浅谈大体积常态混凝土温度控制技术

 浅谈大体积常态混凝土温度控制技术

周,强

中国安能集团第一工程局有限公司，广西  南宁530028

摘要：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m大体量混凝土为大体积混凝土。随着水利工程、建筑工程等行业的蓬勃发展，大体积混凝土的使用日趋频繁，其温控裂缝问题及有效解决办法越来越受到重视。本文通过开展对广东石化炼化一体化芳烃联合装置压缩机设备基础大体积常态混凝土温度控制和养护研究，选用中低热水泥，采用双掺技术，降低水化热，设计冷却系统，过程实施温度监测，实现了温度控制信息化施工，达到了预期质量要求，可供其他类似工程借鉴。

关键词：大体积常态混凝土；温度控制；养护；冷却系统；温度监测；抗裂

1、工程概况

广东石化炼化一体化项目芳烃联合装置压缩机设备基础共有7个，结构为钢筋混凝土联合基础，混凝土等级C30。其中2601-K-5002A/B、2601-K-5003A/B呈“凸”字形布置，2601-K-5001、2601-K-7001、2601-K-8001呈矩形或方形布置。

2601-K-5002A基础尺寸：10.44m×5.45m+3.845m×4.8m、筏板厚1.2m；2601-K-5002B基础尺寸：10.44m×5.45m+3.845m×4.8m、筏板厚1.6m；2601-K-5003A基础尺寸：10.256m×5.4m+2.34m×4.8m、筏板厚1.2m；2601-K-5003B基础尺寸：10.256m×5.4m+2.34m×4.8m、筏板厚1.2m；2601-K-5001基础尺寸：6m×9.2m，筏板厚1.6m；2601-K-7001基础尺寸：9m×13.2m，筏板厚1.5m；2601-K-8001基础尺寸：9.5m×6.9m，筏板厚1.5m。以上单体筏板混凝土一次浇筑量100 m³以上。

2、大体积混凝土温度监测

2.1施工准备及注意事项

施工前做好人员、材料机具和技术等准备。根据大体积混凝土施工相关规范和标准结合单体基础结构几何形状，制定混凝土温控监测布点方案，布置监测装置。温控装置导线布置时，依据布点图就近温度模块设备最近的原则，传导线绑扎在钢筋内侧或内边，避免混凝土振捣时被穿插损毁。

混凝土浇筑时，派专人值守，保护温控监测装置不被损坏。

2.2温度监测点布置

针对各单体基础几何形状、厚度布置大体积混凝土温控的测位，测位选取混凝土浇筑体平面对称轴线的半条轴线，测试区内监测点按平面分层布置，在每条测试轴线上，监测点位不少于4组，每个测位布置3个测点，分别位于混凝土的表层、中心、底层。基础测温点布置如图1所示。

图1  基础测温点布置图

3、温控指标及措施

3.1温控指标

本工程大体积混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；降温速率不宜大于2.0℃/d；表面与大气温差不宜大于20℃；应变测试元件测试分辨率不应大于5με；应变测试范围应满足-1000pμε~1000με要求。

3.2温控措施

选用低水化热的通用硅酸盐P.O42.5级水泥、补偿收缩剂及缓凝型减水剂，采用双掺技术，延缓混凝土水化放热峰。按14d达设计混凝土强度70%及混凝土浇筑体最大绝热温升60~65℃模拟养护条件配制C40补偿收缩混凝土，以便单位水泥用量降至最低限度（单位水泥用量每增加10kg，水化热提高1.0~1.5℃）。严格控制混凝土拌合物水胶比W/C≤0.40，塌落度控制在180±20mm，入模温度26~30℃，分段、分层连续浇筑，在混凝土初凝至终凝前表面压实、抹光，以利于挤出多余游离水，提高其表层抗拉强度。

混凝土浇筑完毕45min内覆盖一层0.3mm塑料薄膜和3层麻袋、草袋或30mm厚阻燃棉毯。各层麻袋或阻燃棉毯应相互错开，并且相互搭接不少于150mm，以防突遇降温冷空气侵袭致局部骤冷、钢筋收缩引起混凝土裂缝[1]。

混凝土初期升温较快，内部温升主要集中在浇筑后的3d～5d，一般在3d内达到或接近峰值，且随着结构物厚度的增加而增高。根据工程实际情况和结构特点，确定的测温项目和测温频度如下：记录搅拌车中卸料出机的混凝土温度，每3h测记一次；施工现场大气环境温度，每2h测记一次；混凝土浇筑完成后，立即测记混凝土浇筑成型的初温度，以后按以下要求测记：第1d～4d，每4h测记一次，第5d～7d ，每8h测记一次，第7d至测温结束，每12h测记一次。当连续监测3d，混凝土表层温度与环境最大温差小于20℃时，可逐步拆除保温覆盖材料。

