承臺大體積混凝土溫度監(jiān)控

楊友才

(遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司第三分公司 遼寧 沈陽 110021)

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承臺大體積混凝土溫度監(jiān)控

楊友才

(遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司第三分公司 遼寧 沈陽 110021)

溫度控制是承臺大體積混凝土質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素，其目標(biāo)是要控制好初始溫度，降低最高溫度和縮小內(nèi)外溫差。在承臺大體積混凝土施工中，溫度控制技術(shù)是實現(xiàn)大體積混凝土信息化施工的必要步驟，通過對施工過程的實時溫度監(jiān)測，能夠為后期的混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。

承臺大體積混凝土；施工質(zhì)量；溫度監(jiān)控

承臺是橋梁工程中使用頻率較高的部件，其構(gòu)造屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，在混凝土澆筑的過程中，水泥化熱會引起其內(nèi)部溫度及溫度應(yīng)力急劇變化，從而產(chǎn)生溫度裂縫。因此，在承臺大體積混凝土施工中，如何對施工溫度進(jìn)行控制是決定混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、施工前方案準(zhǔn)備

(一)溫度控制的重要性

承臺混凝土在澆筑過程中，水泥水化過程會釋放大量水化熱，使得混凝土溫度逐步上升；在較小體積混凝土承臺中，水泥水化產(chǎn)生的熱量可以通過自己散發(fā)出去而不影響混凝土澆筑的質(zhì)量，但承臺屬于大體積混凝土，其尺寸最小也在3～5cm以上，大體積混凝土的截面尺寸較大，這使得混凝土的導(dǎo)熱性能隨著距離呈線性衰減，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度能在短時間內(nèi)升到30～50度，而外部的溫度與氣溫接近，變化不大，這就造成了內(nèi)外溫度的差別，大體積混凝土內(nèi)外溫差變化必然會引起溫度變形，進(jìn)而對混凝土的質(zhì)量影響很大。大體積混凝土在水泥水化過程中所產(chǎn)生的熱量會導(dǎo)致熱膨脹和收縮的問題，從而使混凝土中的溫差膨脹，使其內(nèi)部拉應(yīng)力超過抗拉強度，使得混凝土開裂。因此，對承臺大體積混凝土實施溫度監(jiān)控是保障其質(zhì)量最重要的手段之一。

(二)原材料的優(yōu)質(zhì)配比

為保證承臺大體積混凝土的施工質(zhì)量，在控制溫度之前還需要做好原材料的優(yōu)質(zhì)配比。大體積混凝土的配合包括砂石料、水泥、粉煤灰以及外加劑，根據(jù)施工實際情況按照不同材料的性能進(jìn)行交叉配合比，確定最佳施工配合比。大體積混凝土如果采用普通水泥，則需要運用雙摻技術(shù)達(dá)到降低混凝土入倉溫度的目的，以此來改善混凝土的性能，減小水化熱的熱量。高質(zhì)量的泵送混凝土具有良好的流動性和可泵性，容易攪拌并且不離析，不泌水。根據(jù)現(xiàn)場材料的實際試驗，選出最佳配合比。

如果再原材料選擇上使用了中低熱低堿水泥，可以在一定程度上降低水泥的水化熱；加入適當(dāng)比例的膨脹劑能夠提高混凝土的強度，減少混凝土收縮的力度，降低由收縮帶來的溫度應(yīng)力，從而降低混凝土的澆筑溫度；還可以優(yōu)選減水劑，以此提高混凝土的密實性和強度，減慢水泥硬化的速度，拉長混凝土初凝的時間；粉煤灰的添加能夠使大幅增長混凝土后期的強度，憑借粉煤灰的微集料效應(yīng)和火山灰效應(yīng)，提高混凝土的抗裂性，化解了水化熱和收縮帶來的質(zhì)量問題，使配制出的大體積混凝土性能更高。

二、施工中的溫度控制

(一)溫度控制的方案

大體積混凝土的溫度控制是通過在承臺內(nèi)部預(yù)埋溫度元件，以此來測量其內(nèi)部的溫度場分布。通過溫度傳感器來監(jiān)測，測量范圍在20～110度之間，誤差在0.5度以內(nèi)，控制歷程從混凝土出拌和機后，包括運輸、平倉、振搗等過程都屬于澆筑溫度，其溫度需要控制在30度以內(nèi)，如果是夜間澆筑，則需要把握時間，在20時之后開始，次日8時之前完成；如果遇到高溫天氣，則需要用到遮陽措施以避免澆筑溫度升高過快。

對于原材料的溫度控制，水泥水化熱的溫度要控制在50度之內(nèi)，砂石料要防治太陽直曬，放置在露天場地的物料需要采取遮陽措施，石子的溫度不能超過30度，砂石要低于32度，粉煤灰的溫度不能高于35度。原材料的溫度控制可以采取冷水沖洗以及風(fēng)冷降溫等措施，還可通過使用溫度較低的拌合水來達(dá)到降溫的效果。

