混凝土温控指标

【摘 要】文章介绍大体积混凝土结构的施工温度控制技术，温度控制的必要性和温度控制措施等。

【关键词】大体积、混凝土、温控、技术

随着科技的不断发展，国内外建筑规模不断扩大，在大量的建筑中，混凝土结构占有很大的份额，由于建筑规模的不断扩大，混凝土结构单次浇注量不断加大，从几百方到几千方，几万方的也屡见不现，因此，对于大体积混凝土的施工提出了很高的要求，混凝土温控难度不断加大，温控要求越来越严，下面就大体积混凝土施工温控技术谈谈个人想法。

一、大体积混凝土施工温控的必要性

整体浇筑的大体积混凝土结构在养护期间，将主要产生两种变形：因降温而产生的温度收缩变形及因水泥水化作用而产生的水化收缩变形，这些变形在受到约束的条件下，将在结构内部及其表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，结构开裂。因此，在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。

引起并导致大体积混凝土结构开裂的因素十分复杂，探究温度应力产生的根本原因，主要有以下四个方面：

1、水泥水化热的影响。水泥在水化的过程中要释放出大量的热量，并通过边界把部分热量向四周传递（散热）。硬化初期，水泥水化速度快，发热量大于散热量，使混凝土升温；硬化后期，水泥水化速度减慢，当发热量小于散热量时，混凝土温度开始下降。但在浇筑初期，混凝土的弹性模量较低，徐变较大，因此对温变引起的变形约束不大，相应的温度应力也比较小；随着龄期的增长，混凝土弹性模量急剧增高，徐变减小，对降温收缩变形的约束也越来越强，并产生温度应力（拉应力），当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便容易出现温度裂缝。

2、外界气温变化的影响。混凝土内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度和结构的散热温度等各种温度的叠加，因此在施工阶段受外界气温的影响主要体现在两方面：一、外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，相应最高温升值也越高；二、外界气温下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，形成“冷击”。内外温差越大，温度应力也越大。

宁波铁路枢纽大体积混凝土温控技术

摘要

随着我国地铁交通事业的蓬勃发展，大体积混凝土的使用也随之增加。 而大体积混凝土的裂缝问题也日益突出，已成了普遍性的问题。本文通过开展对宁波南站站大体积混凝土温度控制研究，选用中低热水泥，掺入矿粉和粉煤灰，降低水化热，设计冷却系统，严格控制保温养护措施，对施工过程实施温度监测，实现了大体积混凝土温度控制的信息化施工，达到了预期的混凝土防裂要求。

关键词：大体积混凝土；温度控制；裂缝；水化热．

1.引言

大体积混凝土施工地铁车站施工中最为常见的施工工艺，而通过温控措施，保证大体积混凝土结构的质量，控制温度应力导致的结构裂缝便是重中之重。大体积混凝土特点是：体积大、钢筋密、混凝土用量多，结构厚实、工程条件复杂，施工技术和质量要求高，水泥水化热易积聚而使结构产生温度变形、混凝土绝热温升高和收缩大。

本文通过对宁波铁路枢纽南站改工程底板大体积混凝土施工的温控研究，采取降温措施，监控混凝土内部温度，达到了预期的混凝土防裂要求。

2工程概况

宁波市轨道交通二号线铁路南站站车站全长245.45m（外包），里程为SDK6+404.184～SDK6+581.784。车站标准段基坑形状不规则，标准段净宽43.7m～46.1m，南端头井净宽约为60.2m，北端净宽约为58.4m。铁路南站站主体占地面积约为11863平方米。

结构底板厚度为2.5m，局部厚度3.85m，其中最大一块底板混凝土方量共为5000m³，该段底板南北距离为41m，东西距离为47m。

3大体积混凝土的温控方案设计

3.1优化配合比，降低水化热 铁路南站站底板厚2.5m，底板梁厚3.85m，混凝土为C40P10。底板施工时正值夏季，昼夜温差大，白天温度高达35℃左右，导致混凝土结构内外温差大，容易产生温度裂缝。为了减少温度裂缝产生对混凝土的质量的影响，项目部搅拌站根据图纸及规范要求进行多次配合比论证，降低水化热。同时降低混凝土的出机温度，混凝土入模温度以达到控制温度裂缝的目的。因此，项目部从原材料处入手，优化配合比，优选了如下材料：

混凝土温度控制

1概述

温控措施要求

（2) 常温混凝土为低温季节不采用预冷措施拌制的自然温度混凝土，也称自然入仓温度混凝土；预冷混凝土为高温季节或较高温季节采用预冷措施拌制的低温混凝土.

(3）应根据混凝土施工配合比、气温资料、施工方法等及设计允许最高温度推算出浇筑块所需的浇筑温度及出机口温度，并建立相应的关系，报监理人审批后执行。4月及10月浇筑贴坡混凝土时,混凝土出机口温度需达到7～10℃，混凝土浇筑温度控制在12～14℃.

