吴庆超
中国华西企业有限公司 广东 深圳 518034
摘要：对于大体积混凝土温控施工而言，施工质量控制的重要措施就是对混凝土浇筑温度的有效控制，便于施工人员能够对温度控制数据进行及时掌握，这样能够根据数据对温度进行优化控制。大体积混凝土施工中将施工现场监测工作做好，有助于更好的防裂，并实现对温度的有效控制，也能够将施工过程的自动化及信息化水平进行提升。若没有合理控制温度，达不到温控要求，就需要使用科学的补救方式，若混凝土浇筑温度与温控要求相符，则应是适当较少温控举措，以免对资源浪费。鉴于此，文章论述了大体积混凝土水化热温控技术，旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴，进而更好的为行业的稳定繁荣发展助力。
关键词：大体积混凝土；水化热；温控技术
前言：在大体积混凝土结构构件的施工中，一个重要的问题就是对混凝土裂缝的预防，因为在施工中，因组成混凝土的物质与水发生反应，会产生诸多热量，即水化热，然而，由于这部分热量无法得到有效的散发而使混凝土内部有很大的温差，从而易导致混凝土出现变形而产生裂缝。为此，将水泥水化热带来的温度进行控制，减小温度变化，避免温度变化，形成各种内部预应力，有效地防止预应力的产生，是降低温度变化的主要方法。
1水化热的影响因素
1.1水泥种类、细度、用量
大体积混凝土的绝热温升会直接受到水泥熟料中能产生水化热的各种矿物的影响。不同类型的水泥，成分中也会含有不同比例的各类矿物组成及含量，各类矿物在同一个龄期产生的水化热的累计，即为水泥在该龄期释放的水化热的数值。高铝酸三钙、铁铝酸四钙、硅酸三钙含量的水泥早期水化速度较快，三种矿物7天的水化热分别为1557.5J/g、494.0J/g和221.9J/g。低热硅酸盐水泥的应用可以降低水泥熟料的水化热或延缓水化热物质的发热时间，总水化热的降低可以降低混凝土的绝热温升，延缓水化热能延缓不同物质水化热在混凝土中心温度的积累时间，延长水化热的积累时间，从而降低峰值温度。另个影响水泥水化热的重要因素就是水泥细度，如，普通水泥的细度为500m3/kg，低热水泥的细度为400m3/kg，其影响系数为1.25倍，随着水泥比表面积的增大，水泥早期水化速率增大，水化热峰值温度升高。水泥用量也会影响到混凝土内部的绝热温升，在水泥掺量的增加下，混凝土产生更多的水化热，最终使混凝土内部的绝热温升升高。普通中高强度混凝土的配合比应用中，每立方混凝土胶凝材料的掺量 有50kg调整时，对混凝土的温升约有3～4℃的影响。
1.2矿物掺合料类型和用量
混凝土中常用的矿物掺合料是惰性及活性外加剂。粉煤灰作为大体积混凝土最常用的掺合料，如掺量超过胶凝材料总量的20%，其对胶凝材料整体的水化热的影响系数约为5%，，掺30%粉煤灰的影响系数约为7%。另外还有矿渣粉和硅灰等掺合料，混凝土中掺入硅灰后，混凝土加快了早期水化速度，然而，混凝土会降低总水化热。矿渣粉对水化热也有较大的影响。矿渣粉占胶凝材料中的比例如果达到20%，其对胶凝材料整体的水化热的影响系数约为7%。
1.3水灰比
水灰比会影响到水泥水化温升，不但同大小相关，同时也和水泥水化龄期相关，水化初期，相比于高水灰比砂浆，低水灰比砂浆的水灰比更高一些，然而，随着水化的不断发展，低水灰比砂浆水化热会快速降低，在水化后期，高水灰比砂浆的水化热会很高。
1.4外加剂
对于外加剂而言，其原理是通过对水泥水化速率进行改变而影响水泥水化热。减水剂能够将水泥初期水化速率进行提升，可使第一水化速率峰值增加，然而，第二水化热速率峰值能显著延缓水泥凝结时间，降低水泥水化放热率。当对高效减水剂（糖钙）和缓凝剂进行复合应用时，基于协同效应，进一步提高了高效减水剂的分散效果和缓凝剂的缓凝效果，掺入缓凝剂，复掺后水泥水化温度峰值时间进一步得以推迟，也使的水化温度峰值得以降低。
2大体积混凝土水化热温控技术
2.1混凝土温升控制
在冷却时期，水的冷却和蒸发都会让混凝土出现收缩，但是，现有的外部约束不能自由转换，从而产生温度应力，水泥水化区的温升可以减小温差。在防止温度裂缝发生的同时，能够实现温度应力的降低。在进行混凝土配合比设计的时候，需要在配合比上进行水化热总量的控制，首选低热水泥，适当减少水泥用量。在胶凝材料掺合料方面，可根据大体积混凝土构件的功能要求选择粉煤灰、矿渣或者二者双掺的方式进行配合比设计，并进行试配试验。2.2掺加粉煤灰及其他外加剂
