潍坊市水利建筑设计研究院 261031
摘要：寒冷地区大体积混凝土内部温度的高低主要取决于水泥水化所产生的水化热，因此，选取配合比中水泥的掺量至关重要；配合比中其他原材料温度决定了混凝土的拌合及浇筑温度，对混凝土内部最高温升起到一定影响，同时还影响到混凝土温度降温时间的长短。施工过程中可以采用一些相关的防裂温控手段，在混凝土内部预先埋设冷却水管可中和水化热、降低混凝土温度，冷水管通水时间与大体积混凝土内部温度降幅成正比。
关键词：重力坝；大体积混凝土；温控技术；应用
某水库总库容为1.59亿m3，兴利库容为1.28亿m3，为大型水库，其挡水建筑物是常态混凝土重力坝，坝顶高程为138.2m，最大坝高51.6m，主坝坝顶长349m，由左岸、右岸挡水坝段、闸门检修坝段、供水坝段及泄水溢流坝段等组成，混凝土总量为25.6万m3。
1测温点的布置原则
1）平面形状中心。2）中心对应的侧边及容易散发热量的拐角处。3）主风向部位。总之测温点的位置应选择在温度变化大，容易散热、受环境温度影响大，绝热温升最大和产生收缩拉应力最大的地方。4）测温点的竖向布置：一般每个平面位置设置一组3个，分别布置在混凝土的上、中、下位置，上下测点均位于混凝土表面10cm处，另外在空气，保温层中各埋设1个测温点测量环境温度、保温层内的温度。
2混凝土施工过程中的温控措施及分析
2.1配合比的选择
某水库工程选用两家具有甲级资质的混凝土检测中心进行混凝土配合比设计，以大坝基础混凝土（C9020F100W6）以及内部混凝土（C9015F50W2）为例。通过对比看出，2种配合比选用不同的外加剂，粗骨料、砂子掺量相近，但水泥和粉煤灰掺量相差较大。2种配合比中，水泥掺量B检测中心比A检测中心分别少47kg/m3和35kg/m3，而粉煤灰掺量多了32kg/m3和52kg/m3。经过分析，两家检测中心出据的混凝土配合比均满足设计的抗压、抗冻及抗渗指标，但B检测中心混凝土配合比，水泥掺量少，减少了水化热，坝体混凝土内部温升小，扩大粉煤灰用量大是为了增多胶凝材料，从成本分析也是合理的，所以最终选择B检测中心提供的混凝土配合比。
2.2混凝土中原材料温度的控制
通过对混凝土温升过程的了解，对混凝土内部温升的高低起决定性作用的是水泥的用量，而如骨料、水、砂子等其他材料的温度仅对混凝土的拌合、入仓和浇筑温度有影响，各材料温度同水泥水化热温度不是简单的直接累计叠加的过程，而是相互平衡一定后，影响坝体混凝土内部最高温升，同时也影响混凝土内部温度趋于稳定的时间。混凝土外界空气温度对混凝土内部材料温度、浇筑表面温度有不同程度的影响，更直接影响到混凝土的拌合温度和内部浇筑温度，因此为保障高标号混凝土完全凝固，必须尽量降低各类原材料的温度。1）出机口温度。该水库所处的地域9月份平均温度为24.1℃。计算得出，9月份时出机口温度T0=54974.2/2308.1=23.82℃，该温度过高，不满足施工要求，应采用4℃冷水拌合、冷水喷淋骨料等办法降低原材料温度，以达到降低出机口温度的目的。依据新温度再行计算，结果见表2。经计算，出机口温度T0=45549.36/2308.1=19.73℃，已基本接近出机口温度不大于18℃的要求。为进一步降低出机口温度，可将冰渣融入拌合用水，在拌合过程中，冰渣融化可吸收335kJ/kg的热量，从而更有效降低出机口温度。通常情况下加冰量为20kg/m3，有效加冰系数为0.8，消减热量为20×335×0.8=5360kJ，加冰量应当依据外界气温升降进行适当调整，混凝土拌合时间应延长15～30s。