大體積混凝土施工溫度自動監(jiān)控技術(shù)當(dāng)前預(yù)拌泵送混凝土已經(jīng)普及，水泥水化熱使混凝土內(nèi)部溫度較高，形成較大的內(nèi)外溫差，采用大體積混凝土溫度自動監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)行熱交換降低混凝土內(nèi)部溫度?？蓽p少保溫層厚度和養(yǎng)護(hù)時間，能提前插入后續(xù)工作，解決覆蓋蓄熱養(yǎng)護(hù)不足與工期要求的矛盾。標(biāo)簽：大體積混凝土;施工溫度;測量;控制1概述當(dāng)前，混凝土構(gòu)件尺寸日趨增大、強(qiáng)度等級逐步提高，預(yù)拌泵送混凝土已經(jīng)普及，特別是大體積混凝土的泵送施工，由于體積大、水泥用量多，水泥水化熱使混凝土內(nèi)部溫度較高，形成較大的內(nèi)外溫差，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，外部產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生表面裂縫;當(dāng)溫度下降的時候，如果下降溫度過快，會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土底部產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工溫度如不能有效控制，嚴(yán)重時形成裂縫貫穿，造成鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性。2大體積混凝土溫度自動監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的埋管測溫相比：首先自動測溫，可實(shí)時自動測報混凝土內(nèi)外部溫度變化，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，預(yù)警功能使操作簡單。其二，智能化控制熱交換冷卻水，一旦混凝土內(nèi)部溫度過高，超過設(shè)定的預(yù)警溫度，自動啟動冷卻水系統(tǒng)，進(jìn)行熱交換降低混凝土內(nèi)部溫度。其三，節(jié)能環(huán)保，與傳統(tǒng)的蓄熱養(yǎng)護(hù)方法相比，可減少保溫層厚度和養(yǎng)護(hù)時間，能提前插入后續(xù)工作，解決覆蓋蓄熱養(yǎng)護(hù)不足與工期要求的矛盾。3大體積混凝土溫度自動監(jiān)控原理在優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計、合理安排施工的基礎(chǔ)上，對混凝土澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行試算，確定施工階段混凝土的溫升峰值，里表溫差及降溫速率等控制指標(biāo)。在混凝土澆筑體內(nèi)埋入溫度傳感器并連接到自動測控系統(tǒng)，通過對非穩(wěn)定溫度場及應(yīng)力場的實(shí)時監(jiān)測，計算機(jī)分析水泥水化熱、邊界條件的變化，得到大體積混凝土水化熱溫度變化曲線，若混凝土內(nèi)部水化熱溫度超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)值（設(shè)定的預(yù)警溫度），將自動啟動冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，降低混凝土內(nèi)部溫度，避免大體積混凝土發(fā)生溫度應(yīng)力裂縫。（其原理見下圖）混凝土溫度自動監(jiān)測控制原理圖4混凝土施工溫度自動監(jiān)控施工流程圖5GB50496-2009，《大體積混凝土施工規(guī)范》的要求混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于25°C，降溫速率不宜大于2.0°C/d，體表與大氣溫差不宜大于20C，絕熱溫升值不宜大于50C。應(yīng)對混凝土澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行試算，確定施工階段混凝土的溫升峰值，里表溫差及降溫速率等控制指標(biāo)，采取相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。計算水泥的水化熱和混凝土的絕熱溫升可按《大體積混凝土施工規(guī)范》附錄B.1.1和B.1.2執(zhí)行。6施工操作要點(diǎn)6.1模板安裝與拆除注意事項(xiàng)模板和支架系統(tǒng)，宜結(jié)合蓄熱養(yǎng)護(hù)方法選取。覆膜竹膠板具有保溫、吸水性小、表面光滑等優(yōu)點(diǎn)，可用于大體積混凝土的外模。模板續(xù)存時間不少于7d。拆除模板時應(yīng)結(jié)合天氣狀況，有預(yù)防突然降溫、大風(fēng)天氣的措施，保證混凝土表面與大氣溫差不大于20C。6.2冷卻水管布置混凝土厚度2.0m以內(nèi)，冷卻水管一般布置單層。