中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070
摘要：科学技术的进步和城市建设的发展，促使了很多高层建筑和特殊型建筑的不断涌现，这些建筑多数都采用大体积混凝土结构，大体积混凝土已经较为广泛的用于民用建筑和工业建筑当中。大体积混凝土的温控始终贯穿于整个施工过程，同时温度控制和温度检测是相互联系的。施工过程中需要对检测的温度做到及时反馈，使得温度控制的顺利进行。
关键词：大体积混凝土施工 建筑工程 温控措施
1.概况
本工程位于惠州市惠阳区淡水街道洋纳村地段，该建筑物使用性质为住宅及商业，由8栋31F-32F高层住宅、1栋3F商业及1F-2F地下室组成，总建筑面积约18.5万㎡，总占地面积约为4.3万㎡，其中建筑占地面积约1.25万㎡，绿地率30%。住宅总户数1163户，停车位1377个；体育活动场地1200㎡；住宅标准层建筑面积399~472㎡。本工程基础为灌注桩基础和天然地基基础。地下室底板厚度为500mm，4#楼楼座基础筏板厚1800mm；4#楼以外底板厚度500mm；设计混凝土强度等级为C35、P6抗渗。
2. 大体积混凝土施工工艺
2.1 浇筑方法
采用“斜面分层，依次推进，整体浇筑，一次到顶” 的方法，从低处开始，沿长边方向自一端向另一端进行连续浇筑施工。采用斜坡式分层振捣，每层厚度500mm斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1：3 左右，振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移，在斜坡位置坡底、中间和坡顶各设振捣棒振捣，不得漏振，以保证分层混凝土间的施工质量。混凝土在振捣过程中应将振动棒上下略有抽动，使上下混凝土振动均匀，每次振捣时间以20～30s 为宜（混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为准）。振捣时，要尽量避免碰撞钢筋，管道预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动，每次移动距离不超过混凝土振捣棒的有效作用半径的1.25 倍，一般振动棒的作用半径为30～40cm。振捣操作要“快插慢拔”，防止混凝土内部振捣不实；要“先振低处，后振高处”，防止高低坡面处混凝土出现振捣“松顶”现象。
2.2 混凝土浇筑后裂缝控制
混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩拉应力，如其累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度，则表示采取的防裂措施能有效控制预防裂缝的出现，如超过该阶段时的抗拉强度，则应采取加强养护、保温（覆盖塑料薄膜或麻袋）等措施，使其缓慢降温和收缩，以控制裂缝的出现。若降温速度超过规定范围，及时采取保温措施，加盖麻袋。
2.3养护
大体积混凝土养护是个突出问题，养护不足，容易产生裂缝或温差裂缝。养护的目的是缩小混凝土内外温差，途径有两条：一是减少混凝土与外界热交换、即将已浇筑的混凝土封闭;以减少内外温差，在小温差条件下，使混凝土得以硬化。二是降低混凝土内部温度。
本工程采用塑料薄膜蓄水封闭保温养护，封闭的目的是使已浇筑的混凝土不直接暴露在大气中，而是在封闭的空间内，以较小的温差自行固结硬化。该温度差不大于20℃。
2.4温控指标
根据前期各项试验数据和理论计算（包括温升计算和自约束应力计算，详见14.4～14.8），参照GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》要求，本工程温控指标需要达到以下规定：
混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不得大于 50 ℃；
混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不得大于25 ℃；
混凝土浇筑体的降温速率不得大于 2.0 ℃/d；
混凝土浇筑体表面与大气温差不得大于 25 ℃。
混凝土入模温度控制在18～22℃。
2.5温度测试