（4） 为减少预冷混凝土温度回升，应严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑坯覆盖前的暴露时间,混凝土运输机具应加保温设施，并减少转运次数，使预冷混凝土自出机口至仓面浇筑坯被覆盖前的温度满足浇筑温度要求.

15。14。5.3 合理的层厚及间歇期

（1)混凝土浇筑分层按设计要求进行，贴坡混凝土浇筑层厚一般采用1。5~2m，加高混凝土浇筑层厚采用2～3m.若需变动，应经监理人书面批准.

（2) 大体积混凝土层间间歇应满足表15—7的要求，墩、墙浇筑层厚3~4m

，层间间歇时间4～9天。

表15-7 大体积混凝土浇筑层间间歇时间 单位：天

层厚(m） 月 份

12～2 3～5、9~11 6~8

1。5 3~6 4~7 5~8

2.0 5～8 6～9 7～9

3。0 6～9 7～10 7～10

注：低温季节浇筑取下限值。

(3）应在混凝土浇筑前按施工进度要求和有关层厚及间歇期要求，规划好各部位混凝土浇筑具体层厚及间歇期。

(4) 对施工计划中预计为长间歇停浇面，应在仓面布设防裂钢筋。 15。14.5。4 合理的施工程序和进度

主体建筑物施工程序和进度安排，应满足以下几点要求：

（1） 混凝土在设计规定的间歇期内连续均匀上升,不得出现薄层长间歇.

(2) 贴坡混凝土安排在10月至次年4月施工.

