承台大体积混凝土温度监控

杨友才

(辽宁省路桥建设集团有限公司第三分公司 辽宁 沈阳 110021)



承台大体积混凝土温度监控

杨友才

(辽宁省路桥建设集团有限公司第三分公司 辽宁 沈阳 110021)

温度控制是承台大体积混凝土质量好坏的关键因素，其目标是要控制好初始温度，降低最高温度和缩小内外温差。在承台大体积混凝土施工中，温度控制技术是实现大体积混凝土信息化施工的必要步骤，通过对施工过程的实时温度监测，能够为后期的混凝土保温保湿养护提供依据。

承台大体积混凝土；施工质量；温度监控

承台是桥梁工程中使用频率较高的部件，其构造属于大体积混凝土结构物，在混凝土浇筑的过程中，水泥化热会引起其内部温度及温度应力急剧变化，从而产生温度裂缝。因此，在承台大体积混凝土施工中，如何对施工温度进行控制是决定混凝土质量的关键。

一、施工前方案准备

(一)温度控制的重要性

承台混凝土在浇筑过程中，水泥水化过程会释放大量水化热，使得混凝土温度逐步上升；在较小体积混凝土承台中，水泥水化产生的热量可以通过自己散发出去而不影响混凝土浇筑的质量，但承台属于大体积混凝土，其尺寸最小也在3～5cm以上，大体积混凝土的截面尺寸较大，这使得混凝土的导热性能随着距离呈线性衰减，导致混凝土内部的温度能在短时间内升到30～50度，而外部的温度与气温接近，变化不大，这就造成了内外温度的差别，大体积混凝土内外温差变化必然会引起温度变形，进而对混凝土的质量影响很大。大体积混凝土在水泥水化过程中所产生的热量会导致热膨胀和收缩的问题，从而使混凝土中的温差膨胀，使其内部拉应力超过抗拉强度，使得混凝土开裂。因此，对承台大体积混凝土实施温度监控是保障其质量最重要的手段之一。

(二)原材料的优质配比

为保证承台大体积混凝土的施工质量，在控制温度之前还需要做好原材料的优质配比。大体积混凝土的配合包括砂石料、水泥、粉煤灰以及外加剂，根据施工实际情况按照不同材料的性能进行交叉配合比，确定最佳施工配合比。大体积混凝土如果采用普通水泥，则需要运用双掺技术达到降低混凝土入仓温度的目的，以此来改善混凝土的性能，减小水化热的热量。高质量的泵送混凝土具有良好的流动性和可泵性，容易搅拌并且不离析，不泌水。根据现场材料的实际试验，选出最佳配合比。

如果再原材料选择上使用了中低热低碱水泥，可以在一定程度上降低水泥的水化热；加入适当比例的膨胀剂能够提高混凝土的强度，减少混凝土收缩的力度，降低由收缩带来的温度应力，从而降低混凝土的浇筑温度；还可以优选减水剂，以此提高混凝土的密实性和强度，减慢水泥硬化的速度，拉长混凝土初凝的时间；粉煤灰的添加能够使大幅增长混凝土后期的强度，凭借粉煤灰的微集料效应和火山灰效应，提高混凝土的抗裂性，化解了水化热和收缩带来的质量问题，使配制出的大体积混凝土性能更高。

二、施工中的温度控制

(一)温度控制的方案

大体积混凝土的温度控制是通过在承台内部预埋温度元件，以此来测量其内部的温度场分布。通过温度传感器来监测，测量范围在20～110度之间，误差在0.5度以内，控制历程从混凝土出拌和机后，包括运输、平仓、振捣等过程都属于浇筑温度，其温度需要控制在30度以内，如果是夜间浇筑，则需要把握时间，在20时之后开始，次日8时之前完成；如果遇到高温天气，则需要用到遮阳措施以避免浇筑温度升高过快。

对于原材料的温度控制，水泥水化热的温度要控制在50度之内，砂石料要防治太阳直晒，放置在露天场地的物料需要采取遮阳措施，石子的温度不能超过30度，砂石要低于32度，粉煤灰的温度不能高于35度。原材料的温度控制可以采取冷水冲洗以及风冷降温等措施，还可通过使用温度较低的拌合水来达到降温的效果。

