大體積混凝土溫度測控方法及案例分析

淦 江

(九江市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,江西 九江 332000)

1 引言

隨著我國各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快和城市建設(shè)的發(fā)展,大體積混凝土已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于大型設(shè)備基礎(chǔ)、橋梁工程、水利工程、建筑工程等。這些大體積混凝土具有體積大、混凝土型號多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn),在設(shè)計(jì)和施工中除了必須滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性的要求外,還必須控制溫度變形裂縫的開展,保證結(jié)構(gòu)的整體性和建筑物的安全。因此大體積混凝土溫度測控和溫度變形裂縫的控制,是大體積混凝土設(shè)計(jì)和施工中的一個(gè)重要課題。

為了控制大體積混凝土在施工中水泥水化熱溫升可能造成的不利影響,精確測定大體積混凝土內(nèi)外溫差,有效控制內(nèi)外溫差在GBT 51028-2015《大體積混凝土溫度測控技術(shù)規(guī)范》要求的范圍內(nèi),防止出現(xiàn)溫度裂縫,造成不必要的損失,可采用大體積混凝土溫度測控方法做好測溫工作,并測試溫差變化應(yīng)變值。此類溫度監(jiān)控工作,可為大體積混凝土的施工提供科學(xué)的控制依據(jù)。

2 大體積混凝土溫度監(jiān)控案例

2.1 工程概況

某項(xiàng)目為新建營業(yè)用房工程,建筑地點(diǎn)位于某市新區(qū)。該工程核心筒下樁基承臺屬于大體積混凝土,承臺截面尺寸為18400(長)×17000(寬)×4200(高)mm,承臺頂面標(biāo)高為-11.05m。主樓地下室底板板厚為500mm,板面標(biāo)高為-11.05m。

實(shí)施依據(jù)為營業(yè)用房工程施工圖、GB 50164-2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、GBT 51028-2015《大體積混凝土溫度測控技術(shù)規(guī)范》。

本工程溫控指標(biāo)為：對于厚度為1.5～2.5m的大體積混凝土,要求其內(nèi)外溫差最大不超過25℃；對于厚度為2.5m以上的大體積混凝土,要求其內(nèi)外溫差最大不超過28℃。

2.2 測溫原理及設(shè)備

利用熱電效應(yīng)原理,由測試預(yù)埋測溫線探頭溫度直接測定大體積砼內(nèi)部布點(diǎn)溫度,測量誤差控制在0.5℃以內(nèi)。測溫儀主機(jī)最小分度為0.1℃,根據(jù)埋深及位置采用多規(guī)格預(yù)埋式測溫線及測溫探頭。

2.3 測點(diǎn)布置及注意事項(xiàng)

2.3.1 測溫管布置

在承臺大體積混凝土布置9個(gè)測管,測管綁扎在鋼筋上,測管材料采用金屬管,下口封堵,上口高出混凝土面0.5m,根據(jù)測點(diǎn)位置要求在測管側(cè)壁鉆3個(gè)孔,以便傳感器伸出測管,埋設(shè)在混凝土中。根據(jù)不同混凝土深度區(qū),均勻分布共計(jì)9個(gè)測管,并在4.2m深區(qū)域有所側(cè)重,具體分布見圖2-1,圖中1#、7#測溫混凝土深度為2m,其余測管混凝土深度為4.2m。

圖2-1 測溫管平面分布圖

2.3.2 測溫點(diǎn)布置

在斷面上,每個(gè)測管沿深度方向布置3個(gè)測溫點(diǎn),3個(gè)測溫點(diǎn)分別固定在距表面50mm處、中心處及距底面50～100mm處,以測定表面溫度、中心溫度及底面溫度,布置見附圖2-2。

圖2-2 測溫點(diǎn)斷面布置圖

2.3.3 注意事項(xiàng)

(1)傳感器在埋設(shè)前,應(yīng)作測試檢查,并根據(jù)測點(diǎn)布置圖進(jìn)行編號,對號入座。

(2)必須牢固綁扎在相應(yīng)位置橫向較粗鋼筋的下側(cè),同時(shí)要保證測溫探頭與鋼筋絕緣隔離。

(3)凝土?xí)r應(yīng)小心,避免使測溫探頭移位、脫落或損壞。

3案例監(jiān)控結(jié)果及分析

本次測溫時(shí)間為2018年3月25日至2018年4月8日,總計(jì)15天,采用連續(xù)24小時(shí)不間斷測溫,各測點(diǎn)溫度記錄詳見圖3-1～3-9(記錄中數(shù)據(jù)單位均為℃)。

圖3-1 1#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-2 2#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-3 3#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-4 4#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-5 5#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-6 6#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-7 7#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-8 8#測管混凝土日平均溫度對比圖

圖3-9 9#測管混凝土日平均溫度對比圖

該工程測溫檢測自2018年3月25日至2018年4月8日,總計(jì)15天,期間日平均氣溫22℃,混凝土內(nèi)部溫度峰值在澆注后3～7天出現(xiàn),各塊最高溫度值分別為58.7℃(2.2米厚-1#管中部)、63.2℃(5米厚-2#管中部)、60.9℃(5米厚-3#管中部)、65.6℃(5米厚-4#管中部)、67.7℃(5米厚-5#、6#管中部)、60.2℃(2.2米厚-7#管中部)、64.4℃(5米厚-8#管中部)、65.3℃(5米厚-9#管中部)。2～6#管、8#管、9#管(5米厚)中心混凝土和表面溫度最大差值分別為24.5℃、25.0℃、27.8℃、27.7℃、25.4℃、23.9℃、25.2℃。1#管、7#管(2.2米厚)中心混凝土和表面溫度最大差值分別為18.2℃、21.6℃。具體見附圖溫差對比表。本次澆筑的混凝土方量大,厚度為最厚處達(dá)5m,且施工期間遭遇氣溫急劇變化,增加了溫控的難度,導(dǎo)致混凝土中心溫度與表面溫度差值比預(yù)期的要高,但由于在施工過程中及時(shí)加強(qiáng)了養(yǎng)護(hù)及溫控監(jiān)測,本工程沒有產(chǎn)生混凝土內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致的裂縫,大體積混凝土內(nèi)外溫差均控制在要求范圍以內(nèi),符合GBT 51028-2015標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 現(xiàn)象分析及建議

案例中大體積混凝土未出現(xiàn)內(nèi)因外溫差過大導(dǎo)致的裂縫是由多種因素共同作用促成的,針對大體積混凝土溫度裂縫成因,可從以下幾方面制定溫控防裂措施。1、針對不同類型大體積混凝土制定合理的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)；2、選擇合理的混凝土的配置及原料；3、制定混凝土澆筑溫度的控制專項(xiàng)方案；4、控制混凝土入模溫度；5、做好混凝土澆筑后表面隔熱保護(hù)；6、做好澆筑后混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)及溫差監(jiān)測；7、做好混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作；8、加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量控制。

5 結(jié)語

對于大體積混凝土而言,溫度控制措施的成敗將直接決定大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)劣,而一旦大體積混凝土澆灌完畢,除冷卻水降溫的措施外,其它的措施都是被動的、非高效的。所以積極地采取主動溫度測控就顯得尤為重要。