摘要：在建筑业迅猛发展中，不少工程中出现了大体积混凝土。虽然应用大体积混凝土能提高施工效率，但因水泥水化热、流排不够、析出拌和水和振捣不均匀等问题，会导致混凝土内外因温度差而出现温度应力，在严重时会出现有害裂缝，影响到结构性能。为此，要加强对大体积混凝土温度的控制和现场检测。本文以某酒店的大体积混凝土工程为例，分析控制大体积混凝土温度的必要性和措施，并研究温度现场检测方案。
关键词：大体积混凝土；温度控制；现场检测
引言
某酒店工程的基础底板是筏板基础，需要浇注较大的混凝土面积，底板分三次完成浇筑。第一期浇筑是2016年11月11日晚八点开始，一直到第二天晚六点结束，经历了大概22个小时，浇捣了约4500立方米的混凝土，施工温度最高是21℃，最低是6℃。第二期浇筑是2016年11月15日晚八点开始，到第二天晚六点结束，浇捣了3715立方米混凝土，施工温度最高是15℃，最低是11℃。第三期浇筑是2016年11月21日晚八点开始，到11月23日晚十二点结束，经历了大概40个小时，浇捣了4213立方米混凝土，施工温度最高是18℃，最低是11℃。底板设计在裙楼位置的厚度是0.7米，三栋主楼位置的厚度是2米，电梯井附近是5米厚度。
一、控制大体积混凝土温度的必要性
大体积混凝土通常是指长度在20米以上，厚度在1米以上的混凝土施工，其体积通常在400立方米以上。大体积混凝土的基础尺寸要想达到要求，必须要对混凝土的内外温差加以处理，从而将裂缝控制在一定范围内[1]。之所以要控制大体积混凝土的温度，是因为温差会导致混凝土基础结构和墩台在施工中出现裂缝。导致出现裂缝的原因有很多，比如收缩裂缝、材料裂缝和温差裂缝，其中温差裂缝是一种常见裂缝，是内外温差导致的。在浇筑大体积混凝土时，因结合了水泥与水，会产生一些热量，造成内外部温度出现很大差异，特别是大体积的混凝土，因需要浇筑大量混凝土，温差裂缝是不少混凝土工程的难题。在施工过程中，要保持大体积混凝土的完整性，所以要对水泥的水化过热问题采取有效解决措施。因混凝土表面温度散热比内部快，所以内外会出现温度应力。在内外温度差距越来越大的时候，温度应力会超出混凝土抗拉的强度，导致混凝土表面出现裂缝。为此，在大体积混凝土施工中要加强对温度的控制。
二、控制大体积混凝土的温度
1.控制温度的原则和指标
控制大体积混凝土温度的原则是：最高升温时，要对升温速率进行有效控制。混凝土中心和表层、新老混凝土间、混凝土表层和外界环境等之间都不能有太大的温差。同时降温要缓慢一些，降温速率不能太大。在控制温度的指标上，要依据混凝土结构工程的施工和验收规范，养护大体积混凝土，并结合气候条件控制温度，对浇筑后混凝土内外温度进行测定，控制温差在设计范围之内[2]。假如设计中没有控制温差的具体要求，要控制在25摄氏度之下。依据设计混凝土结构的耐久性和施工指南，要求混凝土内部温度不能超过70摄氏度，和表面相距5厘米位置的表层与中心点的温差要在20摄氏度以下，同时降温速率要小于每天3摄氏度。
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2.控制温度的有效措施
控制大体积混凝土的温度是系统化的复杂工程，一般分为浇筑之前、浇筑之后。在浇筑前，需要考虑选择合适的原材料和配合比，并对入模温度加以控制。在浇筑后，也就是养护阶段，要采取控制温度的措施。（1）混凝土的配合比要合理化，选择低热水泥并对水泥用量加以控制，可以增加适量的粉煤灰，降低总水化量。（2）添加适量缓凝剂，使水化反应延迟，避免升温速度太快。（3）假如在夏季施工，要适当降低入模的温度，并预冷原材料，在拌制过程中添加一些冰水。（4）实施保湿养护，在混凝土还是塑性状态的时候，就要进行降温。若混凝土结构偏厚，要进行冷却水管的预埋工作，通上循环水来冷却。（5）假如是在冬季施工，要采取保温措施，防止降温速率太快，可以覆盖塑料布并加上草袋。在必要状况下，可以喷淋热水，并建简易的保温大棚以提升温度。（6）尽可能推迟拆模的时间，内部温度处于最高状态时不能拆模，在拆模之后也不能马上浇凉水，在拆模之后要立即回填土。（7）最好不要在寒冷或炎热环境下施工。