（3） 贴坡混凝土相邻坝段之间高差不宜大于4～6m。

３　Ｑ：　ＳＧ　ＪｅＲｃｅ　ｅｎｄ　ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ　ｌｎｎｏｖａ．ｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　碾压混凝土坝温控防裂措施　窦爱青　（新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局　新疆喀什８４４０００）　工业技术　摘要：混凝土筑坝技术储备，对我国今后高碾压混曩土坝的建设，特别是开发西部水电将产生重大影响。本文主要在分析了碾压混凝土　坝温控防裂措施，针对我国实际情况提出相关解决措施，有利于我国碾压混凝土坝施工设计。　关键词：碾压混爰土坝　温控　防裂　中图分类号：ＴＶ６４１　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４－０９８Ｘ（２０１　０）０７（ｃ）－００７８－０１　在碾压混凝土坝问世初期，由于水泥　用量大大减少，人们曾一度认为碾压混凝　土坝已不存在温度控制问题，后来经过研　究，发现碾压混凝土虽具有水泥用量少、绝　热温升较低的优点，但因大量掺用粉煤灰，　水化热散发推迟，且碾压混凝土坝采用薄　层连续浇筑的施工方式，上升速度很快，并　且不像常态混凝土坝施工中柱状块那样具　有很大的散热面积，因此碾压混凝土坝施　工过程中通过浇筑层面散失的热量较少，　这是温控方面的不利因素。另外，气温变化　和寒潮也是引起裂缝的重要原因，它们对　碾压混凝土坝和常态混凝土坝的影响是相　同的，因此对碾压混凝土坝也应重视温控　问题Ｉｔ～２１。　１结构设计措施　（１）改善坝体体型。常态混凝土坝中的　贯穿性裂缝除了混凝土质量低的工程外，　几乎全都是坝块变形受约束条件限制或　温度边界条件恶化所造成的，只有改善　或避免这些条件才不致开裂。为了防止在　碾压混凝土坝中产生贯穿性裂缝，应尽　量改善坝体体形，使坝体外形尽量平顺，　避免出现尖锐折角，建基面也应尽量修　正平顺。　（２）横缝。对于二类要求的坝，无结构要　求时可不设横缝。因为不设分缝的整体坝　具有类似拱坝的超静定结构特征，与常规　分缝坝相比具有较强的超载能力，同时还　具有提高工程安全度、减少坝体工程量、简　化工程施工、加快施工进度等优势。另外，　这类坝即使开裂，也不致影响安全。根据美　国上静水坝运行经验，裂缝漏水不致影响　运行。对于一类要求的坝，如上游无保温防　渗层，且坝体较长或高低变化较大时，宜设　置横缝。工程实践表明，减少横缝间距，能　够控制和减少温度应力引起的裂缝，但对　碾压混凝土坝来说，减少横缝间距会使施　工程序复杂，降低施工进度，增大工程造　价。因此，对一具体的工程，横缝间距应视　气温、坝形、施工机械和施工方法等因素综　合确定。　２合理选择材料　水泥水化热是产生温度变化和温度应　力的主要原因。应合理的选择水泥品种和　用量，尽量降低水化热温升：合理的选择骨　料及混凝土的级配等，使混凝土具有较高　的抗拉强度和较小的线膨胀系数：同时还　应掺用合适的外加剂和掺合料，在满足设　计要求的前提下尽量减少水泥和总胶凝材　料用量。　３表面保温　此项技术包括保温和保湿两方面内　容，保温又有防裂保温和防冻保温两方面　的作用。国内外对这项技术的研究已较成　熟，已研制出多种表面保温材料，在设计中　可根据实际需要进行选用。建议在春夏秋　白天将层面盖以防辐射保温被，夜间则揭　开散热。寒冷和严寒地区冬季停工时，层面　宜铺厚０．３ｍ～ｌｍ砂层，或厚０．１０ｍ～０．３５ｍ　的泡沫保温层。上下游面、尤其是下游面宜　喷涂厚０．１０ｍ～０．３５ｍ的聚氯酯泡沫保温　层　４夏季浇筑　在夏季浇筑碾压混凝土时，除采用前　述的措施外，不必再采用其他重大措施。混　凝土出机温度只需较月平均气温低１℃～３　℃即可。不必过多采用预冷，碾压层面薄而　面积大，辐射升温和传导升温都极易抵消　其预冷效果。铺冷却水管进行一期冷却也　无必要。若设计中采用了预冷方案，则在间　歇时间内，会存在热量倒灌，此时，不应设　置间歇时间或尽量缩短间隔时间。　５夜间施工措施　一般认为，炎热季节层面间歇常易引起　质量问题，春秋季应不致发生问题。这一看法　不尽符合实际。层面的凝固时间，与其说取决　于气温，不如说在更大程度上取决于太阳辐　射升温。３．５℃的气温热传导不可能使混凝土　层面温度高于３．５℃，但辐射却可使表面薄层　上升至５℃以上，并使之蒸发、脱水、干硬。如　以夏季辐射强度作为１００％，则春秋季辐射强　度约为夏季的９００４。因此，在工期允许的情况　下最好在晚间浇筑碾压，白天留作立模等其　他作业，并在碾压后的表面铺以防辐射保温　被，被下通水养护。　６快速施工　在总体安排上，碾压混凝土坝施工的最　佳季节是冬春枯水季，既便于导流，又便于　温控。如果结构设计布置简单，则施工方案　采用一台４×３ｍ　拌和楼，其最大生产能力为　２４０ｍ　／ｈ，枯水季平均生产能力１ＯＯｍ　／ｈ，　则一个枯水季４００Ｏｈ总产量约达４０万。因　此，碾压混凝土总量不超过４０万ｍ　，坝高不　超过５０ｍ的碾压混凝土坝，最好在一个枯水　季节碾压完毕，并据此选择相应的上坝运　输和铺筑碾压机械。如果混凝土方量过多　或坝高过大，而不能在一个枯水季完工时，　宁可采用一些夏季施工措施，不宜在夏季　停工，因为夏季停工后再浇上层混凝土时，　新老混凝土之间可能会产生较大的约束应　７８　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　力，对温控防裂不利。至于导流，应充分利　用碾压混凝土坝施工设备机动灵活特点，　使夏季常遇小流量能通过底孔，隧洞泄流，　只是在遇大洪水时短期内由坝面过流。　加快坝体上浇速度，缩短层间间歇，也　就减少了层厩处理的困难。不必担心坝体　上升太快，不能利用层面散热问题。常规混　凝土每月上升速度小于６ｍ时，层面散热量　只占水化热总量的ｌＯ％～１５％。碾压混凝土　水化热远低于常规混凝土，层面散热比重　更小，不必考虑。　７层间间歇时间　一般在常态混凝土坝中控制浇筑层厚　度及间歇时间可以增加混凝土层面散热的　效果，降低水化热温升可达２００４～７０％，是　有效的温控措施。对于碾压混凝士坝来说，　控制铺筑层厚度和短间歇期，层面散热仅　能降低水化热温升的５％～２０％，而且与快　速施工相矛盾。因此，不宜为降温而另行规　定层问间歇时间。　另外，对碾压混凝土坝来说，下层间歇　时间愈短，则上下层间的龄期相差愈短，上　下层混凝土的活性愈大，愈容易析出晶体，　相互结合。为了实现上述温度控制，一般要　从下面几个途径进行：（１）通过控制混凝土　原材料的温度和用量来控制，如预冷（热）砂　石料，减少水泥用量，掺混合材料。（２）通过　控制混凝土表面散热特性（热交换系数）来　控制混凝土的温度，如寒潮袭击及内外温　差大时在混凝土表面加保温材料；在初凝　后的新混凝土表面上形成流水借以加快散　热等。（３）严寒地区需要在冬季浇筑混凝土　时，通常用加热拌和混凝土并覆盖隔温物　或设保温棚及保温模板，以防止混凝土浇　筑过程中结冰，同时防止混凝土块温度过　低于稳定温度。　８结语　本文通过对已建碾压混凝土坝温控防　裂与裂缝资料的分析，总结了碾压混凝土　坝的温控防裂特点及裂缝形成原因，对碾　压混凝土坝温控防裂中的几个重要问题进　行了探讨，提出了一些可行的温控措施。　参考文献　【１】蔡为武．碾压混凝土坝温控防裂探讨　…．水利水电科技进展，２０００，２０（２）．　【２】碾压混凝土坝温控防裂关键技术研究　ｆＪ】。四川水力发电．２００８，２７（１）．