浅谈大体积砼温度控制方法

刘儒炯

（泉州台商投资区城市建设发展有限公司， 福建 泉州 36212）

1 工程概况

泉州台商投资区玉坂安置小区工程位于泉州台商投资区东园镇玉坂村。本工程总建筑面积约30 万㎡平方米。设1 层地下室，基础的型式筏板基础、桩筏基础等。其中3#楼、4#楼、9#楼筏板厚度为2.2m，5#楼、6#楼、7#楼、8#楼、公寓1#、2#楼筏板厚度为2.0m，10#楼、11#楼桩筏基础厚度为2.5m，其余主楼地下室底板厚度均为0.3m；砼强度等级为C35。

2 大体积砼温度控制措施

根据现场施工的实际进度，本工程主楼基础底板砼浇筑的时间在12月，当地往年这段时间的平均气温为16℃。考虑到本工程主楼基础砼一次浇筑厚度达2.5m，砼内部水化热不容易散发出来，底板砼内部最高温度可达50℃，且如果仅采取外部保温措施来控制砼内表温差，则控制效果相对较差，同时将导致保温养护时间过长从而影响工期。由于工期紧，为缩短温控时间，决定采用内降外保措施，采取在此处主楼基础底板内部预埋冷却水管通循环水进行降温为例子，即在采取砼外表面保温的同时，进行内部降温，以缩短保温养护时间，确保大体积砼质量。

掌控砼内部温度实际的变化情况以及保温养护的实际效果如何等情况，需进行现场测温。通过现场实测，将砼内部温度变化梯度较好的控制在规范允许变化的范围内，同时通过现场测温，可以对砼内部温度和各关键节点部位砼温差变化等进行准确掌控，还可以根据施工现场实际施工情况，尽可能缩短减少砼养护的周期，加快施工进度，从而节约施工成本。

2.1 降温水管工作原理

为控制砼内部水化热释放所引起的绝热温升，施工中在基础筏板内部预埋两层冷却水管。在砼养护阶段，当砼内部中心温度超过要求或由于砼保温措施不恰当造成砼内外温差超过25℃时，应立即启动预埋在砼内部降温管的水循环系统，将砼内部热量循环带出并释放到空气中，从而达到降低砼内水化热温度的目的。

2.2 冷却水管的布置

本工程采取在底板的厚度中心平面布置两层冷却水循环管网（分布在原设计底板的温度抗裂钢筋网片附近）。冷却循环水管采用DN40 镀锌钢管，采用丝扣连接，水管水平间距为1.5m（顺着底板钢筋支撑架走，与钢筋支架立柱固定）。每路冷却水管的总长度宜控制在200～300 米。每路水管应配一台电动多级离心清水泵，直径φ100mm 扬程120m 以上。要求水流动方向可以互相转换，水流方向切换原理图见下页所示。

冷却水管水流方向切换工作原理图

（1）冷却水管安装注意事项：

①在埋设筏板基础冷却水管时，接口处必须密封，防止管路接口处漏水或者水泥浆渗入管内导致管道堵塞。

②冷却水管在埋设时应固定牢固，防止在浇筑筏板砼时位移损坏。

③冷却水管安装完成后应由专人进行管道试压，以确定水管的安装接头是否密封。

（2）循环水池

公寓1#、2#东侧分别设二个冷却水池，净空尺寸均为3000×4000×1000mm。

（3）冷却水管的使用

①因基础底板砼浇筑过程中冷却水管网有可能局部受损，要求砼终凝前应多次开启水泵短暂工作，将管道内的水泥浆等杂物冲洗出，确保管网畅通。

②在砼终凝36h 之后，即可根据测温结果确定是否进行通水降温，开启循环后回流的热水直接排到水池内，以调节水池内水温。当砼内部温度与内外温差变化在规范规定的控制值范围内时，降温水管内循环水不必启动。

③根据对砼温度的实际监测，采取每路降温管网间隔一段时间后切换循环水流的方向的方法，使砼内的温度尽可能达到均匀。

3 大体积砼的温度监测

3.1 大体积砼温度监测的特点

本工程大体积砼的测温工作监测方法如下：

如上所示温度监测方法具有以下几种特点：

①监测数据由电脑自动采集、自动打印数据报表

②数据采集的速度较快，扫描一次所有的测点的时间约为一分钟

③采用24 小时全天侯数据监测，时间均不间断

④监测数据采集的准确度较高

3.2 温度监测前期准备工作

①监测主要仪器、仪表设备

A.全自动微机温度数据采集器

B.铜-康铜热电偶

C.打印设备

D.标准水银温度计(0.1℃分度)

为保证温度监测的有效性和可靠性，测温仪表需经过相关计量部门校验合格，并在有效期内使用；热电偶需检测防水绝缘和老化试验，热电偶经校验后经过计算机进行数据处理，修正相关公式后输入微机数据采集器。布置的温度测点在施工过程中可能被破坏，因此采用双测点布置形式，即一点工作另一点备用。