三、现场检测大体积混凝土的温度
1、检测温度的主要原理和所用设备
为了检测温度需要使用温度传感器，比如Pt100A级的铂电阻，能检测-200摄氏度到600摄氏度的固体介质、液体介质和气体介质的温度，同时能直接连接二次仪表和铜导线使用，其电输出特性良好，能提供给数据记录仪等精确输入值[3]。另外，也可以使用铠装型铂电阻传感器，其组成部件主要有接线装置、固定装置和铠装型铂热敏电阻感温器件。其特点主要是：（1）测量元件的外露位置能弯曲，所以不需要太大的安装空间。（2）测量元件有较细的直径和较小的热惰性，反应速度很快。（3）铠装结构的耐压性和抗震性较好，在工作时比较可靠、稳定，有较长的使用寿命。
记录温度数据的设备主要是智能化巡检温度仪，能用集成化模拟开关取代一般继电器触点式开关，可靠性比较高，能将传感器各个时刻的反应温度值都准确检测出来，精度达到0.5级，同时有自动巡测、选点监测的功能，能依照不同要求和计算机联网或打印输出。
2.布置测温点
由于底板厚度均匀，在浇筑混凝土时只要对三四个有代表性的分布点温度进行监测就可以了。不过因电梯井附近需要浇筑较厚的底板，同时井壁和大气的接触面积较大，边界条件较为复杂，会有多种因素干扰到温度变化，并且变化不规则。在设检测温度的方案时，要结合底板结构特征、底板浇筑方向、预计温度场分布等，在浇筑块体平面图的对称轴线位置布设测点，同时要考虑到电梯井附近边缘、沉井位置与角点位置[4]。在平面测点中，厚度方向有五个平均分布的测温点，安装上传感器。上方传感器和地板表面的距离是50毫米，下方传感器和地面的距离是100毫米。总而言之，在布设温度点时，一方面要考虑到全局，另一方面对特殊位置多加照顾，尽量测出有效温度，提供大体积混凝土施工和后期养护的科学依据。
3.温度检测的结果分析
全自动化开展现场测温，全天不间断进行巡回检测。分析检测温度数据发现：（1）在开始浇筑后，混凝土就出现水化发热，有较为明显的升温现象，并且升温幅度较大。两三天内就会得到水化温度的最高值，之后几天会维持这个峰值。（2）在完成浇筑混凝土底板的工作后，平面中心位置散发热量的速度最慢，并且有较快的水化反应和较大的升温速度，同时会有较高升温。（3）大概五天后，混凝土的底板内部温度就会慢慢降低。不过降温速率会比升温速率小，在降温时热量会通过底板表面散发出去。所以，混凝土底板降温过程是由上至下的冷却。（4）上表面层温度变化会被大气温度所影响，测试中会有波动。
四、结语
在大体积混凝土施工中，裂缝会严重危害到其结构性能。为此，要加强对大体积混凝土的温度控制，并做好现场的检测工作，实施了解温差变化，并调整养护措施，以提高大体积混凝土的施工质量。
参考文献
[1]刘海涛. 大体积混凝土温度控制与现场监测[J]. 城市建设理论研究：电子版，2015，5（28）.
[2]杭金联. 大体积混凝土温度控制与现场监测[J]. 建筑工程技术与设计，2015（19）.
[3]马乐，符耀东，雷元新. 大体积混凝土施工的养护措施及温度控制[J]. 佛山科学技术学院学报（自然科学版），2016，34（4）：59-64.
[4]陈滔. 大体积混凝土工程施工质量控制与温度检测[J]. 江西建材，2016（23）：119-119.
论文作者:王科峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/24
标签：混凝土论文; 温度论文; 体积论文; 底板论文; 裂缝论文; 温差论文; 水化论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;