論大體積混凝土澆筑溫控技術要點

謝承鉞

福建建工集團有限責任公司

1 引言

在水利大壩、高層建筑、橋梁等建筑中，大體積混凝土結構施工一直是工程建設中的重難點，尤其是大體積現澆混凝土結構施工階段，因結構體積厚實、表面系數較小、內外溫差較大等特點，常出現不同程度的溫度裂縫，對結構整體性、建筑安全性等造成不利影響。為保證結構施工質量，需根據結構類型、現場工況等，制定合理的溫度控制措施，抑制溫度裂縫的發展，提高結構施工質量。基于此，文章結合體積混凝土結構溫控監測流程，探討了結構施工溫度監測和溫控技術要點，對實際工程意義重大。

2 大體積混凝土施工測溫系統要求

2.1 溫控監測流程見圖1

圖1 溫控監測流程

2.2 溫控監測系統選擇

現階段，在施工現場常用的溫度測試方法，主要有溫度計法、熱電偶法、光柵法等。

（1）溫度計測溫法，操作簡單，儀器采購成本低廉，但測量精度較低，數據記錄煩瑣。

（2）光柵測試法，測量精度高，抗干擾性強，但設備采購成本高，且傳感器易損壞。

（3）熱電偶法是工程中常用的測溫方法，操作簡單，測量精度高，且能夠直接反應被測構件溫差；結合以往工程實踐，結合本項目測量工況，本次擬采用熱電偶法。

3 大體積混凝土溫度和應變監測點布置

3.1 溫度測點布置原則

（1）為保證測量準確性，避免冷卻水管干擾，測點應布設在相鄰冷卻水管中間位置。

（2）測點布設范圍，也叫測溫區，主要包括控溫構件澆筑平面圖對稱軸線的半軸線范圍；半條對稱軸線上，測點布設位置不少于三處。

（3）對于樁基承臺，可將先澆筑的一幅，作為主要監測對象，測點布置、傳感器數量遵循上述原則；另一幅則埋設少量溫控傳感器即可。

3.2 樁基承臺測溫傳感器的布設

樁基承臺的測溫傳感器布設位置示意圖如圖2。從圖2可知，該測量方案的測量位置選擇了基礎構件兩條對稱軸線，施工現場可根據現場工況，合理確定某個1∕4區域為測試區。

圖2 大體積混凝土溫控測點立面布置示意圖（單位：cm）

3.3 樁基承臺應變傳感器測點布置

在部分溫度測點附近，可合理布設應變傳感器，以在監測大體積混凝土構件應變規律的同時，更加準確地分析出溫度與溫度應力的相互關系。結合樁基承臺構件尺寸、形狀、現場工況，本次擬在構件每層（1.75m或2.00m）布設應變測點，示意圖如圖3。

圖3 大體積混凝土應變測點布置示意圖

3.4 測溫傳感器的安裝及保護

（1）熱電偶傳感器使用前，應嚴格核查傳感器規格、性能、質量、精度等參數，確保所有器件質量合格、性能穩定、精度達標。

（2）根據傳感器布置圖，按結構縱向位置編號；不同層的傳感器，其導線可選擇不同顏色，或涂刷、黏貼不同顏色標簽，便于后期溫控結果統計。

（2）為保證測量結果準確性，避免傳感器位置移動，布設安裝應采取一定的固定措施；同時為保障傳感器穩定工作，應在布設完畢后及時檢測線路通暢性。

（3）為避免傳感器與導線接觸不良，宜采用錫焊連接，并采取一定的絕緣措施，避免絕緣不良影響測量結果；可采用環氧樹脂絕緣密封，再使用絕緣膠布纏裹，進一步保證連接處絕緣性。