②监测主要参数的确定

A.砼内部温度；

B.保温层温度；

C.环境温度。

③测温杆的制作

埋入筏板基础砼内部的热电偶加钢套管形成测温杆，将测温杆固定在基础钢筋上，浇捣砼时应注意测温杆位置，防止破坏。测温杆制作时为防止地下水渗透，采取以下措施：

A.在测温点钢套管壁的引出孔上方焊上止水环

B.将热电偶从钢套管引出，引出孔应用防水胶进行密封

C.为 防止地下水从钢套管的底部渗入，底部应封死

④测温杆的固定与预埋

筏板基础砼浇筑前测温管应安排专人进行配合安装预埋。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时应把测温管固定在基础钢筋上，避免在浇筑砼时破坏或者移动。测温线每组应设置长度不同的2 根测温线，为区分深度，用胶带在线的上端做上记号。用塑料带将测温线包住并绑扎好，测温线端头不得受潮影响测温。

3.3 控制的目标和温度监测的步骤

A.应配备专职测温人员，测温人员上岗前应进行技术交底和操作培训。测温人员要求认真负责任。在填写测温记录时不得随意涂改，要整洁清楚，测温人员在换班时应办理交接手续。

B.从砼开始浇筑时起，应同步24 小时不间断进行砼温度监测，并要求每2 小时打印一份温度监测报告表，作为对基础砼实施温度控制的措施依据。

C.控制砼水化放热过程中里表温差不大于25℃。当温度监测数据显示砼里表温差接近25℃并有继续上升趋势时，应及时提出警报，并提出适当的温控建议。

D.当砼在自然状态下里表温差不大于25℃，且砼内部温度趋于稳定缓慢降温，经项目技术负责人和相关技术部门批准同意后方可停止砼测温。

E.筏板基础砼停止测温，经项目技术负责人及相关技术部门批准同意后，可将覆盖的塑料薄膜及保温层掀掉，使砼充分散热。

3.4 检测布点

测温点的布置，测温点离基础边缘不应太近，导致测温不准确；每组测温点分为上、中、下三个测温段，分别深入承台表面以下100mm 处、承台中部、承台底以上200mm 处。测温管是采用φ40 镀锌钢管焊接管间距为1000㎜，将钢管一端头用扁铁焊接封堵密实防止浇筑砼或地下室渗入，安装固定钢管时应高出筏板基础砼上表面200mm，钢管上口采用软木封堵严实，在软木上留一小孔，放入温度计。每个基础筏板布置温度测点共8 点，相互间距约4～6m，另外测薄膜下温度及大气温度。在测温点钢管内装满变压器油，将温度计侵入变压器油中。

3.5 监测频次：

筏板基础砼浇筑完成后10 小时开始进行测温工作，时间为14d。

第l～7d：每2 小时一次；

第7～9d：每 4 小时一次；

第10～14d：每12 小时一次；

4 大体积砼注意事项

4.1 合理选择原材料

根据本工程特点选用优质的砼原材料，砼配合比设计应进行优化，宜增大砼骨料用量，适当加入减水剂等外加剂，以减小水泥和水用量，以降低砼水化热。

4.2 降低砼的入仓温度

浇注砼时，采取适当的措施降低砼入模温度，宜控制在30℃以内；应尽量避免砼在高温的天气浇注砼。

4.3 砼的浇筑方案早期温升采取散热措施

筏板基础砼浇筑采用泵送工艺，选择整体分层连续浇筑施工，上下层砼分层浇筑的覆盖时间应适当延长，但最长时间不得超过砼的初凝时间，采用此浇筑方案以增加砼的散热面积，加快砼的热量释放。砼分层浇注的厚度应控制在30～50cm。

4.4 加强养护和测温措施

①对砼内部最高温度计算

Tmax=（mc+K×F）Q/（c×ρ）

式中Tmax——砼内部最高温升值℃；

mc——C35、P6 砼中水泥（包括膨胀剂）用量，取333kg；

F——砼活性掺和料用量，取174kg（按40%掺量）；

K——掺和料折减系数，本工程采用粉煤灰+矿粉，取0.3；

Q——水泥28d 水化热，取375KJ/Kg；

C——砼比热，取0.97[kJ/（kg·K）]；

ρ——砼密度，取2400kg/m3；

Tmax=（333+0.4×174）×375/（0.97×2400）=64.85℃，取65℃。

②砼表面保温、保湿材料的厚度计算

δ=0.5Hλ(T2-Tg)K/[λc(Tmax-T2)]

式中 δ——保温材料的厚度（m）；

H——砼实际厚度（m），取2.5m；

λ——保温材料的导热系数[0.14W/（m.K）]，

这里暂按棉毡考虑，其导热系数取0.060；

T2——砼表面温度，取65-25＝40℃；

Tg——施工期间大气平均温度，

根据泉州地区12月的气候，取16℃；

λc——砼导热系数，取2.33W/（m·K）；

Tmax——砼中心最高温度（℃）；

Kb——传热修正系数（透风系数），查施工手册，取1.5；

δ=0.5×2.5×0.060×[40-16]×1.5/[2.33×(65-40)]=0.046m；取0.05m。

由上述公式得出，要保证砼表面温度与大气温度之间的温差不大于25℃，采用二层塑料膜加一层棉毡来覆盖，先一层塑料膜、一层棉毡，表面铺一层塑料膜或彩条布(防风)。放置方法：在砼终凝后，立即先铺一层塑料薄膜，然后再铺一层充分浇水湿润的棉毡，之后再覆盖一层塑料薄膜，养护时间为14 天，具体时间以温度监测结果为准；保温层根据温控监测结果及时进行增减，确保砼内外温差不大于25℃。筏板保温材料铺设剖面示意图：