(二)溫度監(jiān)測的方法

承臺大體積混凝土在監(jiān)測中需要參照一定的標(biāo)準(zhǔn)，以此來采取措施把握溫度。首先，承臺的澆筑溫度不能超過25攝氏度；其次，混凝土內(nèi)部與外部表面的溫差應(yīng)控制在20攝氏度以內(nèi)，對于抗裂能力較強的混凝土結(jié)構(gòu)則需要控制在25～30攝氏度之間；再次，混凝土的降溫速率不能超過每天2度，而最高升溫需要控制在60度之內(nèi)，最后，澆筑過程中，出水口的溫度最好控制在40度以下，進(jìn)水管的溫差保持在5～10度之間。

關(guān)于監(jiān)測的時間節(jié)點，一般是從混凝土開支澆筑到完成后的15天期間，根據(jù)混凝土的溫度觀測值采取不同的測試頻率?；炷猎跐仓瓿珊蟮?2小時內(nèi)是熱量釋放的高峰期，因此這段時間是監(jiān)測的關(guān)鍵期，監(jiān)控人員應(yīng)該加大監(jiān)測的頻率，每2小時進(jìn)行一次溫度采集，當(dāng)達(dá)到溫升的最大值后再減少監(jiān)測的密度，可逐漸改為每4小時一次，當(dāng)溫度下降平均之后，可改為每12小時一次采集，直到15天之后，確定大體積混凝土的乃外溫差小于25度時方可停止。在進(jìn)行溫度采集時，注意不能只關(guān)注某一個部件，應(yīng)將混凝土的內(nèi)外溫度、大氣溫度以及進(jìn)出水管的溫度全面采集。

(三)溫度控制的措施

混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，可以采用摻加粉煤灰和減水劑的方式減少混凝土水泥用量的密度來降低水化熱的熱度。其次，可以選用粒徑較大的粗骨料，選用中粗砂來改善混凝土的和易性。第三，降低混凝土的入模溫度，在澆筑混凝土?xí)r避開炎熱的天氣，并選擇溫度最低的時間段來施工，遇到夏季施工科通過對骨料進(jìn)行遮陽或灑水等方式來物理降溫，在入模時可采用強制通風(fēng)的方法來加速熱量的散發(fā)，以此達(dá)到降溫的目的。第四，在澆筑過程中，可放慢澆筑的時間，做到均勻緩慢，以此促進(jìn)水化熱的散發(fā)，在進(jìn)行分層澆注時，將每層的厚度控制在30～40cm之間，這不僅能使層面均勻上升，也有利于溫度的散發(fā)，混凝土的塌落度要控制在設(shè)計范圍之內(nèi)，注意控制好混凝土的攪拌時間，不能少于2分鐘，以此保證混凝土和外加劑攪拌均勻，提高混凝土的流動性以及和易性。

三、施工后養(yǎng)護(hù)期的溫度控制

混凝土在澆筑之后的15天內(nèi)，都是溫度監(jiān)測的關(guān)鍵時期，因此在施工后還需要做好養(yǎng)護(hù)工作。大體積混凝土在澆筑完成后，應(yīng)定期對其進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，使得混凝土的溫度緩緩下降，這樣有利于混凝土發(fā)揮自身的徐變特性，降低溫度應(yīng)力。在夏季或溫度較高的天氣施工后，要注意對混凝土進(jìn)行灑水保濕，同時遮陽措施要做到位，可以在混凝土表面覆蓋牛毛氈，此外，保濕水應(yīng)采用常溫水，不能使用溫度過低的水，以加劇內(nèi)外溫差；對于混凝土的拆模時間要把握好，讓混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)充分發(fā)揮后進(jìn)行，至少在4天以上，以此延緩降溫的速度，拉長降溫時間；遇到需要回填的結(jié)構(gòu)，應(yīng)及時處理，不能暴露太長時間，以影響混凝土的密實度。

四、結(jié)語

承臺大體積混凝土由于其尺寸較大，混凝土的散熱速度小于放熱速度，因此導(dǎo)致其在澆筑的過程中會發(fā)生溫度變形，造成混凝土的開裂。由此可見，大體積混凝土的溫度控制對其施工質(zhì)量尤為重要。要控制好混凝土澆筑的溫度，可以從原材料選用，澆筑工藝過程以及后期養(yǎng)護(hù)三個階段入手，注重原材料的優(yōu)選和配合比，在澆筑過程中把控好溫度監(jiān)測并采取有效的散熱措施，在后期進(jìn)行灑水保濕保溫養(yǎng)護(hù)，就能控制好混凝土的溫度，保證其質(zhì)量。

[1]李云、宋怡達(dá)、于五星、于江飛，辦公樓工程大體積混凝土溫度監(jiān)控技術(shù)，科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011第23期

[2]宋群國、楊雅勛、孫磊，橋梁承臺大體積混凝土施工溫度控制，公路交通科技，2011年第10期

[3]江厚祥、高健、饒陽、張年杰，太原火炬橋主承臺大體積混凝土溫度監(jiān)控，建筑施工，2010年第32卷第9期。