大体积混凝土整体浇筑温度实测与控制研究

汪洋，许俊杰，姜晓敏 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

1 工程概况

某圆形基础直径为40m，计划分4层浇筑，3层总厚度4.1m，其中A层层厚为1300mm，C层层厚为1700mm，E层层厚为1100mm。为保证工程质量、满足工期要求，一次性浇筑A/C/E三层4100mm厚度的圆形基础，本次监测项目为A/C/E层4100mm厚的筏基一次性浇筑，选择夏季施工，温度在基本处于23℃～31℃之间，有利于大体积混凝土保温、养护、浇筑及成型质量。本次监测的目的是实时了解并掌控混凝土主要部位的实际温度变化情况，从而控制整个混凝土基础内部温度，得以最终把控混凝土裂缝产生。

2 主要仪器设备

为了使得监测数据准确的实时传输，本工程数据采集监测系统采用全自动采集方式，整个采集过程中由计算机自动采集、自动存储，并且无人工干预。

振弦式应变传感器：主要部件组成为热敏电阻、线圈、保护管、钢弦等。

全自动采集设备：主要组成为计算机、DATATAKER数据采集仪

整个监测数据采集系统组成示意如图1所示。

图1 监测数据采集系统示意图

3 测点的布置

三层整体浇筑，混凝土浇筑时间增长，各部分混凝土的水化温度差异悬殊增大，先浇筑混凝土温度与后浇筑混凝土温度会存在差异，由于浇筑时间不同引起的温度差异同样会在混凝土内部形成温度应力，因此测点的布置应能够反映整体混凝土温度与应变状态。测点布置如图2～图4所示。

图2 测点布置平面图

图3 测点布置剖面图（A-A）

图4 测点布置剖面图（B-B）

4 监测结果

4.1 主要测试位置温度变化

A/C/E三层混凝土入模温度在20～25℃之间，在持续监测过程中，最高温度为混凝土中心（C1）69.5℃，所有测点中最大温升是（C1）44.5℃，整个圆形基础达最高温度时间约为110h，处于中心点位。其他混凝土主要测位最高温度和降温速率见表1。

混凝土主要测点最高温度、降温速率 表1

4.2 温度及分析

根据温度监测得到的数据，绘制出部分点位的温度曲线如图5。

图5 典型测点温度变化曲线

升温阶段温度规律：对于下层、中层、上层，基本是中间层温度较高，上层温度相对较低。降温规律大体如下：上层、中层平均降温速率基本相同，下层降温速率较小。所以达到一定时间后，上层温度曲线先和下层温度曲线相交、再是中间层曲线和下层温度曲线相交。进一步分析可知，随着混凝土筏基热量的散发，与筏基接触面的基岩温度愈来愈高，导致筏基与基岩的温差愈来愈小，筏基热量散发也变得愈来愈小，故与基岩接触的筏基下层降温速率愈来愈小直至某个相对稳定数值为止，降温曲线表现平滑，可见基岩的保温效果比较理想。

4.3 内外温差及分析

根据温度监测得到的数据，通过分析绘制出部分点位的内外温差曲线如图6。

图6 典型测点内外温差变化曲线

中下层温差曲线变化较为平缓，相对而言，中上层温差变化起伏大，这是因为上层温度容易受到外界环境影响。对于基础外侧壁相邻测点同层温差比较（基础径向），上层和下层温差都控制在10℃之内，中间层温差控制在15℃之内，温差控制效果较好。

5 温控措施

①升温阶段：通过实测数据，在整个基础浇筑过程，温度是持续上升的，为保温，浇筑完后立即搭保温棚和混凝土裸露外表面覆盖保温棉。在升温后期，为保证混凝土最高温度不超过80℃，适当减少保温棉覆盖，或在混凝土内部通冷水降温。

②降温阶段：通过实测数据，降温发生在温度最高后开始，为防止降温过快，在保温棚内架设暖风机，取暖器等设备，在混凝土裸露外表面适时浇热水等。

6 监测效果及评价

通过内部混凝土应变反应，混凝土内部未出现过大或跳跃式应变的情况，结合表面观察无有害裂缝，说明基础裂缝控制得很好，温度监测取得良好效果。

选择在基础中心、轴线点和较大应变区域有针对性设置温度控制测点，实时地反映基础混凝土的整体温度状态，为及时有效地指导保温养护工作提供有力参考。