厚度大于2.0m一般采用多層冷卻水管系統(tǒng)，使混凝土內(nèi)部散熱降溫。冷卻水管采用鋼管，管徑①25?50mm，間距1200mm，上、下兩層水管相距800?1000mm，上層水管與下層水管的排列方向相互交叉。6.3冷卻水管安裝埋設(shè)的管路暢通無堵塞，表面清理干凈，安裝牢固、可靠。接頭宜選用絲扣連接，安裝完畢通水檢測，不漏水、不漏氣。6.4溫度傳感器的布置與埋設(shè)監(jiān)測點(diǎn)的布置以混凝土澆筑體平面對稱軸的半條軸線為測試區(qū)，在測試區(qū)內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)按平面分層布置。一條測軸上，依結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均勻布置3?4個監(jiān)測斷面。每一個監(jiān)測斷面沿混凝土澆筑體厚度方向在表面、中間和底面安裝三個溫度傳感器。溫度傳感器安裝固定牢靠。引線引出后，通過自動測量單元轉(zhuǎn)換儀連接到監(jiān)控電腦。6.5混凝土澆筑混凝土的澆筑宜采用整體分層連續(xù)施工或推移式連續(xù)施工。澆筑坯的厚度宜為300?500mm，入倉時的混凝土坍落度小于14cm，及時測量記錄混凝土的澆筑溫度。采用“二次振搗”和表面二次抹壓工藝，預(yù)防表面出現(xiàn)干縮裂縫。澆筑完畢的混凝土12h內(nèi)加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)，宜采用兩膜（塑料薄膜或彩條布）中間一層保溫層（草簾、土工布）保溫蓄熱養(yǎng)護(hù)，保溫層厚度的計算可按《大體積混凝土施工規(guī)范》附錄C.0.1，保溫保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間不少于14d。6.6溫度監(jiān)測、通水冷卻6.6.1混凝土溫度監(jiān)測溫度傳感器精度的為0.2°C。溫度網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)，自動實(shí)時測報混凝土內(nèi)部溫度。此系統(tǒng)由兩級分布式集散控制系統(tǒng)組成，即上位機(jī)管理監(jiān)視、下位機(jī)智能巡檢的二級監(jiān)視控制。上、下機(jī)位采用串行通訊鏈路連接，使信息送入上位機(jī)，可實(shí)時顯示記錄及打印，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端操作，隨時測報大體積混凝土內(nèi)部溫度變化的情況。里表溫差小于20C時可停止測溫?；炷翝仓蟮那?d的彈性模量很低，約束應(yīng)力低?？梢栽O(shè)定每2h摘取數(shù)據(jù)制作混凝土溫度曲線報表。6.6.2自動通水冷卻通過網(wǎng)絡(luò)在線設(shè)定溫差預(yù)警值，與冷卻水箱的水泵連接，自動通水降溫，使混凝土內(nèi)部降溫完全處于受控狀態(tài)?；炷恋凝g期不同，所產(chǎn)生的水化熱是變化的，通過對冷卻水的流量和進(jìn)出水溫差計算冷卻水所帶走的熱量，確定通水時間，一般為7?14d。冷卻水進(jìn)出溫差＜5C，混凝土內(nèi)部溫度與通水溫度之差控制在20C為宜，冷卻水管中水的流速以0.6m/s為宜。水流方向每天調(diào)換一次，混凝土降溫速率小于2C/d。6.7通水結(jié)束后，及時拆除設(shè)備與外露線纜，對冷卻水管進(jìn)行填充灌漿密實(shí)。7混凝土原材料的要求選用低熱水泥是降低混凝土內(nèi)部絕熱溫升重要手段;可在混凝土內(nèi)摻入適量的混合材料，如粉煤灰、礦粉;添加具有減水緩凝、微膨脹的外加劑，混凝土早期產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋、鄰位混凝土的約束下轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)壓應(yīng)力，能補(bǔ)償混凝土的自生體積收縮變形和混凝土溫縮變形。8施工質(zhì)量與安全控制8.1冷卻水管不得漏水?；炷料铝先雮}不得損壞冷卻水管。8.2振搗混凝土不得觸及溫度傳感器，并保護(hù)好電纜引線。8.3嚴(yán)格控制骨料的含泥量，加強(qiáng)計量控制。8.4混凝土輸送泵管覆蓋降溫，磨損嚴(yán)重的及時更換，泵管出口正前方嚴(yán)禁站人。9工程效果實(shí)施大體積混凝土溫度自動監(jiān)測控制，可縮短工期，工程提前發(fā)揮效益，且社會效益顯著。某水閘閘墩厚1.4m，底板厚1.6m，混凝土強(qiáng)度等級C25。該工程2008年11月開工，混凝土澆筑時間集中在2009年3?6月份，采用大體積混凝土溫度自動監(jiān)測技術(shù)。項(xiàng)目竣工驗(yàn)收前經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)裂縫，質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)：【1】GB50