關于建筑工程大體積混凝土溫度測量技術研究

周予鵬

成都市優立工程質量檢測有限公司，中國·四川 新津 617000

1 引言

隨著大體積混凝土結構應用越來越廣泛，提升大體積混凝土施工質量成為當前建筑工程行業面臨的重要課題。大體積混凝土體型較大，一次性澆筑工程量較多，稍有不慎就很可能引起混凝土質量問題。此外，混凝土制作原料較多，水化過程釋放過多熱量導致其內部結構溫度升高，致使內外溫差過大，引起裂縫問題等。基于此，要強化混凝土溫度測量技術研究，對其溫度變化進行實時監督，保障代大體積混凝土施工質量。

2 大體積混凝土溫度測量作用

大體積混凝土比較厚，其合成材料在發生水化作用時，產生大量的熱量不能及時的排出，導致大體積混凝土內外溫差較大，出現膨脹和收縮效應，致使其表面發生較大的拉應力，當這個拉應力超過其自身的承受力之后，其表面容易出現嚴重的溫差裂縫和穿透裂縫問題。其中，在其硬化過程中，溫度降低，出現緊縮效應，當其外部限制力超過其自身的抗拉能力時，引發裂縫問題。大體積混凝土的溫差大小于其具體類型、強度、水泥使用量、添加劑、模具溫度等息息相關[1]。掌握大體積混凝土溫度升降規律和影響因素，以及其溫度變化與環境溫度之間的內在關系，可以采取針對性的應對措施，對其溫差進行有效控制，從而保障大體積混凝土施工的有效進行。在施工前，應做好各項施工前準備工作，并與當地氣象臺站聯系，掌握近期氣象情況。必要時，應增添相應的技術措施，在冬期施工時，尚應符合中國現行有關國家混凝土冬期施工的標準。因此，強化對大體積混凝土溫度測量技術的研究具有重要的實際意義。

3 大體積混凝土溫度測量技術分析

3.1 選擇具有代表性的測溫剖面

在進行具體的溫度測量時，要選擇規范性的技術手段進行測量，從而保障溫度測量的標準性和科學性，要符合評定標準。要結合大體積混凝土的具體大小、形態等，監測點的布置，應真實反映出混凝土澆注體內最高溫升、里表溫差、降溫速率及環境溫度，需要把溫度測量點設置在兩個以上的垂直剖面上。為了提升溫度測量的代表性，要對該剖面進行精心選擇，從而方便對垂直截面溫度的起伏變化數據進行對比分析，提升溫度測量的有效性[2]。

此外，為了體現其最高溫度峰值的整體情況，需要保障兩個垂直剖面和中心位置進行連接。但是，不同的建筑工程施工項目的大體積混凝土外形存在極大的差異性，通常難以精準地找到其對其中心點。基于此，要對其基準平面的厚度進行全面、精準地測量，并作為中心平面進行使用，保障測量點表達性。結合測量數據繪制溫度曲線，其具體形態一般為全貌輪廓或者是半輪廓形態。大多數的基礎項目使用的都是規則形態，因此通過半輪廓曲線圖就可以對其全部的溫度變化情況進行觀察。

3.2 科學選擇測溫點

為了提升溫度測量精準性，要對測溫點進行科學設置。通常情況下，按照施工條例要求，垂直溫度測量點和內部溫度測量點，并確保兩者處于周邊位置，并要在其外圍0.4～1cm的位置設置外圍測量點；要保障垂直測量點和內部位置測量點的對稱性，并其距離要在40cm之內，從而對其測量數值進行對比分析，運算其溫度差異[3]。如果大體積混凝土表面覆蓋有養護模，只需要測量覆蓋層底部溫度，也可以對模板與混凝土表面接觸的表層內側溫度進行測量，作為判斷混凝土表面溫度的依據，觀察其溫度變化狀態。

在保護模板拆除之后，可以對基礎承臺表面0.4～1cm位置進行溫度測量，作為判定混凝土表面溫度的依據，并將其和環境溫度進行對比分析，計算溫度差值，如果溫度差在標準范圍之內，就可以拆除覆蓋養護模，如果沒有達到標準要求，需要繼續進行覆蓋養護。環境溫度測量點不能和基礎承臺距離太近，以免其溫度受其影響。如果大體積混凝土的基礎后在1.6m或者是1.7m以下，不需要進行溫度測量，可以結合絕熱溫升效應對其進行科學有效的預測，從而發揮施工人員的工作經驗，制定針對性的溫度控制策略。

3.3 混凝土入模溫度標準

大體積混凝土入模溫度標準結合其容積大小而有所不同。如果混凝土容積較小，其在模板內的流動范圍比較小，不會受到外界環節太大的影響，在下一次澆筑之前對其溫度進行測量，可以獲得更有代表性入模溫度數值；容積較大的情況下，其在模板內的流動范圍比較大，并且容易受到外界環境的影響，導致其溫度起伏變化較大，特別是在冬季或者是夏季外界溫度較為異常的情況下，容易隨著環境溫度的高低出現降低或者升高變化。這種情況下對其溫度進行測量，獲得的溫度數值缺乏代表性[4]。針對這種情況，按照相關規定，把各個測溫點初次澆筑覆蓋時的溫度作為其入模溫度標準，既可以簡化測量流程，也而能夠獲得更加連續性的溫度變化數值，對混凝土的入模初始溫度到最高溫度的變化情況進行全過程測量和監督。

