大體積混凝土溫度測控方法及案例分析

淦 江

(九江市建設工程質量監督檢驗站,江西 九江 332000)

1 引言

隨著我國各項基礎設施建設的加快和城市建設的發展,大體積混凝土已經越來越廣泛地應用于大型設備基礎、橋梁工程、水利工程、建筑工程等。這些大體積混凝土具有體積大、混凝土型號多、工程條件復雜和施工技術要求高等特點,在設計和施工中除了必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性的要求外,還必須控制溫度變形裂縫的開展,保證結構的整體性和建筑物的安全。因此大體積混凝土溫度測控和溫度變形裂縫的控制,是大體積混凝土設計和施工中的一個重要課題。

為了控制大體積混凝土在施工中水泥水化熱溫升可能造成的不利影響,精確測定大體積混凝土內外溫差,有效控制內外溫差在GBT 51028-2015《大體積混凝土溫度測控技術規范》要求的范圍內,防止出現溫度裂縫,造成不必要的損失,可采用大體積混凝土溫度測控方法做好測溫工作,并測試溫差變化應變值。此類溫度監控工作,可為大體積混凝土的施工提供科學的控制依據。

2 大體積混凝土溫度監控案例

2.1 工程概況

某項目為新建營業用房工程,建筑地點位于某市新區。該工程核心筒下樁基承臺屬于大體積混凝土,承臺截面尺寸為18400(長)×17000(寬)×4200(高)mm,承臺頂面標高為-11.05m。主樓地下室底板板厚為500mm,板面標高為-11.05m。

實施依據為營業用房工程施工圖、GB 50164-2011《混凝土質量控制標準》、GB 50204-2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》、GBT 51028-2015《大體積混凝土溫度測控技術規范》。

本工程溫控指標為：對于厚度為1.5～2.5m的大體積混凝土,要求其內外溫差最大不超過25℃；對于厚度為2.5m以上的大體積混凝土,要求其內外溫差最大不超過28℃。

2.2 測溫原理及設備

利用熱電效應原理,由測試預埋測溫線探頭溫度直接測定大體積砼內部布點溫度,測量誤差控制在0.5℃以內。測溫儀主機最小分度為0.1℃,根據埋深及位置采用多規格預埋式測溫線及測溫探頭。

2.3 測點布置及注意事項

2.3.1 測溫管布置

在承臺大體積混凝土布置9個測管,測管綁扎在鋼筋上,測管材料采用金屬管,下口封堵,上口高出混凝土面0.5m,根據測點位置要求在測管側壁鉆3個孔,以便傳感器伸出測管,埋設在混凝土中。根據不同混凝土深度區,均勻分布共計9個測管,并在4.2m深區域有所側重,具體分布見圖2-1,圖中1#、7#測溫混凝土深度為2m,其余測管混凝土深度為4.2m。

圖2-1 測溫管平面分布圖

2.3.2 測溫點布置

在斷面上,每個測管沿深度方向布置3個測溫點,3個測溫點分別固定在距表面50mm處、中心處及距底面50～100mm處,以測定表面溫度、中心溫度及底面溫度,布置見附圖2-2。

圖2-2 測溫點斷面布置圖

2.3.3 注意事項

(1)傳感器在埋設前,應作測試檢查,并根據測點布置圖進行編號,對號入座。

(2)必須牢固綁扎在相應位置橫向較粗鋼筋的下側,同時要保證測溫探頭與鋼筋絕緣隔離。

(3)凝土時應小心,避免使測溫探頭移位、脫落或損壞。

3案例監控結果及分析

本次測溫時間為2018年3月25日至2018年4月8日,總計15天,采用連續24小時不間斷測溫,各測點溫度記錄詳見圖3-1～3-9(記錄中數據單位均為℃)。

圖3-1 1#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-2 2#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-3 3#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-4 4#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-5 5#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-6 6#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-7 7#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-8 8#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-9 9#測管混凝土日平均溫度對比圖

該工程測溫檢測自2018年3月25日至2018年4月8日,總計15天,期間日平均氣溫22℃,混凝土內部溫度峰值在澆注后3～7天出現,各塊最高溫度值分別為58.7℃(2.2米厚-1#管中部)、63.2℃(5米厚-2#管中部)、60.9℃(5米厚-3#管中部)、65.6℃(5米厚-4#管中部)、67.7℃(5米厚-5#、6#管中部)、60.2℃(2.2米厚-7#管中部)、64.4℃(5米厚-8#管中部)、65.3℃(5米厚-9#管中部)。2～6#管、8#管、9#管(5米厚)中心混凝土和表面溫度最大差值分別為24.5℃、25.0℃、27.8℃、27.7℃、25.4℃、23.9℃、25.2℃。1#管、7#管(2.2米厚)中心混凝土和表面溫度最大差值分別為18.2℃、21.6℃。具體見附圖溫差對比表。本次澆筑的混凝土方量大,厚度為最厚處達5m,且施工期間遭遇氣溫急劇變化,增加了溫控的難度,導致混凝土中心溫度與表面溫度差值比預期的要高,但由于在施工過程中及時加強了養護及溫控監測,本工程沒有產生混凝土內外溫差過大導致的裂縫,大體積混凝土內外溫差均控制在要求范圍以內,符合GBT 51028-2015標準要求。

4 現象分析及建議

案例中大體積混凝土未出現內因外溫差過大導致的裂縫是由多種因素共同作用促成的,針對大體積混凝土溫度裂縫成因,可從以下幾方面制定溫控防裂措施。1、針對不同類型大體積混凝土制定合理的溫度控制標準；2、選擇合理的混凝土的配置及原料；3、制定混凝土澆筑溫度的控制專項方案；4、控制混凝土入模溫度；5、做好混凝土澆筑后表面隔熱保護；6、做好澆筑后混凝土的保溫養護及溫差監測；7、做好混凝土澆筑后的養護工作；8、加強施工過程中的質量控制。

5 結語

對于大體積混凝土而言,溫度控制措施的成敗將直接決定大體積混凝土結構質量的優劣,而一旦大體積混凝土澆灌完畢,除冷卻水降溫的措施外,其它的措施都是被動的、非高效的。所以積極地采取主動溫度測控就顯得尤為重要。