大体积混凝土温度测控方法及案例分析

淦 江

(九江市建设工程质量监督检验站,江西 九江 332000)

1 引言

随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展,大体积混凝土已经越来越广泛地应用于大型设备基础、桥梁工程、水利工程、建筑工程等。这些大体积混凝土具有体积大、混凝土型号多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点,在设计和施工中除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性的要求外,还必须控制温度变形裂缝的开展,保证结构的整体性和建筑物的安全。因此大体积混凝土温度测控和温度变形裂缝的控制,是大体积混凝土设计和施工中的一个重要课题。

为了控制大体积混凝土在施工中水泥水化热温升可能造成的不利影响,精确测定大体积混凝土内外温差,有效控制内外温差在GBT 51028-2015《大体积混凝土温度测控技术规范》要求的范围内,防止出现温度裂缝,造成不必要的损失,可采用大体积混凝土温度测控方法做好测温工作,并测试温差变化应变值。此类温度监控工作,可为大体积混凝土的施工提供科学的控制依据。

2 大体积混凝土温度监控案例

2.1 工程概况

某项目为新建营业用房工程,建筑地点位于某市新区。该工程核心筒下桩基承台属于大体积混凝土,承台截面尺寸为18400(长)×17000(宽)×4200(高)mm,承台顶面标高为-11.05m。主楼地下室底板板厚为500mm,板面标高为-11.05m。

实施依据为营业用房工程施工图、GB 50164-2011《混凝土质量控制标准》、GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》、GBT 51028-2015《大体积混凝土温度测控技术规范》。

本工程温控指标为：对于厚度为1.5～2.5m的大体积混凝土,要求其内外温差最大不超过25℃；对于厚度为2.5m以上的大体积混凝土,要求其内外温差最大不超过28℃。

2.2 测温原理及设备

利用热电效应原理,由测试预埋测温线探头温度直接测定大体积砼内部布点温度,测量误差控制在0.5℃以内。测温仪主机最小分度为0.1℃,根据埋深及位置采用多规格预埋式测温线及测温探头。

2.3 测点布置及注意事项

2.3.1 测温管布置

在承台大体积混凝土布置9个测管,测管绑扎在钢筋上,测管材料采用金属管,下口封堵,上口高出混凝土面0.5m,根据测点位置要求在测管侧壁钻3个孔,以便传感器伸出测管,埋设在混凝土中。根据不同混凝土深度区,均匀分布共计9个测管,并在4.2m深区域有所侧重,具体分布见图2-1,图中1#、7#测温混凝土深度为2m,其余测管混凝土深度为4.2m。

图2-1 测温管平面分布图

2.3.2 测温点布置

在断面上,每个测管沿深度方向布置3个测温点,3个测温点分别固定在距表面50mm处、中心处及距底面50～100mm处,以测定表面温度、中心温度及底面温度,布置见附图2-2。

图2-2 测温点断面布置图

2.3.3 注意事项

(1)传感器在埋设前,应作测试检查,并根据测点布置图进行编号,对号入座。

(2)必须牢固绑扎在相应位置横向较粗钢筋的下侧,同时要保证测温探头与钢筋绝缘隔离。

(3)凝土时应小心,避免使测温探头移位、脱落或损坏。

3案例监控结果及分析

本次测温时间为2018年3月25日至2018年4月8日,总计15天,采用连续24小时不间断测温,各测点温度记录详见图3-1～3-9(记录中数据单位均为℃)。

图3-1 1#测管混凝土日平均温度对比图

图3-2 2#测管混凝土日平均温度对比图

图3-3 3#测管混凝土日平均温度对比图

图3-4 4#测管混凝土日平均温度对比图

图3-5 5#测管混凝土日平均温度对比图

图3-6 6#测管混凝土日平均温度对比图

图3-7 7#测管混凝土日平均温度对比图

图3-8 8#测管混凝土日平均温度对比图

图3-9 9#测管混凝土日平均温度对比图

该工程测温检测自2018年3月25日至2018年4月8日,总计15天,期间日平均气温22℃,混凝土内部温度峰值在浇注后3～7天出现,各块最高温度值分别为58.7℃(2.2米厚-1#管中部)、63.2℃(5米厚-2#管中部)、60.9℃(5米厚-3#管中部)、65.6℃(5米厚-4#管中部)、67.7℃(5米厚-5#、6#管中部)、60.2℃(2.2米厚-7#管中部)、64.4℃(5米厚-8#管中部)、65.3℃(5米厚-9#管中部)。2～6#管、8#管、9#管(5米厚)中心混凝土和表面温度最大差值分别为24.5℃、25.0℃、27.8℃、27.7℃、25.4℃、23.9℃、25.2℃。1#管、7#管(2.2米厚)中心混凝土和表面温度最大差值分别为18.2℃、21.6℃。具体见附图温差对比表。本次浇筑的混凝土方量大,厚度为最厚处达5m,且施工期间遭遇气温急剧变化,增加了温控的难度,导致混凝土中心温度与表面温度差值比预期的要高,但由于在施工过程中及时加强了养护及温控监测,本工程没有产生混凝土内外温差过大导致的裂缝,大体积混凝土内外温差均控制在要求范围以内,符合GBT 51028-2015标准要求。

4 现象分析及建议

案例中大体积混凝土未出现内因外温差过大导致的裂缝是由多种因素共同作用促成的,针对大体积混凝土温度裂缝成因,可从以下几方面制定温控防裂措施。1、针对不同类型大体积混凝土制定合理的温度控制标准；2、选择合理的混凝土的配置及原料；3、制定混凝土浇筑温度的控制专项方案；4、控制混凝土入模温度；5、做好混凝土浇筑后表面隔热保护；6、做好浇筑后混凝土的保温养护及温差监测；7、做好混凝土浇筑后的养护工作；8、加强施工过程中的质量控制。

5 结语

对于大体积混凝土而言,温度控制措施的成败将直接决定大体积混凝土结构质量的优劣,而一旦大体积混凝土浇灌完毕,除冷却水降温的措施外,其它的措施都是被动的、非高效的。所以积极地采取主动温度测控就显得尤为重要。