为掌握大体积砼内部温升和温降的变化规律，及时做好对砼养护和砼裂缝的控制工作，确保工程质量，对筏板砼表面及砼内部温度进行进行跟踪和监测。在混凝土浇筑完后，应及时测温并随时将结果反馈，测温工作由专人负责。
大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜可不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。
2.6测温仪的选择
大体积砼测温采用JDC-Ⅱ型便携式建筑电子测温仪，配合测温导线、测温探头使用。预埋时可用钢筋做支承载体，先将测温线绑在钢筋上，测温线的温度传感器处于测温点位置并不得与底板及支撑钢筋直接接触，在浇筑砼时，将绑好测温线的钢筋植入砼中，插头留在外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。留在外面的导线长度应大于400mm。每组测试点包括三个测温感应点，分别位于距承台底200mm处，承台中和距承台表面200mm处。每个测温点在底板混凝土浇筑前插入Ф14的三级钢筋钢支架进行预埋，各传感器分别附着于Ф14钢支架上。测温时，按下主机电源开关，将各测温点插头依次插入主机插座中，主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。
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2.7测温点布置
采用建筑电子测温仪（JDC-2）配合预埋测温导线进行有效的跟踪测温。测温点的竖向布置：一般每个平面位置设置一组3个，分别布置在砼的上、中、下位置，上下测点均位于砼表面10厘米处，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。
沿混凝土浇筑体厚度方向，布置于外表、底面和中心温度点，在每条测试轴线上，检测点位不宜少于4处，应根据结构的几何尺寸布置。
温度测试元件的安装及保护满足下列要求：测试元件的引出线宜集中布置，并加以保护；测试元件周围应进行保护，混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测试测温元件及其引出线；振捣时，振捣器不得触及测温元件及引出线。
2.8 测温记录
1）每区段混凝土的测温由各区段工长负责安排实施，并及时做好原始记录，试验员进行检查及审核，并负责测温资料的收集、汇总工作。当温差接近温差上限时，及时报告，以便采取加强覆盖措施。
2）每天由测温人员做好大气温度记录，测量时间同混凝土测量时间。
3）每区段混凝土浇筑完毕后，指派专人测温，测温操作要规范正确，并把测温记录表及时填写好。
3．大体积混凝土温控技术
3.1 混凝土浇筑后需要及时采取温控措施
每次对大体积混凝土进行浇筑后，都需要做好及时的温控工作，对混凝土进行保温养护。保温层铺设完之后，要根据实际情况对混凝土进行覆盖，其保温材料可选择塑料薄膜、土、砂等。对于保温材料的选择和搭配有一定的讲究，例如塑性薄膜和吸水性麻袋的组合，就可以保持混凝土中的水分，同时使水分在混凝土的表面均匀分布，避免混凝土表面产生斑纹。这种保温材料的搭配就能起到良好的效果。在天气较为恶劣和昼夜温差大的地区，施工现场必须准备足量的保温材料，根据气温的变化和混凝土温策的结果进行保温层厚度的及时调整。要控制好混凝土表面与内部温差，如果温测结果显示混凝土内部升温较快，表面的保温工作又做的不太好，混凝土内部温度和表面温度的温差就会很有可能超过控制值，超过控制值时需要迅速的增加保温层的厚度。当混凝土表面与内部的温差没有超过控制值时，就可以全部拆除保温层。而当混凝土内外温度差小于20℃时，便只能逐层慢慢地拆除保温层。混凝土有蓄水养护的保温功能，它的蓄水深度一般在10m m ~ 30m m 左右。如果根据蓄水的深度在四周砌砖墙表面用黏土筑成小埂，设置进口和出口水管，根据混凝土内外温度的变化需求调整蓄水的相对深度，达到大体积混凝土的温控效果。
3.2 混凝土浇筑温降时采取的措施
