承臺大體積混凝土溫度監控

楊友才

(遼寧省路橋建設集團有限公司第三分公司 遼寧 沈陽 110021)

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承臺大體積混凝土溫度監控

楊友才

(遼寧省路橋建設集團有限公司第三分公司 遼寧 沈陽 110021)

溫度控制是承臺大體積混凝土質量好壞的關鍵因素，其目標是要控制好初始溫度，降低最高溫度和縮小內外溫差。在承臺大體積混凝土施工中，溫度控制技術是實現大體積混凝土信息化施工的必要步驟，通過對施工過程的實時溫度監測，能夠為后期的混凝土保溫保濕養護提供依據。

承臺大體積混凝土；施工質量；溫度監控

承臺是橋梁工程中使用頻率較高的部件，其構造屬于大體積混凝土結構物，在混凝土澆筑的過程中，水泥化熱會引起其內部溫度及溫度應力急劇變化，從而產生溫度裂縫。因此，在承臺大體積混凝土施工中，如何對施工溫度進行控制是決定混凝土質量的關鍵。

一、施工前方案準備

(一)溫度控制的重要性

承臺混凝土在澆筑過程中，水泥水化過程會釋放大量水化熱，使得混凝土溫度逐步上升；在較小體積混凝土承臺中，水泥水化產生的熱量可以通過自己散發出去而不影響混凝土澆筑的質量，但承臺屬于大體積混凝土，其尺寸最小也在3～5cm以上，大體積混凝土的截面尺寸較大，這使得混凝土的導熱性能隨著距離呈線性衰減，導致混凝土內部的溫度能在短時間內升到30～50度，而外部的溫度與氣溫接近，變化不大，這就造成了內外溫度的差別，大體積混凝土內外溫差變化必然會引起溫度變形，進而對混凝土的質量影響很大。大體積混凝土在水泥水化過程中所產生的熱量會導致熱膨脹和收縮的問題，從而使混凝土中的溫差膨脹，使其內部拉應力超過抗拉強度，使得混凝土開裂。因此，對承臺大體積混凝土實施溫度監控是保障其質量最重要的手段之一。

(二)原材料的優質配比

為保證承臺大體積混凝土的施工質量，在控制溫度之前還需要做好原材料的優質配比。大體積混凝土的配合包括砂石料、水泥、粉煤灰以及外加劑，根據施工實際情況按照不同材料的性能進行交叉配合比，確定最佳施工配合比。大體積混凝土如果采用普通水泥，則需要運用雙摻技術達到降低混凝土入倉溫度的目的，以此來改善混凝土的性能，減小水化熱的熱量。高質量的泵送混凝土具有良好的流動性和可泵性，容易攪拌并且不離析，不泌水。根據現場材料的實際試驗，選出最佳配合比。

如果再原材料選擇上使用了中低熱低堿水泥，可以在一定程度上降低水泥的水化熱；加入適當比例的膨脹劑能夠提高混凝土的強度，減少混凝土收縮的力度，降低由收縮帶來的溫度應力，從而降低混凝土的澆筑溫度；還可以優選減水劑，以此提高混凝土的密實性和強度，減慢水泥硬化的速度，拉長混凝土初凝的時間；粉煤灰的添加能夠使大幅增長混凝土后期的強度，憑借粉煤灰的微集料效應和火山灰效應，提高混凝土的抗裂性，化解了水化熱和收縮帶來的質量問題，使配制出的大體積混凝土性能更高。

二、施工中的溫度控制

(一)溫度控制的方案

大體積混凝土的溫度控制是通過在承臺內部預埋溫度元件，以此來測量其內部的溫度場分布。通過溫度傳感器來監測，測量范圍在20～110度之間，誤差在0.5度以內，控制歷程從混凝土出拌和機后，包括運輸、平倉、振搗等過程都屬于澆筑溫度，其溫度需要控制在30度以內，如果是夜間澆筑，則需要把握時間，在20時之后開始，次日8時之前完成；如果遇到高溫天氣，則需要用到遮陽措施以避免澆筑溫度升高過快。

對于原材料的溫度控制，水泥水化熱的溫度要控制在50度之內，砂石料要防治太陽直曬，放置在露天場地的物料需要采取遮陽措施，石子的溫度不能超過30度，砂石要低于32度，粉煤灰的溫度不能高于35度。原材料的溫度控制可以采取冷水沖洗以及風冷降溫等措施，還可通過使用溫度較低的拌合水來達到降溫的效果。

