论大体积混凝土浇筑温控技术要点

谢承钺

福建建工集团有限责任公司

1 引言

在水利大坝、高层建筑、桥梁等建筑中，大体积混凝土结构施工一直是工程建设中的重难点，尤其是大体积现浇混凝土结构施工阶段，因结构体积厚实、表面系数较小、内外温差较大等特点，常出现不同程度的温度裂缝，对结构整体性、建筑安全性等造成不利影响。为保证结构施工质量，需根据结构类型、现场工况等，制定合理的温度控制措施，抑制温度裂缝的发展，提高结构施工质量。基于此，文章结合体积混凝土结构温控监测流程，探讨了结构施工温度监测和温控技术要点，对实际工程意义重大。

2 大体积混凝土施工测温系统要求

2.1 温控监测流程见图1

图1 温控监测流程

2.2 温控监测系统选择

现阶段，在施工现场常用的温度测试方法，主要有温度计法、热电偶法、光栅法等。

（1）温度计测温法，操作简单，仪器采购成本低廉，但测量精度较低，数据记录烦琐。

（2）光栅测试法，测量精度高，抗干扰性强，但设备采购成本高，且传感器易损坏。

（3）热电偶法是工程中常用的测温方法，操作简单，测量精度高，且能够直接反应被测构件温差；结合以往工程实践，结合本项目测量工况，本次拟采用热电偶法。

3 大体积混凝土温度和应变监测点布置

3.1 温度测点布置原则

（1）为保证测量准确性，避免冷却水管干扰，测点应布设在相邻冷却水管中间位置。

（2）测点布设范围，也叫测温区，主要包括控温构件浇筑平面图对称轴线的半轴线范围；半条对称轴线上，测点布设位置不少于三处。

（3）对于桩基承台，可将先浇筑的一幅，作为主要监测对象，测点布置、传感器数量遵循上述原则；另一幅则埋设少量温控传感器即可。

3.2 桩基承台测温传感器的布设

桩基承台的测温传感器布设位置示意图如图2。从图2可知，该测量方案的测量位置选择了基础构件两条对称轴线，施工现场可根据现场工况，合理确定某个1∕4区域为测试区。

图2 大体积混凝土温控测点立面布置示意图（单位：cm）

3.3 桩基承台应变传感器测点布置

在部分温度测点附近，可合理布设应变传感器，以在监测大体积混凝土构件应变规律的同时，更加准确地分析出温度与温度应力的相互关系。结合桩基承台构件尺寸、形状、现场工况，本次拟在构件每层（1.75m或2.00m）布设应变测点，示意图如图3。

图3 大体积混凝土应变测点布置示意图

3.4 测温传感器的安装及保护

（1）热电偶传感器使用前，应严格核查传感器规格、性能、质量、精度等参数，确保所有器件质量合格、性能稳定、精度达标。

（2）根据传感器布置图，按结构纵向位置编号；不同层的传感器，其导线可选择不同颜色，或涂刷、黏贴不同颜色标签，便于后期温控结果统计。

（2）为保证测量结果准确性，避免传感器位置移动，布设安装应采取一定的固定措施；同时为保障传感器稳定工作，应在布设完毕后及时检测线路通畅性。

（3）为避免传感器与导线接触不良，宜采用锡焊连接，并采取一定的绝缘措施，避免绝缘不良影响测量结果；可采用环氧树脂绝缘密封，再使用绝缘胶布缠裹，进一步保证连接处绝缘性。

