水利水电工程大体积混凝土温控途径
王晓强
中国电建集团国际工程有限公司 北京 100036
[摘 要] 随着我国经济的快速发展和施工技术水平的提高，大型水利工程逐渐增多，大体积混凝土结构的使用也越来越频繁，相应的问题也逐渐出现，其中最明显的就是温度问题。如何控制大体积混凝土的温度是每一个水利工程都面临的问题。对水利工程大体积混凝土的温度控制进行了探讨，仅供参考。
[关键词] 水利水电建筑工程；大体积混凝土；温控
1 大体积混凝土概述
我们通常将混凝土结构中长度不小于1米的混凝土结构称为大体积混凝土。大体积混凝土具有浇筑量大、结构尺寸大、钢筋布置多、影响因素多的特点。它还具有强度高、抗冲击性能好、经济实用、成型性强等优点。由于大体积混凝土浇筑面积大，水化热引起的温度应力和混凝土本身的特性受到很大影响，容易造成裂缝。水利水电工程建设项目较多，特别是大坝、涵洞、水闸、桥梁等大体积混凝土应用较多的工程建设项目[1]。
ASP300S型全封闭式组织脱水机、RM2265型全自动轮转式切片机、DM750型光学显微镜（德国Leica公司）；Multiskan GO型酶标仪（美国Thermo Fisher Scientific公司）；5427R型台式高速冷冻离心机（德国Eppendorf公司）；DDIL-5型恒温箱（上海安亭科学仪器厂）；Jeldoc2000型凝胶影像分析仪（美国Bio-Rad公司）；TPersonal型聚合酶链反应（PCR）仪（德国Biometra公司）。
2 大体积混凝土产生温度应力的原因及温控重要性
2.1 大体积混凝土产生温度应力的原因
水泥是混凝土的基本建筑材料，它在水化时释放出大量的热量。水泥的水化热大致呈甜瓜状。如果是绝热混凝土，水化热可使温度升高-℃。如果考虑混凝土的原始温度，混凝土的最高温度将达到-℃。但水泥的水化热释放时间较长，一般需要几十天到几个月的时间。一般来说，前一天的放热量最大。在一般情况下，当构件的尺寸和厚度不大时，其放热速度相对较快。将空气、土壤和水散发到周围环境中，因此混凝土内部的温度与周围环境的温度相差不大。但由于混凝土的热耗散，体积增大，混凝土是一种热耗散相对较差的介质。因此，在初始阶段，约有一天，混凝土的放热率大于散热率，温度不断升高。体积因热而膨胀。从那以后，由于热量的释放大大减少，混凝土会由于持续大量的散热而导致温度下降，导致体积收缩。在地基或地基的阻碍下，混凝土的膨胀或收缩产生了混凝土的压应力或拉应力。
在加热阶段，混凝土温度升高，体积膨胀。由于地基等的约束，膨胀受到限制，混凝土产生一定的压应力。但在初始阶段，混凝土强度仍相对较低，弹性模量和松弛系数也相对较小。因此，压应力值不大。在冷却阶段,混凝土内部温度达到峰值时,热释放率和热释放率的水泥都大大减少,和混凝土的温度逐渐降低,因为散热速度大于热释放率和体积逐渐开始萎缩。同时，由于地基等的约束，收缩不能自由进行，在混凝土中逐渐产生拉应力。在冷却阶段，混凝土的强度和弹性模量会有很大的提高，松弛系数也会很大。因此，单位温差引起的应力增量相对较大。因此，随着混凝土结构内部温度的逐渐降低，不仅早期的压应力被抵消，而且一旦此时的拉应力超过混凝土，大的拉应力也可以称为外部约束应力。在大体积混凝土中，抗拉强度可能引起裂缝，特别是通缝裂缝[2]。
2.2 温控的重要性
大体积混凝土的施工极其复杂。为了避免在浇筑过程中出现裂缝，需要大量的高效操作，极易发生水化热反应，尤其是在夏季施工时。这种反应是产生裂缝的重要原因，而温差也会产生力，导致混凝土膨胀、不均匀沉降等问题。如果混凝土本身的拉力较低，容易产生裂缝，对水电质量造成危害。因此，应采取适当的温度控制措施，防止裂纹的发生。大体积混凝土的温度控制对水利水电工程施工质量有很大影响。如果防治不科学，混凝土就难以避免裂缝、碳化等病害，损害混凝土的抗渗性、耐腐蚀性和承载能力。因此，需要采用科学有效的温度控制方法来延长水利水电的使用寿命，保证水利水电的质量。
