大体积混凝土温度控制与现场监测

杭金联

【摘要】伴随着我国建筑行业的发展，高层建筑在我国城市建筑中起到了非常重要的地位，大体积混凝土施工已经成为建筑施工中非常重要的组成部分，大体积混凝土在施工过程中需保证施工过程中温度的恒定，目的是防止混凝土的裂缝，本文针对大体积混凝土温度控制和现场监测的有关问题进行了详细的探索。

【关键词】大体积；混凝土；温度；控制；监测

一、前言

大体积混凝土在施工的过程中，需要保证温度的恒定，否则由于内部和外部温度差，会导致内部膨胀，从而产生混凝土的变形，对于整个工程的质量会带来非常大的负面影响，本文针对大体积混凝土的施工过程中温度控制的有关问题进行了分析，并且针对大体积混凝土施工的特点，提出了相应的监测方法。

二、大体积混凝土在施工过程中的常见问题

对于大体积混凝土的定义，在行业内依然是存在较大的分歧，但是一般情况下长度大于20米厚度大于1米基本上我们能称之为大体积混凝土施工，一般体积大于400立方米。当然基础尺寸必须满足处理混凝土内外所产生的温差来实现，在进行大体积混凝土的施工中，应控制好裂缝在一定的范围内。

因此本文针对大体积混凝土在施工过程中产生裂缝的原因进行了详细的分析， 在进行大体积混凝土施工的过程中，由于混凝土的墩台和基础结构经常会出现裂缝，而这些裂缝基本上是由多种因素共同组成的，各种裂缝产生的主要因素包括如下几个方面：

1、收缩裂缝：混凝土在进行浇筑的过程中，会产生一定程度的收缩，而混凝土的收缩和混凝土中水和水泥用量的比例存在一定的关系，如果水分和水泥的用量过大，那么在实际的施工中也会产生较大的收缩，当然，混凝土收缩产生的裂缝同时与水泥的品种，收缩量存在一定的关系，因此在混凝土的浇筑过程中需要选择质量较好的混凝土。

2、温差裂缝：在大体积混凝土中，最为常见的裂缝主要是由于内外部温度差造成的，在大体积混凝土浇筑的过程中，由于水泥和水结合，会产生一定的热量，导致了内部和外部的温度产生较大的差异，尤其是大体积混凝土，由于浇筑的混凝土的量较大，产生此类型的裂缝是很多施工单位难以解决的问题。由于大体积混凝土在施工中需要保持一定的完整性，因此针对水泥水化过热的现象，需要采取有效的措施。由于整个混凝土表面的温度散热快于内部，因此内外表面会产生一定的温度应力。

3、材料裂缝：在施工过程中，材料裂缝主要表现为龟裂，主要是由于在材料或者是骨料中含有较多水泥造成的，因此水泥的量一定要控制在适当的范围内。

三、温度控制对于大体积混凝土施工质量的影响

1、设计、施工、养护不当

在实际的过程中，导致大体积混凝土裂缝的原因较为复杂，同时大体积混凝土的裂缝是影响到工程质量最为关键的因素，首先是设计不当原因造成的，例如在进行大体积混凝土的结构设计中，由于转角的位置设计存在缺陷，或者是混凝土的配比本身设计不当，这些都会造成大体积混凝土的结构出现开裂，但是随着现代设计手段的提高，设计问题能够很好的避免，实际施工中，由于施工和养护不当导致的裂缝出现的几率在逐渐的增大。

2、温度应力的产生

造成大体积混凝土开裂的主要原因是由于温度应力，这是因为在进行混凝土浇筑和硬化过程中，水泥和水会产生化学反应，在进行水化反应的过程中，会产生大量的热量，而混凝土本身存在较大的热阻，这样热量就会集中在结构的内部，导致热量不容易散发出来，导致了外部结构的散热相对于内部而言较快，这样会导致大体积混凝土结构产生一定的拉应力。随着温度的变化，内部温度和外部温度差越来越大，则拉应力超过了混凝土的抗拉强度，混凝土的表面就会产生裂缝。

3、温度应力产生的原因

在实际的施工过程中，为了有效的防止大体积混凝土表面的裂缝出现，需要对温度应力的产生进行原因的分析，那么首先需要了解水化反应的影响，在混凝土浇筑的初始阶段，混凝土表面的弹模量角度，这个时候温度的变化对于整个混凝土变形的约束力较小，但是随着浇筑时间的推移，混凝土的弹性模量会出现较大的变化，在这个过程中，温度变化对于整个变形的约束也会越来越强，因此温度应力也就产生了。其实是随着外界温度的变化，外界温度越高，混凝土在浇筑过程中温度也越高，那么相对而言，内部最高的温度也会越高，当外界温度出现下降的过程中，整个混凝土的降温幅度会出现变化，内部和外部温差越大，产生温度应力也就越大。在此混凝土在施工之后，由于会产生收缩，混凝土在收缩的过程中会产生变形，收缩变形的幅度越大，则分布越会不均匀，产生的拉应力也会越大。在进行大体积混凝土结构变形的过程中，则会受到一定的约束，导致了混凝土的自由变形，随之而来的是产生了拉应力。

四、温度监测在大体积混凝土施工中的使用

1、温度监测系统

为了有效的避免大体积混凝土在施工中结构受到了温度应力的影响，必须在大体积混凝土结构施工中对温度进行有效的检测，掌握好在施工过程中温度变化的情况，首先，在进行大体积混凝土施工中，需要对地板混凝土和内部的钢管进行温度的检测，随后采用人工的方法进行逐个的温度监测。但是这种方法较为传统，同时需要消耗大量的人力物力，监测的数据存在一定的疑问。目前在大型施工现场采用的是微机自动监测系统，在大体积混凝土施工中进行连续的监控，该系统在施工的过程总具有准确可靠，能够及时的提供各个监控点温度和温度随时间变化的曲线。

2、监测点的布置

在进行监测点的布置中，需要根据混凝土的形状和控制条件进行有效的设计，因此不同建筑工程在设计过程中存在一定的差异，本文针对某工程的承台混凝土施工为例，该工程为长30.7米，宽22.3米，厚3.5米的钢筋混凝土结构。在施工中可以采用足尺混凝土模型中设置监测点，根据监测结构分析和调整混凝土大体积结构，从而确定施工的方案。

3、监测结果分析

一般而言，针对混凝土监测的结果和温度的记录，在施工的过程中可以分为以下三个时期：首先是浇筑的前期，这个过程在混凝土入模板以后，温度会逐渐的上升；随后是浇筑的中期，由于出现了水化反应，温度的监测点温度出现了缓慢的上升；最后是浇筑的后期，温度监测点的降低会更加的缓慢，这样对结果进行分析，目的是为了防止温度应力过大，及时的采取措施，对施工质量进行严格的控制。

五、结束语

综上所述，本文首先分析了大体积混凝土施工的特点，随后针对大体积大体积混凝土施工的特点分析了温度应力产生的原因和危害，最后针对温度监测的有关问题提出了相应的建议，目的是提高大体积混凝土的施工质量。

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