3.4 測溫節點要求標準

在混凝土澆筑之前，需要對其入模溫度進行測定，從而確定其溫度峰值、要對凝凝土測溫啟動和完畢節點進行明確。在澆筑之前測溫點的數值代表得是其周邊溫度，初次澆筑之后的溫度是其入模溫度，把兩個溫度數值進行對比分析，其溫差數值就是混凝土升溫后的溫度額度。隨著混凝土澆筑施工的持續進行，對其溫度變化進行連續性測量，最后把最高溫度減去入模溫度之后獲得的溫差數值就是最大溫升額。當這個溫差數值不高于25°C之后，才能把覆蓋養護措施拆除。拆除保溫覆蓋時混凝土澆筑體表面與大氣溫差不應大于20℃，為了保障溫度測量的精準性，綜合分析外界環境溫度變化對溫度測量的影響，當溫差達到標準數值之后還要對其進行連續性的溫度測量，直到溫差數值穩定在20℃以下，才能停止測溫工作。要注重結合具體情況，按照科學合理的測溫頻率對其進行溫度測量，并把獲得的測量溫度數值進行分析，編撰測量報告。其中，報告中要包含以下要素：溫度資料、相應點位的估量溫差數據、溫差浮動走向等[5]。此外，在特殊要求下，還需要在報告中制定針對性的溫度控制策略。

3.5 測溫頻率標準

大體積混凝土在澆筑完成之后的第二天和第三天的溫度變化頻率較高，因此在這一時間段可以每4h測量一遍溫度；之后的時間可以每天12h測量一次溫度，從而對混凝土在白天和晚上的溫度差異進行合理監測[6]。

4 影響混凝溫度變化的影響因素

4.1 原料料和配合比

混凝土制作原材料以及配合比對混凝土溫度變化具有直接性的影響，如表1所示。

表1 不同配合比下混凝土的溫度差異（°C）

從圖中可以看到，如果混凝土的強度相同，水泥品種、添加劑的使用等都會對其溫度變化產生直接性的影響。例如，高效緩凝減水劑對混凝土溫度變化具有一定的抑制作用[7]。因此，在進行混凝土制作時，可以通過對其原材料的使用以及配合比進行調整，來達到控制混凝土溫度的目的。

用于大體積混凝土的水泥進場時應檢查水泥品種、代號、強度等級、包裝或散裝編號、出廠日期等，并應對水泥的強度、安定性、凝結時間、水化熱進行檢驗，檢驗結果應符合現行國家標準GB175《通用硅鹽酸水泥》的相關規定。

4.2 混凝土的厚度

大體積混凝土的越厚，其材料在水化過程中釋放的熱量越多，且難以消散，引起內外溫差過大，如表2所示。基于此，要結合具體情況，盡量使用后澆帶的方式對其進行分區澆筑，避免其內在溫度升高過快引起的表面裂縫等問題[8]。

表2 不同厚度的商住樓基礎承臺溫差情況

5 溫度應力裂縫控制策略

通常情況下，采取對混凝土表面進行降溫或加溫的方式，避免其內外溫差過大。其中主要的方式有覆蓋養護、蓄水養護、大棚封閉保溫、冷卻水降溫等方式。下面主要對覆蓋養護以及冷卻水降溫方式進行分析。

5.1 覆蓋養護方式分析

通常情況下在混凝土表面覆蓋麻袋、塑料薄膜等方式，防止其表面溫度消散過快。結合外界溫度情況、混凝土厚度、面積大小等決定其覆蓋層數[9]。其優勢是操作簡單，比較靈活，可以根據混凝土表面溫度變化情況實時調整其覆蓋層數，但是也在一定程度上抑制了中心溫度的降低速度，延誤工期。

5.2 冷卻水降溫方式

這種方式主要是在混凝土澆筑時預埋冷卻水管，澆筑完成之后，開啟冷卻水對其進行循環注水降溫[10]。該種方式可以促進混凝土中心溫度快速下降，極大程度上節省了混凝土養護時長；應用操作較為靈活方便，可以通過對預埋水管的調節，對冷卻水的流動速度以及溫度進行實時調節，實現對混凝土內在溫度的有效控制；可以通過對水溫的調節，對溫差進行合理控制，保障工程施工的有序進行。

6 結語

綜上所述，隨著中國經濟水平逐漸提升，對高層建筑需求越來越大，大體積混凝土結構逐漸得到極大的推廣。采取合適的技術手段對大體積混凝土的溫度進行有效性測量，可以結合溫度變化采取針對性的溫度控制措施，把內外溫差控制在規范性范圍之內，避免溫差過大引起的溫差應力裂縫，保障大體積混凝土結構施工質量。