3 大体积混凝土防范裂缝温控方法
3.1 加强混凝土的温度监测工作
图1显示了像素与黑色核(USAN)亮度相似的像素,不同亮度的像素着色为白色。当黑色核面积不到遮挡总面积的一半时,将该点视为角点,角点的位置由黑色核区域的最小值表征。
温度控制是大致积混凝土工程的关键组成部分，是避免温度裂缝的关键。做一份好工作的温度测量、掌控坩埚之内的温度变动,立即变更导电与维护措施,这间的差别混凝土中心温度与表面温度,混凝土表面间的差异与大气温度不应超过25℃。
大体积混凝土的简单测温方法可以直接测量混凝土内部温度，设备简单，精度高，成本低。具体做法如下：（1）使用φ48脚手架钢管或其他无缝钢管,壁厚是最好是2毫米,内径是30毫米～50毫米。按照要求的长度切断，将钢板一端与比钢管外径大10毫米的圆形钢板紧密焊接，使其不会渗漏。（2）焊接钢管为等边三角形，置于底板的加筋网板上，焊接牢固。然后，将橡胶套放置在距钢管底部50mm处。管子的两端用铁丝固定，以确保水不能渗透。内管。钢管口用木块堵住了。钢管平面布置为两点600mm；上管底距混凝土板表面150mm，中管底距板底1/2板厚，下管底距板底150mm。（3）混凝土浇筑后，将自来水注入钢管中，通过定期将杆式温度计插入钢管中，即可知道钢管下部的混凝土温度。通过比较不同深度管材的温度，可以知道混凝土上下点的温差。
3.2 控制混凝土温升
在冷却阶段，大体积混凝土结构因为温度上升与水分融化因而膨胀，内部应力不能自由变形因而造成温度应力。所以，掌控水泥水化冷引发的温升，即减少冷却温差，可减少温度应力，避免温度裂缝的发生，可于泵的顶部展现作用。借以掌控大体积混凝土结构由于水泥水化冷引发的温升，需实行适当的施工措施。（1）降低混凝土浇注温度。如果材料通过地面；覆盖棚架，喷水雾等措施降低集料温度。粗集料通过空气冷却、浸水、喷水等方式进行预冷。从预冷库到搅拌厂房的集料应采取保温和保温措施。混凝土搅拌时，可用冷水、冰等作冷却措施。在炎热季节，应加快混凝土浇筑施工进度，减少混凝土暴露时间；基础部分的混凝土应在适宜的季节浇筑。（2）降低大坝内外温差。为了减小坝体内外温差，防止或减少地表裂缝，在低温季节到来之前，应将坝体温度降低到设计要求的温度。如果水在大坝中间冷却，则是通过计算确定的，通常约2个月。水温与混凝土温差不应超过20℃，日温差不应超过1℃[3]。
在社会各界关于生产教育的讨论兴起之初，教育名家舒新城、罗廷光、徐炳昶等人积极倡导生产教育应以“农业为主、工业为辅”。其立论依据主要建立在中国“以农立国”的认识之上。
4 结语
综上所述，大致积混凝土温控方法是水利水电工程建设之中的关键技术手段，对于水利水电工程质量具有关键影响。假如温度控制效果不显著，容易出现温度裂缝，造成钢筋锈蚀、混凝土耐久性、荷载力降低、碳化等问题。因此，有必要结合季节特点对温控工作方法进行分析，以保证水利水电工程的整体质量。
参考文献：
[1]李玥．混凝土坝防裂智能温控系统及其工程应用[D]．天津大学,2016．
[2]薛建军．Tekeze水电工程大体积混凝土温控防裂实践与探讨[J]．水利天地 ,2011(02):43-45．
[3]翟李明．水利水电工程大体积混凝土温控探讨[J]．科技尚品,2016(12):78．
[中图分类号] F416．9
[文献标识码] A
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