(二)温度监测的方法

承台大体积混凝土在监测中需要参照一定的标准，以此来采取措施把握温度。首先，承台的浇筑温度不能超过25摄氏度；其次，混凝土内部与外部表面的温差应控制在20摄氏度以内，对于抗裂能力较强的混凝土结构则需要控制在25～30摄氏度之间；再次，混凝土的降温速率不能超过每天2度，而最高升温需要控制在60度之内，最后，浇筑过程中，出水口的温度最好控制在40度以下，进水管的温差保持在5～10度之间。

关于监测的时间节点，一般是从混凝土开支浇筑到完成后的15天期间，根据混凝土的温度观测值采取不同的测试频率。混凝土在浇筑完成后的72小时内是热量释放的高峰期，因此这段时间是监测的关键期，监控人员应该加大监测的频率，每2小时进行一次温度采集，当达到温升的最大值后再减少监测的密度，可逐渐改为每4小时一次，当温度下降平均之后，可改为每12小时一次采集，直到15天之后，确定大体积混凝土的乃外温差小于25度时方可停止。在进行温度采集时，注意不能只关注某一个部件，应将混凝土的内外温度、大气温度以及进出水管的温度全面采集。

(三)温度控制的措施

混凝土的热量主要来自水泥水化热，可以采用掺加粉煤灰和减水剂的方式减少混凝土水泥用量的密度来降低水化热的热度。其次，可以选用粒径较大的粗骨料，选用中粗砂来改善混凝土的和易性。第三，降低混凝土的入模温度，在浇筑混凝土时避开炎热的天气，并选择温度最低的时间段来施工，遇到夏季施工科通过对骨料进行遮阳或洒水等方式来物理降温，在入模时可采用强制通风的方法来加速热量的散发，以此达到降温的目的。第四，在浇筑过程中，可放慢浇筑的时间，做到均匀缓慢，以此促进水化热的散发，在进行分层浇注时，将每层的厚度控制在30～40cm之间，这不仅能使层面均匀上升，也有利于温度的散发，混凝土的塌落度要控制在设计范围之内，注意控制好混凝土的搅拌时间，不能少于2分钟，以此保证混凝土和外加剂搅拌均匀，提高混凝土的流动性以及和易性。

三、施工后养护期的温度控制

混凝土在浇筑之后的15天内，都是温度监测的关键时期，因此在施工后还需要做好养护工作。大体积混凝土在浇筑完成后，应定期对其进行保温保湿养护，使得混凝土的温度缓缓下降，这样有利于混凝土发挥自身的徐变特性，降低温度应力。在夏季或温度较高的天气施工后，要注意对混凝土进行洒水保湿，同时遮阳措施要做到位，可以在混凝土表面覆盖牛毛毡，此外，保湿水应采用常温水，不能使用温度过低的水，以加剧内外温差；对于混凝土的拆模时间要把握好，让混凝土的应力松弛效应充分发挥后进行，至少在4天以上，以此延缓降温的速度，拉长降温时间；遇到需要回填的结构，应及时处理，不能暴露太长时间，以影响混凝土的密实度。

四、结语

承台大体积混凝土由于其尺寸较大，混凝土的散热速度小于放热速度，因此导致其在浇筑的过程中会发生温度变形，造成混凝土的开裂。由此可见，大体积混凝土的温度控制对其施工质量尤为重要。要控制好混凝土浇筑的温度，可以从原材料选用，浇筑工艺过程以及后期养护三个阶段入手，注重原材料的优选和配合比，在浇筑过程中把控好温度监测并采取有效的散热措施，在后期进行洒水保湿保温养护，就能控制好混凝土的温度，保证其质量。

[1]李云、宋怡达、于五星、于江飞，办公楼工程大体积混凝土温度监控技术，科技创新导报，2011第23期

[2]宋群国、杨雅勋、孙磊，桥梁承台大体积混凝土施工温度控制，公路交通科技，2011年第10期

[3]江厚祥、高健、饶阳、张年杰，太原火炬桥主承台大体积混凝土温度监控，建筑施工，2010年第32卷第9期。