(二)溫度監測的方法

承臺大體積混凝土在監測中需要參照一定的標準，以此來采取措施把握溫度。首先，承臺的澆筑溫度不能超過25攝氏度；其次，混凝土內部與外部表面的溫差應控制在20攝氏度以內，對于抗裂能力較強的混凝土結構則需要控制在25～30攝氏度之間；再次，混凝土的降溫速率不能超過每天2度，而最高升溫需要控制在60度之內，最后，澆筑過程中，出水口的溫度最好控制在40度以下，進水管的溫差保持在5～10度之間。

關于監測的時間節點，一般是從混凝土開支澆筑到完成后的15天期間，根據混凝土的溫度觀測值采取不同的測試頻率。混凝土在澆筑完成后的72小時內是熱量釋放的高峰期，因此這段時間是監測的關鍵期，監控人員應該加大監測的頻率，每2小時進行一次溫度采集，當達到溫升的最大值后再減少監測的密度，可逐漸改為每4小時一次，當溫度下降平均之后，可改為每12小時一次采集，直到15天之后，確定大體積混凝土的乃外溫差小于25度時方可停止。在進行溫度采集時，注意不能只關注某一個部件，應將混凝土的內外溫度、大氣溫度以及進出水管的溫度全面采集。

(三)溫度控制的措施

混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，可以采用摻加粉煤灰和減水劑的方式減少混凝土水泥用量的密度來降低水化熱的熱度。其次，可以選用粒徑較大的粗骨料，選用中粗砂來改善混凝土的和易性。第三，降低混凝土的入模溫度，在澆筑混凝土時避開炎熱的天氣，并選擇溫度最低的時間段來施工，遇到夏季施工科通過對骨料進行遮陽或灑水等方式來物理降溫，在入模時可采用強制通風的方法來加速熱量的散發，以此達到降溫的目的。第四，在澆筑過程中，可放慢澆筑的時間，做到均勻緩慢，以此促進水化熱的散發，在進行分層澆注時，將每層的厚度控制在30～40cm之間，這不僅能使層面均勻上升，也有利于溫度的散發，混凝土的塌落度要控制在設計范圍之內，注意控制好混凝土的攪拌時間，不能少于2分鐘，以此保證混凝土和外加劑攪拌均勻，提高混凝土的流動性以及和易性。

三、施工后養護期的溫度控制

混凝土在澆筑之后的15天內，都是溫度監測的關鍵時期，因此在施工后還需要做好養護工作。大體積混凝土在澆筑完成后，應定期對其進行保溫保濕養護，使得混凝土的溫度緩緩下降，這樣有利于混凝土發揮自身的徐變特性，降低溫度應力。在夏季或溫度較高的天氣施工后，要注意對混凝土進行灑水保濕，同時遮陽措施要做到位，可以在混凝土表面覆蓋牛毛氈，此外，保濕水應采用常溫水，不能使用溫度過低的水，以加劇內外溫差；對于混凝土的拆模時間要把握好，讓混凝土的應力松弛效應充分發揮后進行，至少在4天以上，以此延緩降溫的速度，拉長降溫時間；遇到需要回填的結構，應及時處理，不能暴露太長時間，以影響混凝土的密實度。

四、結語

承臺大體積混凝土由于其尺寸較大，混凝土的散熱速度小于放熱速度，因此導致其在澆筑的過程中會發生溫度變形，造成混凝土的開裂。由此可見，大體積混凝土的溫度控制對其施工質量尤為重要。要控制好混凝土澆筑的溫度，可以從原材料選用，澆筑工藝過程以及后期養護三個階段入手，注重原材料的優選和配合比，在澆筑過程中把控好溫度監測并采取有效的散熱措施，在后期進行灑水保濕保溫養護，就能控制好混凝土的溫度，保證其質量。

[1]李云、宋怡達、于五星、于江飛，辦公樓工程大體積混凝土溫度監控技術，科技創新導報，2011第23期

[2]宋群國、楊雅勛、孫磊，橋梁承臺大體積混凝土施工溫度控制，公路交通科技，2011年第10期

[3]江厚祥、高健、饒陽、張年杰，太原火炬橋主承臺大體積混凝土溫度監控，建筑施工，2010年第32卷第9期。