大體積混凝土整體澆筑溫度實測與控制研究

汪洋，許俊杰，姜曉敏 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

1 工程概況

某圓形基礎直徑為40m，計劃分4層澆筑，3層總厚度4.1m，其中A層層厚為1300mm，C層層厚為1700mm，E層層厚為1100mm。為保證工程質量、滿足工期要求，一次性澆筑A/C/E三層4100mm厚度的圓形基礎，本次監測項目為A/C/E層4100mm厚的筏基一次性澆筑，選擇夏季施工，溫度在基本處于23℃～31℃之間，有利于大體積混凝土保溫、養護、澆筑及成型質量。本次監測的目的是實時了解并掌控混凝土主要部位的實際溫度變化情況，從而控制整個混凝土基礎內部溫度，得以最終把控混凝土裂縫產生。

2 主要儀器設備

為了使得監測數據準確的實時傳輸，本工程數據采集監測系統采用全自動采集方式，整個采集過程中由計算機自動采集、自動存儲，并且無人工干預。

振弦式應變傳感器：主要部件組成為熱敏電阻、線圈、保護管、鋼弦等。

全自動采集設備：主要組成為計算機、DATATAKER數據采集儀

整個監測數據采集系統組成示意如圖1所示。

圖1 監測數據采集系統示意圖

3 測點的布置

三層整體澆筑，混凝土澆筑時間增長，各部分混凝土的水化溫度差異懸殊增大，先澆筑混凝土溫度與后澆筑混凝土溫度會存在差異，由于澆筑時間不同引起的溫度差異同樣會在混凝土內部形成溫度應力，因此測點的布置應能夠反映整體混凝土溫度與應變狀態。測點布置如圖2～圖4所示。

圖2 測點布置平面圖

圖3 測點布置剖面圖（A-A）

圖4 測點布置剖面圖（B-B）

4 監測結果

4.1 主要測試位置溫度變化

A/C/E三層混凝土入模溫度在20～25℃之間，在持續監測過程中，最高溫度為混凝土中心（C1）69.5℃，所有測點中最大溫升是（C1）44.5℃，整個圓形基礎達最高溫度時間約為110h，處于中心點位。其他混凝土主要測位最高溫度和降溫速率見表1。

混凝土主要測點最高溫度、降溫速率 表1

4.2 溫度及分析

根據溫度監測得到的數據，繪制出部分點位的溫度曲線如圖5。

圖5 典型測點溫度變化曲線

升溫階段溫度規律：對于下層、中層、上層，基本是中間層溫度較高，上層溫度相對較低。降溫規律大體如下：上層、中層平均降溫速率基本相同，下層降溫速率較小。所以達到一定時間后，上層溫度曲線先和下層溫度曲線相交、再是中間層曲線和下層溫度曲線相交。進一步分析可知，隨著混凝土筏基熱量的散發，與筏基接觸面的基巖溫度愈來愈高，導致筏基與基巖的溫差愈來愈小，筏基熱量散發也變得愈來愈小，故與基巖接觸的筏基下層降溫速率愈來愈小直至某個相對穩定數值為止，降溫曲線表現平滑，可見基巖的保溫效果比較理想。

4.3 內外溫差及分析

根據溫度監測得到的數據，通過分析繪制出部分點位的內外溫差曲線如圖6。

圖6 典型測點內外溫差變化曲線

中下層溫差曲線變化較為平緩，相對而言，中上層溫差變化起伏大，這是因為上層溫度容易受到外界環境影響。對于基礎外側壁相鄰測點同層溫差比較（基礎徑向），上層和下層溫差都控制在10℃之內，中間層溫差控制在15℃之內，溫差控制效果較好。

5 溫控措施

①升溫階段：通過實測數據，在整個基礎澆筑過程，溫度是持續上升的，為保溫，澆筑完后立即搭保溫棚和混凝土裸露外表面覆蓋保溫棉。在升溫后期，為保證混凝土最高溫度不超過80℃，適當減少保溫棉覆蓋，或在混凝土內部通冷水降溫。

②降溫階段：通過實測數據，降溫發生在溫度最高后開始，為防止降溫過快，在保溫棚內架設暖風機，取暖器等設備，在混凝土裸露外表面適時澆熱水等。

6 監測效果及評價

通過內部混凝土應變反應，混凝土內部未出現過大或跳躍式應變的情況，結合表面觀察無有害裂縫，說明基礎裂縫控制得很好，溫度監測取得良好效果。

選擇在基礎中心、軸線點和較大應變區域有針對性設置溫度控制測點，實時地反映基礎混凝土的整體溫度狀態，為及時有效地指導保溫養護工作提供有力參考。