大体积混凝土施工温度测记由专人负责，形成测温成果（温度变化曲线图），及时做好信息的收集和反馈。

4、混凝土保温材料及养护方法

混凝土浇筑完毕后，应在6h～8h之内对混凝土浇筑体裸露面覆盖一层0.3mm薄膜再塑料薄膜上覆盖3层麻袋、草袋或30mm厚阻燃棉毯，搭接不小于150mm，搭接缝应相互错开，用脚手板、砖块、袋装砂等重物将覆盖物压牢，覆盖严密，以防止混凝土水分蒸发，同时确保保温效果。混凝土养护14d，前7d以控制温差为主，后7d以控制降温速度为主，前7d温差控制25℃，报警温差设定23℃，降温速度不大于2℃/d。

5、混凝土的降温措施

5.1 原材料降温

（1）骨料预冷却

砂、石经暴晒，温度可达60℃以上，对生产大体积混凝土非常不利。砂石堆场采取全封闭，料仓顶部安装喷雾遮阳装置，对控制混凝土的入模温度不超过30℃起到关键性作用。

运输骨料的车辆加盖帆布遮阳，并喷淋水降温。搅拌站骨料堆场储于封闭式环境，防止骨料在烈日下暴晒，使骨料表面温度升高；同时设置备用喷水设施，采用堆场周边布管，喷成雾状，降低堆场内空气温度，在生产使用前5h向骨料堆上喷雾，通过水的蒸发使骨料冷却；若生产时环境温度超过30℃，开始用冰水喷雾降温，使棚内环境温度下降，确保骨料平均温度不超过30℃。

混凝土配合比采用矿渣粉、粉煤灰双掺技术，矿渣粉掺量40%（同等代替水泥），降低水化热。

（2）搅拌水预冷却

建造专用水池，必要时可在生产前把冰投放到水池内，对水进行降温处理，确保生产用水温度控制在30℃以下。

（3）其他降温措施

外加剂的储存避免阳光直射，为防止化学反应，用塑料罐存放。

必要时采取加冰措施，每条生产线配备独立的储水池，易于加冰块采取冰水稀释后用于生产，解决了过去传统通过刨冰机破碎后再使用的难题。

5.2 生产过程降温

正式生产前，生产用的水管、输送带、搅拌机均用冰水润湿降温；保证足够的搅拌时间，使水泥的水化反应充分；搅拌车本身做好降温及保温工作。装车前，先用水对车鼓进行润湿降温，随时用冰水对车鼓进行喷雾冷却，装车后，混凝土迅速送至工地，运输过程中使用车载喷水装置喷水对混凝土搅拌车旋转罐体进行喷水降温或覆盖遮阳网、遮阳被；加强与工地的协调，确保混凝土在运抵工地后能及时浇筑入模，避免混凝土在工地停留时间过长而造成温度升高。在等待浇筑的过程中做好遮阳措施，避免太阳直射。

5.3 浇筑过程降温

现场与搅拌站保持密切联系，根据现场实际情况调整混凝土罐车数量及发车频率，保证罐车到场后能尽快出料，最大限度减少现场等候停歇时间。

浇筑时，现场等候的混凝土罐车采取不断淋水或冰水喷雾的方式，来降低罐车内混凝土温度。现场布设的混凝土输送管用湿麻袋覆盖,并不断淋水浇湿麻袋,以减少混凝土坍落度输送管内损失和降低混凝土入模温度。环境温度大于35℃时，淋水降低钢筋温度，防止内部温度过高。

5.4 浇筑后降温

为保证混凝土的施工质量，减少混凝土成型后产生的热量。底板浇筑待达到初凝后（浇筑完毕6h后）立即对混凝土浇筑体裸露面覆盖0.3mm塑料薄膜+3层麻袋或3层草袋或30mm厚阻燃棉毯保温养护，然后蓄水进行养护及降温。

基础筏板外立面模板作为保温措施，该模板拆除应待混凝土保湿保温养护14d，连续监测3d混凝土浇筑体表层温度与环境最大温差小于20℃时，方可拆除[2]。

6、结语

本工程基础筏板大体积混凝土采用上述温度控制技术措施，辅以严格的施工过程管理，有效防止了混凝土温度裂缝，保证了施工质量。

参考文献

[1] 朱伯芳．大体积混凝土温度应力及温度控制[M]．北京：中国电力出版社，1998．

[2]马淑杰．浅谈大体积混凝土的养护[M]．河北：河北工程技术高等专科学校学报，2007．

作者简介：周强（1985），男，工程师，职员，本科学士，主要从事水利水电工程技术及工程管理研究

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