北部引嫩泄洪闸工程大体积混凝土温度监测

马耀辉，李向东，熊复慧

（黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨150080）

0 引 言

大体积混凝土被广泛应用于现代各种工程中，尤其在水利水电工程建设中，所浇筑的大体积混凝土约1 000×104m3／a。伴随着大体积混凝土的广泛应用，大体积混凝土的控制技术也越来越受到建、管各方的重视，混凝土裂缝的产生不仅会影响构件的安全，而且可能会影响到整个建筑物的安全性［1］。

黑龙江省北部引嫩工程是关系到国计民生的重点引水工程，泄洪闸工程是其重要的建筑物，混凝土施工方量很大，施工质量控制难度大，为了更好地保证施工质量，黑龙江省引嫩工程建设管理局与黑龙江省水利科学研究院合作，对该项目进行深度研究，在工程施工配比深度设计的基础上，采用先进的采集系统对现场的施工质量进行了监测。

1 影响温度裂缝的主要因素

1）水泥水化热的影响：大体积混凝土由于建筑物断面大，自身的导热性能又较差，浇筑后在硬化期间，水泥放出大量的水化热，水泥水化热聚集在结构物的内部不能散失而引起升温，引起不均匀膨胀，当受到约束时，就会导致混凝土开裂。

2）浇筑温度与外界气温的影响：在东北冬季浇筑混凝土，由于环境温度较低，内部与表面温度差很大，特别是大体积混凝土基础结构平面尺寸很大时，浇筑温度对混凝土内部裂缝的开展影响明显，容易产生表面裂缝或贯穿性裂缝。北引工程泄洪闸底板工程施工期间正处于初春温度较低季节，因此浇筑温度是不可忽视的因素之一。

3）约束条件的影响：结构物在变形过程中，由于约束条件的存在，必然会受到一定的约束或抑制而阻碍变形。若没有约束，无论内部温度和外部温度如何变化，都不会引起开裂。对于大体积混凝土来说，它总是置于一定的基底之上，这个约束产生的应力大于混凝土的抗拉强度时就引起开裂，直至贯穿［2］。

2 温度检测

2.1 监测部位

针对北部引嫩渠首泄洪闸工程实际，黑龙江省水利科学研究院技术人员于2011年4月18日至5月7日对北引渠首泄洪闸闸室5＃底板（20.5m× 18.5m×2.0m）混凝土工程进行了全程温度监控。5＃底板混凝土设计标号C20F200，施工配合比见表1。

表1 混凝土配合比Table 1 Mix proportion of concrete

2.2 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：

1）混凝土浇筑体在入模温度基础上温升值≤50℃［3］；

2）混凝土内温差≤25℃；

3）混凝土浇筑体的降温速率≤2℃／d；

4）混凝土浇筑体表面与大气温差＞20℃。

2.3 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。图1为温度监测系统布置图，图2为传感器平面布置图，图3为传感器立面示意图，图4、图5为现场采集器图片，图6为温控数据自动采集系统截图。

2.4 各测点测温数据曲线

各测点测温数据曲线见图7～图14。混凝土表层与环境温度变化曲线见图15。

图7 测点1温度变化曲线Fig.7 Temperature variation curves of measuring point 1

2.5 测温数据分析

图8 测点2温度变化曲线Fig.8 Temperature variation curves of measuring point 2

1）混凝土3d左右温度将会达到峰值，中心温度最高达到41℃左右，以后开始降温，大体积混凝土的降温速率一般≤2℃／d，测温中，受委托方委托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。

图15 表层与环境温度变化曲线Fig.15 Temperature－point curves of concrete surface and environment

2）测温工作24h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，此次监测过程中，出现4次温差＞20℃，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。

3）本次测温达到了指导施工和防止混凝土产生温度裂缝的预期目的。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，有效保障了大体积混凝土的施工质量。

3 结 语

水泥的品种及用量、混凝土的入模温度、环境温度、几何尺寸等都是影响混凝土裂缝的因素［4］。从北引渠首泄洪闸闸室底板温控过程可见要控制裂缝的出现，混凝土生产要进行事前、事中、事后的全过程监控，除优化其原材料、加入外加剂，严格控制浇筑过程外，更应对测温环节进行严格控制。在实际工作中应重视施工人员与测温人员的密切配合，使得测温数据能指导施工正确、顺利的进行［5］。

［1］王铁梦.工程结构裂缝控制 ［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

［2］王铁梦.建筑物的裂缝控制 ［M］.上海：上海科学技术出版社，1990：22－24.

［3］GB 50496－2009，大体积混凝土施工规范［S］.

［4］姚卫国，黄庆贵.大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素［J］.散装水泥，2007，（3）：50－51.

［5］朱伯芳.水工混凝土结构的温度应力与温度控制［M］.北京：水利电力出版社，1976.