大體積混凝土熱導測溫技術的應用

陳昌燕，王亞軍，陳嘉健

（中國建筑第二工程局有限公司，北京　100160）

大體積混凝土熱導測溫技術的應用

陳昌燕，王亞軍，陳嘉健

（中國建筑第二工程局有限公司，北京100160）

隨著經濟的快速發展，越來越多的高樓大廈拔地而起，樓越蓋越高，基礎越挖越深。從而出現越來越多的大體量筏板基礎。如何實現大體積混凝土的施工質量成了保證工程質量的重要環節。而溫度控制則是控制大體積混凝土裂縫開展的重要影響因素。文章就熱導測溫技術的應用過程及溫度變化規律進行詳細描述。

大體積混凝土；測溫；大體積混凝土裂縫

1　大體積混凝土測溫概述

1.1大體積混凝土定義

目前，針對大體積混凝土不同的規范不有不同的定義，根據《大體積混凝土施工規范》（GB50496-2009）規定：混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，稱之為大體積混凝土。從定義可知，凡是因混凝土膠凝材料水化熱引起溫度變化和收縮導致不可逆裂縫且有害裂縫產生的混凝土即為大體積混凝土。

1.2測溫的必要性

大體積混凝土內部熱量較難散發，外部表面熱量散發較快，內部和外部熱脹冷縮過程相應會在混凝土表面產生拉應力。溫差大到一定程度，混凝土表面拉應力超過當時的混凝土極限抗拉強度時，在混凝土表面會產生有害裂縫，有時甚至貫穿裂縫。另外，混凝土硬化后隨溫度降低產生收縮，由于受到地基約束，會產生很大外約束力，當超過當時的混凝土極限抗拉強度時，也會產生裂縫。為了了解基礎大體積混凝土內部由于水化熱引起的溫度升降規律，必須掌握基礎混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況，以便采取必要的措施。

2　結合工程實例簡述測溫過程

2.1工程概況

某工程建筑面積7萬㎡，地上51層，地下2層，由一棟塔樓及周圍地庫裙房組成，框架-剪力墻結構形式。東西方向長均為41m，南北方向長均為45.6m，坑中坑區域厚度3200mm，其余筏板厚度2700mm，主樓外圍底板板厚為400mm。除裙房外圍部分的筏板外其余的均為大體積混凝土筏板。由于本工程筏板太厚，分兩次進行澆筑。

本工程大體積混凝土強度等級為C40，抗滲等級均為P8；混凝土墻體、柱子的設計強度等級為C60。大體積混凝土配合比如下表所示。

項目　水　水泥　砂　石　外加劑粉煤灰礦渣粉　膨脹劑每立方米材料用量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水膠比　0.36砂率%　38　執行標準JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》其他技術要求　P8（摻12%UEA）

2.2測溫的方法

本工程采用建筑電子測溫儀（JDC-2）配合預埋測溫導線進行測溫。具體操作如下：

①混凝土澆搗前測出各測溫探頭的初始溫度值，并作好記錄。

②混凝土澆搗前測出大氣溫度及入模混凝土溫度并作好記錄。

③自混凝土澆筑后約48h（第3天）達到溫度高峰值，每晝夜不應少于4次，混凝土澆筑后具備上人條件后開始測溫，溫度監測頻率在升溫階段和降溫階段的前3天不應少于每2h一次，4～7天不應少于每4h一次。根據降溫系數表至少應測至第12天（如溫度變化超過要求，繼續進行監測其溫度）。

④每測溫一次，應記錄、計算每個測溫點的升降值及溫差值。

2.3測溫點的布置

為了有效控制混凝土里表溫差，使溫差控制在25℃以內，防止溫差過大而產生裂縫，施工過程中實行測溫記錄管理，根據現場實際情況布置測溫點。另外為檢測覆蓋蓄水養護的混凝土面層溫度，在覆蓋物下方、底板上表面之間放置2個測溫計，檢測混凝土面層溫度。