降低混凝土浇筑的温度，首先需要采取的措施是降低水、拌和骨料的温度。选择自来水或者低温底下水，水温尽力控制在5℃~10℃，其效果是最明显的；用喷水雾对骨料进行预冷，但需要完善的排水措施，控制骨料的含水量，使其保持稳定状态。其次，利用夜间和低温季节进行浇筑，可以有效降低浇筑的温度，减少控温的费用。夏季气温比较高，若白天浇筑，需要加快浇筑的速度，缩短混凝土接受太阳光的时间，减少暴露面积，降低因太阳光的强烈照射造成的温升。然而，夜晚可以延缓大体积混凝土入仓的速度，这种做法有利于早期水化热的散发。第三，当夏季气温偏高时，需要对混凝土进行定期的喷水来保持湿润，减少大体积混凝土在运输过程中造成的温升。
4.防止大体积混凝土裂缝的温控技术措施
4.1 混凝土的温升控制
在降温阶段，降温和水分蒸发等原因会使大体积混凝土结构形成收缩，加之存在的外约束不能自由变形而产生温度应力。控制水泥水化热引起的温升，可以减小降温温差，它对降低温度应力有很好作用，同时防止产生温度裂缝。混凝土升温的热源是水泥水化热，为控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升，要选用中低热的水泥品种，并尽量降低水泥用量，大体积混凝土结构施工选用 325#、425# 矿渣硅酸盐水泥，实验统计结果显示可使水化热量减少超过 20%。
4.2掺加粉煤灰及其他外加剂
长期实践表明，在混凝土内掺入粉煤灰，可以改善混凝土黏塑性，因为粉煤灰具有一定活性，可替代部分水泥，另外粉煤灰颗粒呈球形，能发挥“滚珠效应”起到润滑的作用，该措施能增加泵送混凝土施工要求的 0.315 mm以下的细粒含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土水化热。为满足送到现场的混凝土具有一定坍落度，仅依靠增加单位水泥用量，会浪费水泥，加剧混凝土的收缩，会使水化热增大，引发混凝土开裂。必须选择适当的外加剂。木质素磺酸钙是一种阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用。在混凝土中掺入一定比重的木质素磺酸钙，可改善混凝土的和易性，又可降低拌和水，节约水泥水量，降低水化热。目前，许多新型的减低收缩剂已经在广泛使用。
4.3 利用混凝土的后期强度
长期实践得知，单位体积混凝土水泥使用量，每变化 10 kg，混凝土温度会因水泥水化热相应变动 1℃。为控制混凝土温升，降低温度应力，极大程度避免温度裂缝，结合实际，可采用 f45、f60或 f90 替代 f28 作为混凝土设计强度，单位统计混凝土水泥使用量可大幅减少，混凝土的水化热温升也随之大幅降低。
4.4粗细骨料选择
为达到工程要求，充分发挥水泥效用，粗骨料应达到最佳的最大粒径。建筑工程的大体积钢筋混凝土，粗骨料的规格与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等有很大关系，自然连续级配的粗骨料配制混凝土和易性好，经济用量能达到较好抗压强度，可作为首选。要根据施工状况，选用粒径大、级配良好的石子，同时优化级配设计，做好搅拌、浇注以及振捣工作。粗骨料中针、片状颗粒按重量计不超过 15%为宜，细骨料采用中、粗砂较好，可降低混凝土温升并减少收缩。泵送混凝土输送过程中，级配设计要考虑砂率大小，砂率过大对混凝土强度产生影响，满足可泵性的条件下，尽可能的降低砂率。此外，砂、石的含泥量必须严格控制，砂、石的含泥量若超过规定，不仅会增加混凝土的收缩，同时也会降低混凝土抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利，要不断探索，将石子和砂的含泥量控制在适当的范围内。
8.结语
要想保证大体积混凝土的效益得以很好的的发挥，就要积极开展温度监测以及控制活动。合理的布置降温体系，掌控好施工工序，正确使用养护措施，只有这样才能够避免缝隙出现。
参考文献：
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[3]朱晓丁.建筑工程大体积混凝土温控措施及施工技术的探讨[J].科学之友，2010，3：64-65.
[4]《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
论文作者:关志文,邵梓敬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/7
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