大体积混凝土热导测温技术的应用

2016-11-10陈昌燕王亚军陈嘉健

安徽建筑 2016年4期

关键词：布点测温温差

陈昌燕，王亚军，陈嘉健

（中国建筑第二工程局有限公司，北京　100160）

大体积混凝土热导测温技术的应用

陈昌燕，王亚军，陈嘉健

（中国建筑第二工程局有限公司，北京100160）

随着经济的快速发展，越来越多的高楼大厦拔地而起，楼越盖越高，基础越挖越深。从而出现越来越多的大体量筏板基础。如何实现大体积混凝土的施工质量成了保证工程质量的重要环节。而温度控制则是控制大体积混凝土裂缝开展的重要影响因素。文章就热导测温技术的应用过程及温度变化规律进行详细描述。

大体积混凝土；测温；大体积混凝土裂缝

1　大体积混凝土测温概述

1.1大体积混凝土定义

目前，针对大体积混凝土不同的规范不有不同的定义，根据《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。从定义可知，凡是因混凝土胶凝材料水化热引起温度变化和收缩导致不可逆裂缝且有害裂缝产生的混凝土即为大体积混凝土。

1.2测温的必要性

大体积混凝土内部热量较难散发，外部表面热量散发较快，内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度，混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，在混凝土表面会产生有害裂缝，有时甚至贯穿裂缝。另外，混凝土硬化后随温度降低产生收缩，由于受到地基约束，会产生很大外约束力，当超过当时的混凝土极限抗拉强度时，也会产生裂缝。为了了解基础大体积混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律，必须掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况，以便采取必要的措施。

2　结合工程实例简述测温过程

2.1工程概况

某工程建筑面积7万㎡，地上51层，地下2层，由一栋塔楼及周围地库裙房组成，框架-剪力墙结构形式。东西方向长均为41m，南北方向长均为45.6m，坑中坑区域厚度3200mm，其余筏板厚度2700mm，主楼外围底板板厚为400mm。除裙房外围部分的筏板外其余的均为大体积混凝土筏板。由于本工程筏板太厚，分两次进行浇筑。

本工程大体积混凝土强度等级为C40，抗渗等级均为P8；混凝土墙体、柱子的设计强度等级为C60。大体积混凝土配合比如下表所示。

项目　水　水泥　砂　石　外加剂粉煤灰矿渣粉　膨胀剂每立方米材料用量175　302　659　1075　7.78　39　87　58配合比　0.36 0.62 1.36　2.21　0.016　0.08　0.18　0.12水胶比　0.36砂率%　38　执行标准JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》其他技术要求　P8（掺12%UEA）

2.2测温的方法

本工程采用建筑电子测温仪（JDC-2）配合预埋测温导线进行测温。具体操作如下：

①混凝土浇捣前测出各测温探头的初始温度值，并作好记录。

②混凝土浇捣前测出大气温度及入模混凝土温度并作好记录。

③自混凝土浇筑后约48h（第3天）达到温度高峰值，每昼夜不应少于4次，混凝土浇筑后具备上人条件后开始测温，温度监测频率在升温阶段和降温阶段的前3天不应少于每2h一次，4～7天不应少于每4h一次。根据降温系数表至少应测至第12天（如温度变化超过要求，继续进行监测其温度）。

④每测温一次，应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。

2.3测温点的布置

为了有效控制混凝土里表温差，使温差控制在25℃以内，防止温差过大而产生裂缝，施工过程中实行测温记录管理，根据现场实际情况布置测温点。另外为检测覆盖蓄水养护的混凝土面层温度，在覆盖物下方、底板上表面之间放置2个测温计，检测混凝土面层温度。

