冯俊波
广西柳钢工程技术有限公司 545000
摘要：随着时代变迁和经济水平的大幅提高，我国的建筑业也进入了蓬勃发展的春天。大体积混凝土施工过程中往往产生大量热能，严重影响混凝土材料的性能。本文探讨了大体积混凝土在施工过程中的温度效应，以及温度控制作用下大体积混凝土的监测方法。
关键词：大体积混凝土；温度控制；监测技术
引言
如今，建筑行业正快速发展，人们对建筑施工质量的要求不断提高，大体积混凝土散热的不均匀性会产生较高的温度应力，从而导致结构开裂现象比较普遍。
1大体积混凝土的主要特性及应用
在土木工程施工中，钢筋混凝土是非常重要的建筑材料，与其它材料相比，其具有强度高，耐腐蚀性强，承载能力高，价格低等特点，而且是大体积混凝土的浇筑是建筑物整体性的重要核心之一，因此在土木工程建筑施工中大体积混凝土的利用价值颇高，应用范围也十分广泛。随着近些年来大体积混凝土结构的施工技术不断改进，大体积混凝土结构有了更高的性价比，因此在建筑施工中颇受青睐，应用范围也在逐步扩大。大体积混凝土在建筑施工中，虽然具有性价比高，节约成本等诸多优势，但是在实际的施工应用中也存在一些制约因素，那就是大体积混凝土的施工技术对细节要求较多，需要建筑单位在施工技术上有较好的把控能力，否则一旦在某个施工环节上出现问题，将会对建筑物的整体质量带来影响。大体积混凝土结构作为建筑物的基础结构，需要很强的承载能力和稳定性，同时还需要不断适应现代建筑施工的要求，只有这样才能有效发挥其在建筑施工中的作用，因此需要对大体积混凝土结构的施工技术加以研究，使其不断改进。
2大体积混凝土的温度控制和监测技术
2.1混凝土内外温差控制
增设温控监测设备，加强观测，并作好记录，并根据现场实测情况，及时采取相应的保温措施，把混凝土内外温差控制在允许范围内。大体积混凝土浇筑完成后，要对内部最高温升值、里表温差、降温速率及现场环境温度等进行监测，当实测数据不满足温控指标时，及时调整保温养护措施。由于该工程大体积承台厚4m,一次性连续浇筑混凝土量大。为了防止或控制温产生，在温控工艺上可以采用“保温法”控制，即在混凝土浇筑成型后，通过保温材料（如土工布、麻袋、塑料薄膜、阻燃保温被等）、钨灯或定期喷浇热水等方法，提高混凝土表面的温度，确保混凝土降温速率减慢，以控制里表温差，从而防止混凝土因温差过大引起变形而产生的温度裂缝。
2.2温度应力有限元计算方法及模型
有限元计算方法主要由温控计算理论、等效冷却水管计算方法、徐变理论、采用各种材料参数及方法、计算程序和流程构成。混凝土温度应力有限元仿真分析是智能控制系统中连接全面感知模块与智能决策模块的关键数据桥梁，温度应力有限元仿真分析结果的正确性对于智能决策模块学习效率、分析效果、决策结果有显著影响，因此选择正确的混凝土温度应力仿真计算理论、方法、参数、软件至关重要。本文构建的混凝土坝温度应力仿真计算模型考虑了强度、弹性模量、徐变、水化放热等混凝土材料热力学性能随龄期的变化，考虑了温控施工过程中混凝土浇筑温度、浇筑进度、冷却水管布置、通水流量、水却水温、气温变化、混凝土表面保温措施等影响混凝土温度应力的关键因素，能够实现全坝全过程温度应力仿真计算，在全面感知模块构建的数据库支持下能够准确分析大坝混凝土温度应力。
2.3加强原材料控制
在这类混凝土施工过程中，应用最为广泛的胶凝材料就是水泥，为了从根本上保证工程质量和施工效率，促进温控作业能够顺利开展，在实际选择水泥的过程中必须对其加强重视。