（4）導線連接完畢后，應檢測導線連接通暢性和線路連接的準確性，查找故障點，并及時予以排除，保證線路質量。

（5）傳感器和相應導線安裝、連接完畢，應及時聯機測試，驗證測溫系統運行穩定性。

4 大體積混凝土施工現場主要溫控措施

大體積混凝土構件施工階段，應根據溫度與溫度應力測試數據，合理調整施工工序、施工計劃等，必要時，應根據相應測試數據分析結果，采取相應措施提高溫控效果。

4.1 降低混凝土入模溫度

（1）夏季高溫環境下，大體積混凝土構件澆筑施工過程中，應合理控制混凝土入模溫度。

（2）降低拌和水水溫，是降低入模混凝土溫度的有效方法，可根據實際條件，采用加細冰屑、冰塊或采用降溫設備等方式，控制拌和水溫度。

（3）降低水泥溫度，也能夠控制混凝土入模溫度；可提前與供應商溝通，控制其入場溫度不高于60℃。

（4）澆筑時段，優先選擇夜間施工，減少施工現場溫度、陽光等對混凝土的影響。

4.2 發揮冷卻水的調節作用

（1）為方便調整冷卻水開關、流量等，以更加有效地進行溫度調控，每層、每根冷卻水管都應設置獨立閥門，單獨編號。

（2）在混凝土升溫階段，為有效帶走水泥水化產生的熱量，適宜直接通自然溫度的江水，以有效降低混凝土構件溫度峰值。

（3）在降溫階段，為保證混凝土構件內外降溫速率保持協調，應合理控制冷卻水流量、溫度。

（4）冷卻水與混凝土內部的溫差不宜超過25℃；構件內部溫度最大值與環境溫度溫差小于20℃時，即可關停冷卻系統，關閉冷卻水閥門。

4.3 表面保溫保濕措施

（1）為保證大體積混凝土構件澆筑質量，澆筑施工完畢后，應根據施工場地環境溫度、濕度等合理采取保濕或者保溫措施：①夏季氣溫較高，晝夜溫差較大，應根據溫度監測系統數據，結合溫度場計算結論，合理調整降溫措施，提高澆筑混凝土凝固效果，保證構件施工質量；②頂層混凝土終凝后，可選擇蓄水養護方案，提高保溫保濕效果；③構件澆筑完工后，可使用濕麻袋覆蓋混凝土表面，起到保溫、保濕的效果。

（2）大體積混凝土構件澆筑完工后，保濕養護要求和方案如下：①養護期內，混凝土構件表面必須始終處于濕潤狀態；②在正常環境下，混凝土構件養護期不少于14天；③制定嚴格的保濕養護檢查措施，形成定期、不定期的檢查制度，保證養護時長和養護質量。

（3）大體積混凝土構件模板拆除措施：①拆模施工宜安排在上午進行；②拆模后，構件地下部分應及時回填；③應適當延長帶模養護構件的養護時長。

4.4 異常情況及其預案

大體積現澆混凝土構件澆筑和養護期間的溫度控制，應以事前預防為主。結合以往施工經驗或相關文獻資料，構件澆筑或養護期間，若出現異常，可根據異常情況和現場工況，采取下述幾點措施。

（1）大雨或氣溫驟降天氣：應及時在構件頂面和側面覆蓋防雨布。

（2）冷卻水循環系統故障：①在混凝土澆筑施工期間，若澆筑或振搗施工造成水管破損，應及時修補；②應保證系統工作穩定，出現水管破裂、堵塞等情況時，及時排除故障，避免長時間停水；③應根據混凝土內部傳感器實時監測數據，合理調整水溫、水量，避免冷卻水水溫過低，對混凝土造成冷擊，同時避免混凝土內部溫度降幅過快；④應根據各指標限值，合理調整水流量、水溫等參數，確保各指標值不超過限值。

（3）養護期開裂：①混凝土升溫階段，若構件表面發生淺表開裂現象，應立即檢查混凝土構件表面濕度、溫度等指標，并根據檢查情況，采取針對性措施，保證保溫保濕養護效果；②混凝土內部降溫階段，若出現表面規則開裂現象，應適當減少冷卻水水流，或適當增加水溫，控制降溫速率，并檢查構件表面保溫保濕情況。

5 結論

本文結合大體積混凝土構件結構特點和施工測溫系統要求，探討了大體積混凝土溫度和應變監測點布置技術要點，并分析了施工現場常用的集中溫控措施，結論如下。

（1）溫控測點布設位置、數量等，可根據現場情況，布設于控溫構件澆筑平面圖，對稱軸線的半軸線位置，且不少于三處。

（2）傳感器應根據布置圖布置，并按結構縱向位置編號；布設完畢后，應及時聯機測試，檢測并及時排除故障點，保證系統穩定。

（3）可根據傳感器數據、施工場地氣候環境等因素，合理選擇溫控措施，比如降低混凝土入模溫度，增加冷卻水水流、采取表面保溫保濕措施等。