待測溫的混凝土平面區域長度=45.6m，寬度= 41m，對角線長度=61.62m。

1#測點，位于中心，屬于典型布點；

2#測點，位于長度1/4，寬度1/2處，屬于典型布點；

3#測點，位于離外邊線各1/4度處，屬于典型布點；

4#測點，位于離兩邊線各2.5米處，屬于典型布點；

5#測點，位于半對角線2/5分點處，屬于典型布點。

6#測點，位于半對角線4/5分點處，屬于典型布點。

平面共布點6處。

混凝土厚度為3200mm，同一立面上的傳感器個數為3個，采集器離混凝土上表面距離為1000mm。

傳感器間距為：1500mm

傳感器1引線長度：1200mm，取1.2m

傳感器2引線長度：2700mm，取2.7m

傳感器3引線長度：4200mm，取4.2m

混凝土傳感器立面布置示意圖（引線附著鋼筋上）

3　溫度變化規律

3.1理論溫度變化規律

在工程策劃之處，項目技術人員已將溫度變化的發展模式統計如下。

混凝土溫差變化曲線和混凝土抗拉強度的發展規律可將大體積混凝土的養護與溫控分為如下三個階段。

第一階段：升溫階段，大約在1～5d。此階段混凝土處于硬化初期，強度尤其是抗拉強度很低，如果此時混凝土內外溫差過大，表層溫度應力大于混凝土抗拉強度，就會產生溫度裂縫，因此對混凝土表面采取覆蓋塑料薄膜（保溫保濕）或覆蓋麻袋、草包（層數可通過計算確定）等措施，進行充分有效的保溫是非常必要的。

第二階段：降溫階段，大約在5～9d。此階段混凝土基本硬化，表面抗拉強度逐漸增大，彈性模量獲得較大程度的發展，但由于混凝土的溫度應力發展很快，進入易開裂期，如果溫度應力大于混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土內部產生貫穿性裂縫，因而這一階段是混凝土溫控中的重要階段。

第三階段：穩定期。此階段混凝土表面溫度拉應變減小，而混凝土抗拉強度已經獲得足夠的發展，因而，只要溫差不超過最大溫差要求，混凝土就不會開裂。此階段應有效控制混凝土內部與表面以及表面與大氣之間的溫差，尤其是避免拆模時混凝土遭受冷激，使溫差控制在允許的范圍之內。

3.2實際測溫線變化規律

根據數據統計，大體積混凝土在嚴格按照方案實施的實際澆筑過程中溫度變化規律如下。

①現場實際環境溫差變化不大，最大晝夜溫差僅為10℃，有利于大體積混凝土的澆筑和養護工作的展開。

②測溫點1的最高溫度出現在砼澆筑完成后的14h～48h之間，溫差降最大速率為6℃/d。出現此現象的最大原因是混凝土澆筑從內往外進行擴散時，未能實現全面雙層麻袋覆蓋，現場管理人員過于疲憊，出現管理松懈時刻。在采取了相應的薄膜和麻袋覆蓋以及蓄水養護后，溫度變化值相對溫度，降溫速率嚴格控制在2℃/d的范圍內。

③測溫點2的最高溫度出現在砼澆筑完成后的16h～50h之間，溫差降速率控制在2℃/d，得益于項目管理人員的積極組織及對勞務人員的管理。

實踐證明，對大體積混凝土的溫度測控工作應高度重視，并根據實際工程測溫確定相應的溫控措施，不得心存僥幸，否則后果將難以彌補。此外還應注意以下幾個問題。

①混凝土人模溫度的控制

混凝土中心溫度是混凝土人模溫度和絕熱溫升之和，混凝土人模溫度高，中心溫度越高，產生的溫差越大，越不利于混凝土溫差的控制。因此，應采用冷卻拌和水、加冰或冷卻骨料等方法降低混凝土的人模溫度。

②混凝土內部溫度的控制

應選用低熱水泥，同時摻加粉煤灰和緩凝劑，以降低水泥水化熱，延緩混凝土內部溫升，并采取相應保溫散熱措施，從而減小混凝土內表溫差和表外溫差。

③混凝土的表面處理

在混凝土終凝前應進行二次抹面，并在抹面后及時覆蓋進行保溫保濕養護，以免混凝土表面產生發絲狀裂紋，影響表面效果。

4　結束語

在實際工程施工中，針對底板基礎混凝土中心水化熱高，尤其是本工程基礎混凝土中心溫度高達73℃的特點，通過建立細致周密的測溫制度，采取有效的保溫保濕措施，確保了混凝土的均勻散熱，使混凝土的內表溫差和表氣溫差均達到標準要求，起到了有效控制溫度裂縫產生的效果，經檢查未發現有害裂縫，工程質量良好。

綜上所述，大體積混凝土的溫度裂縫控制是一個復雜的系統工程，必須采取有效的溫度測控技術，準確了解其內外溫度變化情況，以便及時采取相應的技術措施，保證混凝土質量，避免和減少混凝土裂縫的產生。

TU755.6

B

1007-7359（2016）04-0066-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.024

陳昌燕（1988-），女，貴州三穗人，畢業于合肥工業大學，學士，助理工程師。