使用冰渣加4℃冷水拌合的混凝土，其出机口温度T0=（45549.36-5360）/2308.1=17.41℃，满足温度控制的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2）浇筑温度：TBp=18.15℃；混凝土水化热绝热温升值：Tt=23.92℃；混凝土内最高温度：Tmax=TBp+Tt·ξ=18.15+23.92×0.49=29.87℃。3）不同配合比时浇筑温度。依相同计算方法，得出9月份时闸墩部混凝土的出机口温度（16.93℃）、浇筑温度（17.66℃）、3d水化热温升值（51.8℃）及内部最高温度（42.99℃）。各原材料比热对混凝土降温效果的作用，其中粗骨料影响最明显，为58.5%，冷却粗骨料可有效降低混凝土温度，其次是水的影响，为19.2%，在拌合机中加冰渣，也能降低混凝土温度，综合考虑技术与投入成本等方面，通常以冷水拌合、加冰渣拌合、冷却骨料作为降低混凝土原材料温度的主要方法。
2.3施工采取的温度控制措施
高温季节浇筑混凝土，必须采取有效的温控措施，以利降低坝体内的最大温升，从而迅速使坝体内部温度趋于与外界气温相适应的稳定温度，避免坝体内外温差过大，产生裂缝，确保混凝土的浇筑质量。依据猴山水库坝体混凝土温度控制标准，并综合考虑辽宁省绥中县实际气温与大坝规模等相关因素，从混凝土原料的选择、控制到拌合、运输、浇筑以及浇筑完成后保温降温措施等方面，采取控制混凝土组成材料与堆放、低温拌合、冷却原材料等多措并举的温控措施。
3浇筑混凝土后的温度控制措施
3.1常规养护措施
浇筑混凝土之后，为防止气温回灌导致混凝土表面温度升高，需要及时降低混凝土表面的温度，采取覆盖、浇水等方式对浇筑完毕的坝体表面进行养护工作。
3.2内部冷却水降温措施
夏季施工时，在浇筑混凝土前预先埋设冷却水管，并在浇筑过程中及浇筑后通水，保证冷却坝体。按设计要求冷却水管采用壁厚2mm的?32mmHDPE管，布置水平间距为1.5m冷却水管层，通冷却水与混凝土浇筑同时进行，冷却水持续时间为两周，水流量严格控制在1.0m3/h，为保证坝体冷却均匀，冷却水的水流方向应当每12h改变一次，以全面降低坝体混凝土内部的温度，保证已浇筑坝体混凝土的内外温差合乎标准。
3.3保温措施
新浇混凝土如遇气温骤降等极端天气，对混凝土表面进行采取覆盖等方式进行保护，可有效预防混凝土裂缝。如果新浇筑混凝土所在地平均气温在3d内下降超过7℃，且重要部位和基础强约束区混凝土龄期超过3d，一般混凝土龄期超过4d，则必须进行表面覆盖等保温措施。从气温昼夜温差较大的10月份开始，为缩小混凝土内外部温差，有效避免混凝土表面裂缝，应开始对坝体混凝土采取保温措施。
3.4混凝土温度的量测
在混凝土浇筑完毕后10h开始测温，每班定时测定大气温度、混凝土内部温度，混凝土浇筑时，测混凝土的入模温度。测温工作昼夜24h连续进行，每2h测温一次，直至测到72h。测温数据仔细记录分析，及时汇报结果，以便对混凝土的温控实施更及时的养护措施。
结论
施工过程中着重从混凝土原材料预冷、混凝土配合比、混凝土拌和、混凝土运输、混凝土入仓、混凝土摊铺、混凝土振捣及收面后的混凝土养护等方面对混凝土的温度进行监测控制。从已施工完成的大坝大体积混凝土外观检测结果未发现有表层裂缝和深层裂缝，只要合理选择大体积混凝土施工方案，优化施工工序、严格控制混凝土浇筑初期其表面与内部温差以及浇筑后期混凝土降温、干缩变形引起的混凝土内部收缩受到的外部约束，对于高温季节进行大体积混凝土浇筑是可行的。
参考文献
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论文作者:张增刚,林明军,张付升
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
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