在具体选择时，有关人员应在综合质量及经济性的基础上，选用中低水化热的水泥品种，保证混凝土质量的均匀性，尽可能使用普通硅酸盐水泥，同时还要对所选的水泥掺合料的抗冻性与抗渗性进行综合分析比对，以确保其在后续作业中不会产生严重问题。日常存放骨料时，需要将其放置在防风性好且具有防潮效果的地方，始终保持骨料的清洁性，尽可能避免冬季一些冰雪冻结物渗透到骨料中。在拌和粗细骨料时，还需要先将其放置在暖棚中，一般温度需要控制在5℃以上，确保整体的温控工作可以更加合理有效地落实。一般混凝土拌和站和作业场地距离都比较远，因此在运输过程中，难免会导致含水量降低，从而加速水化热，使后续浇筑工作完成之后无法和现有的混凝土融合在一起，这就需要加入适当的外加剂，以进一步提升混凝土的活性。
2.4特殊温度裂缝抗裂防治措施
（1）薄壁冷水循环系统。大体积混凝土利用冷却水管和热传递效应将混凝土中的热量传递到冷却水系统中，降低了混凝土内部的热量，对防止水化热产生温度裂缝具有明显效果。薄壁冷却水循环系统主要包括蒸发器、冷凝器、冷水泵、薄壁冷却水管、冷却塔、冷却水泵、温度传感器、缓冲水箱等设备，通过温度反馈系统自动调节冷却水循环系统完成对混凝土温度的控制。（2）预冷拌和水和骨料。大体积混凝土同样可以使用预冷拌和水和骨料对进入混凝土模型的温度进行控制，预冷拌和水通常使用地下水或者制冷机冷却水。在骨料与混凝土拌和之前先使用冷水冲刷骨料，然后在拌和过程中掺入冰屑，最后通过遮阳棚和湿麻袋对骨料降温，即可达到降低混凝土水热化的目的，从而控制温度裂缝的产生。（3）液氮冷却。液氮冷却需要通过管道传输的方式让混凝土与液氮充分接触，据测试液氮可以将混凝土进入浇筑模板之前的温度控制在25～30℃。该种方法虽然不会降低混凝土的性能，也不会造成额外的污染，但操作起来难度较大。（4）补水软管。养护人员可以先在混凝土表面设置软管，然后在保温材料和软管之间多设置一层塑料薄膜，最后在覆盖塑料薄膜和混凝土表面之间洒水，这样可以提高混凝土的养护效果，降低温度裂缝产生的概率。
2.5优化浇筑温控措施
相关作业规范表示，混凝土的中心温度和表面温度之间的差异不能超过25℃。为了将温差控制在这一范围之内，就需要从以下六个方面入手：一是浇筑前采取良好的保暖措施，把钢筋与模板上的冰雪和杂物清除干净，尤其是新老混凝土梁柱的交接位置必须重点清理。二是浇筑时要将混凝土的入模温度控制在5℃以上。三是加强浇筑时间控制，如果采取分层浇筑的方式，还需要将间歇时间适当缩短，层间最长的初凝时间不能超过混凝土的初凝时间，同时后一层混凝土浇筑之前必须确保前一层的表面温度，一般不能低于2℃。四是加强浇筑后混凝土的保温措施应用，提升外表温度。五是给其内部设置冷却水管，降低内部温度。具体可以依照作业手册的相关内容合理计算冷却水管之间的距离。六是可以直接通过蓄热法、加热法或暖棚法进行作业，保证混凝土强度至少养护至设计强度等级的30%。
结语
大体积混凝土的温度控制是裂缝控制的关键一环，通过对具体大体积混凝土工程实例浇筑后温度变化情况的研究，确定了大体积混凝土结构在浇筑后极易产生裂缝的原因，并据此提出了可行的裂缝控制措施。
参考文献
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