通过有关实践表明，在较长的时间内，可以掺入水泥和粉煤灰改善混凝土的粘塑性，粉煤灰具有一定的活性，可以代替一些水泥，除了粉煤灰颗粒，其还有润滑的影响，不仅能提升混凝土泵性，也实现了混凝土水化热降低。
为适应混凝土滑坡，混凝土中水泥含量的增加会导致混凝土及水泥出现收缩，最终引发水化热、混凝土开裂。为此，应选用合适的混合物，作为一类阴离子白面活性剂，木质素磺酸钙在水泥颗粒上有着十分显著的分散效应，以此降低水表面张力。
2.3粗细骨料选择
想要更好满足工程要求，需要对水泥进行有效利用，以满足粗骨料的最大尺寸。在混凝土结构施工、柱间距以及混凝土浇筑中，粗骨料混凝土的质量发挥着十分关键的作用，如，基于粗集料混凝土天然连续级配、经济抗压强度特点，可以获得良好的效果，为此，可将其作为首选。结合具体的施工条件，优化设计为粒径大、分类好、设计优化、浇筑、搅拌、振捣等，片状颗粒在粗骨料中的重量应小于15%，细骨料在中粗砂中表现佳，可使混凝土温度、收缩降低。泵送混凝土时，由于砂率会影响到混凝土的强度，为此，应该具体考虑砂率，从而更好的将泵工情况下的砂率降低。另外，需要严控石头、沙子的泥沙含量，若超出了规定的泥沙含量，既能够将混凝土收缩性加以改善，也可使混凝土抗拉强度降低，这样会导致混凝土没有良好的抗裂性，为此，需要持续进行探索，把沙子与石头泥沙含量有效控制在理想范围内。
2.4浇筑温控措施
若因水泥水化会产生太多热量，进而使混凝土温度太高，超出了混凝土温度上限，则应对混凝土实施降温处理。高温季节，配置混凝土的材料不宜在外暴晒，原材料的初始温度的控制是比较简单，也是非常有效的避免最终温度过高的办法。如果使用温度较高的原材料，要将水、骨料及搅拌温度进行降低，特别是在室外温度超过30℃的夏季高温天气，可应用冷水或者冰块，并把水温控制在较低的温度，再加进搅拌机进行搅拌，应用冷水搅拌会有良好的降温效果，并且搅拌骨料前实施降温处理，如可应用喷水雾降温处理方式，若应用这个方式，则需要总的用水量，避免有用水量超过配合比设计，而使混凝土质量降低。
在过程浇筑方面，可采用后半夜或清晨外界温度低时浇筑混凝土，这时在进行浇筑时，通过外界能够更好的对混凝土实施降温处理，避免了日照造成混凝土入模前后的温度升高，进而有效实现了混凝土处理中费用的降低。若工期紧张或者浇筑体量大，施工工艺要求必须连续作业，那么在具体建筑中可搭建相应的遮挡措施，如混凝土罐车进行遮阳，或者施工现场浇筑完成后，及时用白色土工布进行表面覆盖，以此降低阳光对混凝土的直射，从而降低混凝土建筑温度，同时也可对浇筑区域进行喷雾处理，以此将区域温度降低，最终达到降温效果。
2.3浇筑后的温控措施
浇筑大体积混凝土后，应对大体积混凝土及时进行保温和浇筑养护，完成大体积混凝土浇筑后，在水分蒸发下，以及热传导的作用，温度会不断降低。如果温度升高的速度远远超过散热降低的速度，则一般会在7天之内的温度峰值超过80℃，到到混凝土控制上限，会造成混凝土失效，降低混凝土强度。同时因内外温度降低速度不同，会使内外温差出现改变，进而形成温度应力，在冬季施工中，室外温度低，内外温差大该现象较为明显。想要更好的对大体积混凝土温度应力进行控制，需要在浇筑前进行温度计算，如果最高温度计算超出了规范限制，则需要在混凝土内部增加冷却循环水系统，进行内部的降温。如果内外温差过大，则需要对外部实施保温，当完成大体积混凝土保温层铺设后，还应按照外界温度覆盖大体积混凝土。通常应用土、砂、薄膜等材料，若上面保温材料不能实现有效保温，则就应使用麻袋、土工布等材料提升保温效果。在选择保温材料时，需要按照温控效果开展准确计算，从而保证温度能够始终在温控范围内。通常对于特大体积的混凝土，需要同时采用内部循环冷却水降温和外部保温两种措施。
结束语：
总体而言，水化热温度场升温时，冷却水质量流率的改变不会对冷却效果影响太大，水化热温场降温阶段，改变冷却水质量流率的影响比升温阶段的大，在冷却水质量流率不断增加背景下，会使混凝土水化热温度场降温速率增加，冷却水文降低会使水化热温度冷却速率降低。然而，当冷却水温太低，则会使同冷却水管直接接触的混凝土同内部混凝土产生很大的温差，进而有很大拉应力出现。并对降温成本进行考虑，最好不要把冷却水文降至太低，保持在环境温度左右就能够达到最理想的降温效果。
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