工质量。

二、大体积混凝土施工温度控制方案

1.大体积混凝土材料配比的合理设计。大体积混凝土材料搅拌过程中应注意的三个内容。(1)混凝土材料。其中水泥应选用32.5℃的低热矿渣水泥，散装进入，使用温度应控制在50℃以下，否则应采取措施降低水泥温度。砂的细度值应控制在2.3~3.1之间，含泥量应小于1%。在二级分布范围内，其余指标应满足规范要求。保证砂源稳定，砂进场后进行批检验。对于粉煤灰材料，可选用电厂一级粉煤灰，以保证满足混凝土配置的质量要求。对于石料，需要选择粒径为5~31.5 mm的连续级配，以保证砾石来源的稳定性和优良的级配质量。同时，需要分批检查石料，确保含泥量小于1%。外加剂可选用NF系列缓凝减水剂。加水要检测水质，符合相关规定要求后才能使用。(2)双掺杂技术。为了进一步提高大体积混凝土的整体性能，需要添加一些减水剂和粉煤灰。对于大体积混凝土，通过添加适量的粉煤灰来代替一定量的水泥，从而进一步降低混凝土的水化程度，防止温度裂缝的发生。锚固混凝土应选用一级磨细粉煤灰，同时添加NF缓凝减水剂。(3)混凝土配合比。相关泵送混凝土需要保持良好的内聚力和和易性，无泌水和离析。初始坍落度约为18 cm，具体初凝时间约为25 h，前后时间不超过3 h，为满足基础施工要求，提高施工质量，需要对大体积混凝土的材料配合比进行各种试验，根据材料调配的实际情况得出最优的配比，并根据现场实际施工情况实时调整材料配比。根据相关规范的设计要求，混凝土在标准养护环境下60天的抗压强度可作为大体积混凝土检测和评价的基础指标。

2.温控设计。为了防止大体积混凝土结构中收缩应力和温度应力引起的裂缝，有必要合理控制混凝土温度，并通过模拟计算模拟混凝土运行的实际情况。结合混凝土徐变、外部温度变化、冷却水管冷却、养护方式、水化热加热规律、施工间隔、分层浇筑、混凝土砌块等因素，在实施模拟计算的基础上制定温度控制标准。(1)混凝土浇筑温度需保持在28℃以下；(2)混凝土的水化热温度应保持在标准范围内，其中C35混凝土的温升不应超过35℃，C30混凝土的温升不应超过31℃。(3)混凝土内外温差应低于25℃；(4)相邻混凝土之间的温差不能大于25℃。

三、大体积混凝土施工中的裂缝控制

1.控制混凝土入模后的温升。浇筑混凝土后，内外温差的主要原因是水泥水化产生的热量。因此，控制混凝土入模后的温度变化，可以有效避免温度裂缝。在实际施工中，可以采取以下措施:①在材料选择上，可以尽量选择水化程度较低的水泥，如矿渣水泥、火山灰水泥等。相关研究表明，当矿渣水泥和硅酸盐水泥的强度等级相同时，前者的水化热可以降低到，同时需要进一步降低混凝土的入模温度，即骨料的初始温度。因此，应避免砂石等骨料暴露在阳光下，搅拌前应使用冷水充分冷却，搅拌时应及时向搅拌机中加入一些冰块，以达到降低混凝土初始温度的目的。②设计时应充分考虑混凝土的后期强度。f45可以代替f28作为混凝土的设计强度，可以减少水泥用量，最终降低水泥的水化热。③在混凝土中加入适量的外加剂和掺合料，可以明显改善混凝土的性能，最终减少水化热的产生。具体来说，可以加入适量的粉煤灰来代替水泥，或者加入减水剂来减少水泥的用量。

2.提高混凝土施工技术和质量。为了控制大体积混凝土的收缩，有必要提高混凝土的施工工艺和质量。例如，在搅拌混合物时，采用二次投料膏或砂浆涂覆石材的工艺，可以控制石材表面水膜的形成，提高混凝土的抗压强度和抗拉极限。浇筑混凝土后，二次振捣工艺可以提高混凝土结构的密实度，提高混凝土抗压强度15%左右，有效增强混凝土的抗裂性。

3.优化混凝土材料和比例。大体积混凝土施工过程中，混凝土材料和水灰比会影响混凝土的收缩。水泥和水的用量越大，混凝土的收缩越大。因此，在保证混凝土强度的前提下，应减少水泥和水的用量，调整水灰比和骨料级配及品种，降低混凝土收缩程度。

4.加入适量膨胀剂。在施工过程中加入适量的膨胀剂，可以有效控制大体积混凝土施工中混凝土的收缩。If UEA(天然明矾石、烧结明矾石、硬石膏等。)和AEA(天然明矾石、矾土水泥、硬石膏)的加入，会在混凝土中产生膨胀自应力，可有效抵消混凝土收缩时产生的拉应力，避免产生裂缝。

5.控制混凝土内部温度的上升。混凝土裂缝的主要原因是温差。做好温度检测可以有效避免裂缝。除了控制外表面的温度，还可以控制混凝土内部的温度，避免裂缝。在实际施工过程中，可以采用的主要方法是:在材料的选择上，选择水化热低的水泥，比较矿渣水泥等。选择低水化热的水泥可以有效降低水泥浇注后的内部温升。同时，在水泥搅拌过程中要注意。为了避免阳光照射，可以用冷水来降低温度。在混凝土搅拌过程中，可以加入添加剂来改善水泥的性能，降低水化热。

6.提高混凝土构件的力学性能。混凝土结构中更多的应力会集中在转角、结构孔洞和薄弱截面，温度应力后容易产生裂缝。因此，在实际设计中，应设计相应的缓冲层，合理配置结构钢筋和温度钢筋，以抵抗温度应力。

四、监测结果调整策略

1.在混凝土浇筑过程中，指定专人负责掌握基础内部实际温度变化情况，对布设点时时进行监视温度及温差变化情况，以调整冷管入水温度及养护措施，调整措施如下。1)当混凝土里表温差超过20℃，接近25℃时应加强保温措施，增加保温层厚度。2)当混凝土冷却水管入水温度与冷却水管入水口混凝土温度差值接近25℃时，应提高冷却水管水温，保证温差不大于25℃。3)当混凝土表面与大气温差小于20℃时，可拆除保温层。4)当混凝土里表温差小于25℃时，可停止通水。

2.应力监测。混凝土应变监测点布设于核心筒筏板基础的中心点，监测点布设上、中、下共3个测位，每个测位两个方向，并在混凝土浇筑完成后开始实施数据采集，混凝土的实测最大应力与模拟理论最大应力相近，且最大拉压应力均未超出C40混凝土的抗拉、抗压强度，并由现场抽点检查，基础底板未出现裂缝。

总之，施工过程中，应充分认识到裂缝对建筑物的危害，采取各种有效措施和合理处理方法，防止裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，满足建筑物结构安全稳定的要求。

参考文献：

[1]刘萍.浅谈大体积混凝土的温度控制和监测技术.2019.

[2]赵娟.大体积混凝土入模温度试验研究.2019.