測溫和控溫在大體積混凝土構(gòu)件施工中應用

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1、測溫和控溫在大體積混凝土構(gòu)件施工中應用　　【摘要】大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸不小于1米的大體積混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。本文主要對測溫和控溫在大體積混凝土構(gòu)件施工中的應用進行深入探討，旨在更加熟練的掌握大體積混凝土構(gòu)件的溫度變化，從而更好運用于實踐?！娟P(guān)鍵詞】測溫；控溫；大體積混凝土；構(gòu)件施工1.前言大體積混凝土構(gòu)件的水泥水化過程會產(chǎn)生大量水化熱，混凝土屬于熱的不良導體，大量水化熱導致構(gòu)件內(nèi)部溫度急劇上升，混凝土表面溫度與大氣相近。在混凝土內(nèi)部和表面之間產(chǎn)生較大溫度差

2、。在混凝土內(nèi)部和表面就會產(chǎn)生較大的溫差應力，導致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。影響構(gòu)件的安全使用和耐久性。為了防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土構(gòu)件施工澆筑前必須對其進行溫控方案設計和混凝土澆筑過程對構(gòu)件內(nèi)外溫度場進行監(jiān)測，及時掌握構(gòu)件各部位的溫度和溫差情況[1]。2.工程概況11馬新大橋主橋為斜獨塔單索面混合梁斜拉橋，主跨220米，主塔共有16根φ2.5m鉆孔灌注樁基礎，承臺為矩形承臺，尺寸為24.65m（長）×20.5m（寬）×5m（厚），屬大體積混凝土構(gòu)件。設計混凝土等級為C50，澆筑方量為2526.62m3。為了防止承臺產(chǎn)生溫度裂縫，澆筑

3、前，進行了溫控方案設計，施工過程中對溫度場和溫度應力進行監(jiān)控，確保承臺的施工質(zhì)量。3.溫控方案設計3.1配合比設計？在保證承臺混凝土強度的前提下，通過優(yōu)化混凝土配合比設計，降低單方混凝土水泥用量，同時選擇低水化熱的大壩混凝土用低水化熱水泥。如：礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、降低承臺構(gòu)件在澆筑過程中的水化熱，降低混凝土內(nèi)部和表面溫度差。本工程最終選擇的混凝土配合比如表1所示[2]。表1混凝土施工配合比水泥（kg/m3）水（kg/m3）砂（kg/m3）石11（kg/m3）外加劑1（kg/m3）摻和料1（kg/m3）聚丙烯纖

4、維（kg/m3）31115571510296.171460.913.2分層方案？？為防止產(chǎn)生較大的溫差應力，構(gòu)件施工方案計劃分2層澆筑，第一層厚度為3m（砼量1515.97m3），第二層厚度為2m（砼量1010.65m3），承臺下部設0.5m厚的封底混凝土（設計等級為C20），承臺施工采用雙排鋼板樁圍堰施工。通過分塊分層澆筑，減小混凝土一次澆筑體積，減少混凝土水化過程的溫度和內(nèi)外溫差，減小溫差應力，同時兩層的澆筑間歇為7～10天，下層混凝土達到80%的強度方后澆筑上層混凝土，防止混凝土水化熱的相互疊加。113.3冷卻水管設置為防止構(gòu)件在施工

5、過程中的溫差超出預期的溫度水平，從而導致構(gòu)件可能產(chǎn)生不良的后果。除了對原材料水化熱控制外，在構(gòu)件內(nèi)部預先布置適量的分區(qū)域的各自獨立的冷卻水管網(wǎng)，在澆筑過程中，通過現(xiàn)場混凝土內(nèi)部、混凝土表面和環(huán)境溫度的監(jiān)測，及時掌握澆筑過程混凝土的各部位的溫度情況，調(diào)節(jié)和控制冷卻水管的循環(huán)水量，降低混凝土內(nèi)部和表面溫度差。圖1為冷卻水管布置情況.圖1主塔承臺水冷管立面布置圖3.4施工現(xiàn)場要求按照施工要求，主塔承臺分二次澆筑，預先在倉里布設好冷卻水管和測溫元件，在混凝土澆筑之前組織人員檢查落實溫度監(jiān)測和冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)，確保其運轉(zhuǎn)正常。澆筑混凝土由商品混凝土

6、公司提供，采用泵管泵送，插入式振搗器振搗?；炷涟匆欢ê穸龋s30cm）、順序分層澆筑[4]。3.5溫度監(jiān)測根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性和溫度變化的一般規(guī)律，在中心線對稱的一側(cè)布設測點，以一側(cè)的數(shù)據(jù)來指導另一側(cè)施工。共在承臺混凝土中采用測溫原件布置50個溫度測點，測點布置在1/4范圍并沿水平方向布置。在檢測混凝土溫度變化的同時，還應監(jiān)測氣溫、冷卻水管進出口水溫、混凝土澆筑溫度等[3]。112.5.1流程在混凝土澆筑前完成傳感器的選購及鋪設工作，并將屏蔽信號線連接到測試棚，各項測試工作在混凝土澆筑后立即進行，連續(xù)不斷。溫控監(jiān)測流程見圖3，溫控實施流程圖。

7、圖2溫控實施流程圖2.5.2準備工作具體包括儀器設備和元件埋設。此次溫控監(jiān)測采用濟南環(huán)宇通科技有限公司研制的大體積砼溫度智能監(jiān)測監(jiān)控（一線通）系統(tǒng)，具體儀器主要是溫度傳感器和溫度檢測儀兩種；根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性和溫度變化的一般規(guī)律，在主塔承臺共布設五層，測溫點總共50個。4.溫度監(jiān)測成果及分析4.1主塔承臺檢測4.1.2第一層結(jié)果主塔承臺第一層澆筑混凝土內(nèi)部最高溫度及最大內(nèi)表溫差表表2測點區(qū)域區(qū)域最高溫度（℃）最高溫度出現(xiàn)時間（h）區(qū)域最高斷面平均溫度（℃）最高斷面溫度出現(xiàn)時間（h）11區(qū)域最大內(nèi)表溫差（℃）入倉溫度（℃）第一層測點68.548

8、65.15612.630.1第二層測點81.8　　6076.46017.728.7第三層測點82.56471.06617.31129.6注：最高溫度出現(xiàn)時間從各次澆筑開盤時間算起