（4）导线连接完毕后，应检测导线连接通畅性和线路连接的准确性，查找故障点，并及时予以排除，保证线路质量。

（5）传感器和相应导线安装、连接完毕，应及时联机测试，验证测温系统运行稳定性。

4 大体积混凝土施工现场主要温控措施

大体积混凝土构件施工阶段，应根据温度与温度应力测试数据，合理调整施工工序、施工计划等，必要时，应根据相应测试数据分析结果，采取相应措施提高温控效果。

4.1 降低混凝土入模温度

（1）夏季高温环境下，大体积混凝土构件浇筑施工过程中，应合理控制混凝土入模温度。

（2）降低拌和水水温，是降低入模混凝土温度的有效方法，可根据实际条件，采用加细冰屑、冰块或采用降温设备等方式，控制拌和水温度。

（3）降低水泥温度，也能够控制混凝土入模温度；可提前与供应商沟通，控制其入场温度不高于60℃。

（4）浇筑时段，优先选择夜间施工，减少施工现场温度、阳光等对混凝土的影响。

4.2 发挥冷却水的调节作用

（1）为方便调整冷却水开关、流量等，以更加有效地进行温度调控，每层、每根冷却水管都应设置独立阀门，单独编号。

（2）在混凝土升温阶段，为有效带走水泥水化产生的热量，适宜直接通自然温度的江水，以有效降低混凝土构件温度峰值。

（3）在降温阶段，为保证混凝土构件内外降温速率保持协调，应合理控制冷却水流量、温度。

（4）冷却水与混凝土内部的温差不宜超过25℃；构件内部温度最大值与环境温度温差小于20℃时，即可关停冷却系统，关闭冷却水阀门。

4.3 表面保温保湿措施

（1）为保证大体积混凝土构件浇筑质量，浇筑施工完毕后，应根据施工场地环境温度、湿度等合理采取保湿或者保温措施：①夏季气温较高，昼夜温差较大，应根据温度监测系统数据，结合温度场计算结论，合理调整降温措施，提高浇筑混凝土凝固效果，保证构件施工质量；②顶层混凝土终凝后，可选择蓄水养护方案，提高保温保湿效果；③构件浇筑完工后，可使用湿麻袋覆盖混凝土表面，起到保温、保湿的效果。

（2）大体积混凝土构件浇筑完工后，保湿养护要求和方案如下：①养护期内，混凝土构件表面必须始终处于湿润状态；②在正常环境下，混凝土构件养护期不少于14天；③制定严格的保湿养护检查措施，形成定期、不定期的检查制度，保证养护时长和养护质量。

（3）大体积混凝土构件模板拆除措施：①拆模施工宜安排在上午进行；②拆模后，构件地下部分应及时回填；③应适当延长带模养护构件的养护时长。

4.4 异常情况及其预案

大体积现浇混凝土构件浇筑和养护期间的温度控制，应以事前预防为主。结合以往施工经验或相关文献资料，构件浇筑或养护期间，若出现异常，可根据异常情况和现场工况，采取下述几点措施。

（1）大雨或气温骤降天气：应及时在构件顶面和侧面覆盖防雨布。

（2）冷却水循环系统故障：①在混凝土浇筑施工期间，若浇筑或振捣施工造成水管破损，应及时修补；②应保证系统工作稳定，出现水管破裂、堵塞等情况时，及时排除故障，避免长时间停水；③应根据混凝土内部传感器实时监测数据，合理调整水温、水量，避免冷却水水温过低，对混凝土造成冷击，同时避免混凝土内部温度降幅过快；④应根据各指标限值，合理调整水流量、水温等参数，确保各指标值不超过限值。

（3）养护期开裂：①混凝土升温阶段，若构件表面发生浅表开裂现象，应立即检查混凝土构件表面湿度、温度等指标，并根据检查情况，采取针对性措施，保证保温保湿养护效果；②混凝土内部降温阶段，若出现表面规则开裂现象，应适当减少冷却水水流，或适当增加水温，控制降温速率，并检查构件表面保温保湿情况。

5 结论

本文结合大体积混凝土构件结构特点和施工测温系统要求，探讨了大体积混凝土温度和应变监测点布置技术要点，并分析了施工现场常用的集中温控措施，结论如下。

（1）温控测点布设位置、数量等，可根据现场情况，布设于控温构件浇筑平面图，对称轴线的半轴线位置，且不少于三处。

（2）传感器应根据布置图布置，并按结构纵向位置编号；布设完毕后，应及时联机测试，检测并及时排除故障点，保证系统稳定。

（3）可根据传感器数据、施工场地气候环境等因素，合理选择温控措施，比如降低混凝土入模温度，增加冷却水水流、采取表面保温保湿措施等。