待测温的混凝土平面区域长度=45.6m，宽度= 41m，对角线长度=61.62m。

1#测点，位于中心，属于典型布点；

2#测点，位于长度1/4，宽度1/2处，属于典型布点；

3#测点，位于离外边线各1/4度处，属于典型布点；

4#测点，位于离两边线各2.5米处，属于典型布点；

5#测点，位于半对角线2/5分点处，属于典型布点。

6#测点，位于半对角线4/5分点处，属于典型布点。

平面共布点6处。

混凝土厚度为3200mm，同一立面上的传感器个数为3个，采集器离混凝土上表面距离为1000mm。

传感器间距为：1500mm

传感器1引线长度：1200mm，取1.2m

传感器2引线长度：2700mm，取2.7m

传感器3引线长度：4200mm，取4.2m

混凝土传感器立面布置示意图（引线附着钢筋上）

3　温度变化规律

3.1理论温度变化规律

在工程策划之处，项目技术人员已将温度变化的发展模式统计如下。

混凝土温差变化曲线和混凝土抗拉强度的发展规律可将大体积混凝土的养护与温控分为如下三个阶段。

第一阶段：升温阶段，大约在1～5d。此阶段混凝土处于硬化初期，强度尤其是抗拉强度很低，如果此时混凝土内外温差过大，表层温度应力大于混凝土抗拉强度，就会产生温度裂缝，因此对混凝土表面采取覆盖塑料薄膜（保温保湿）或覆盖麻袋、草包（层数可通过计算确定）等措施，进行充分有效的保温是非常必要的。

第二阶段：降温阶段，大约在5～9d。此阶段混凝土基本硬化，表面抗拉强度逐渐增大，弹性模量获得较大程度的发展，但由于混凝土的温度应力发展很快，进入易开裂期，如果温度应力大于混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土内部产生贯穿性裂缝，因而这一阶段是混凝土温控中的重要阶段。

第三阶段：稳定期。此阶段混凝土表面温度拉应变减小，而混凝土抗拉强度已经获得足够的发展，因而，只要温差不超过最大温差要求，混凝土就不会开裂。此阶段应有效控制混凝土内部与表面以及表面与大气之间的温差，尤其是避免拆模时混凝土遭受冷激，使温差控制在允许的范围之内。

3.2实际测温线变化规律

根据数据统计，大体积混凝土在严格按照方案实施的实际浇筑过程中温度变化规律如下。

①现场实际环境温差变化不大，最大昼夜温差仅为10℃，有利于大体积混凝土的浇筑和养护工作的展开。

②测温点1的最高温度出现在砼浇筑完成后的14h～48h之间，温差降最大速率为6℃/d。出现此现象的最大原因是混凝土浇筑从内往外进行扩散时，未能实现全面双层麻袋覆盖，现场管理人员过于疲惫，出现管理松懈时刻。在采取了相应的薄膜和麻袋覆盖以及蓄水养护后，温度变化值相对温度，降温速率严格控制在2℃/d的范围内。

③测温点2的最高温度出现在砼浇筑完成后的16h～50h之间，温差降速率控制在2℃/d，得益于项目管理人员的积极组织及对劳务人员的管理。

实践证明，对大体积混凝土的温度测控工作应高度重视，并根据实际工程测温确定相应的温控措施，不得心存侥幸，否则后果将难以弥补。此外还应注意以下几个问题。

①混凝土人模温度的控制

混凝土中心温度是混凝土人模温度和绝热温升之和，混凝土人模温度高，中心温度越高，产生的温差越大，越不利于混凝土温差的控制。因此，应采用冷却拌和水、加冰或冷却骨料等方法降低混凝土的人模温度。

②混凝土内部温度的控制

应选用低热水泥，同时掺加粉煤灰和缓凝剂，以降低水泥水化热，延缓混凝土内部温升，并采取相应保温散热措施，从而减小混凝土内表温差和表外温差。

③混凝土的表面处理

在混凝土终凝前应进行二次抹面，并在抹面后及时覆盖进行保温保湿养护，以免混凝土表面产生发丝状裂纹，影响表面效果。