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关键词大体积混凝土 均热循环水降温温度监测
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
本工程位于河北省邯郸市邯钢新区1#（3200m3）高炉区域内。高炉基础土建工程为长53米、宽28米的混凝土台，混凝土厚度为2.75～5.8米。高炉基础混凝土标号为C40（60天强度），总方量约6960m3, 属大体积混凝土。
该高炉大体积砼是一次浇筑成型，不留施工缝。浇筑时间为2006年9月10日16：00至2006年9月15日17:00，历时121h；当时外界白天22℃～29℃；夜间13℃～18℃。此时邯郸市时值盛夏，气温较高，对大体积混凝土的搅拌、浇筑与养护过程中的温控带来极大的难度。通过全体员工的不懈努力，最后圆满完成了本次大体积混凝土的浇筑任务，经过20天的精心养护，结构实体内实外光，没有出现一条裂缝。，得到建设单位、监理单位、设计单位的高度评价，并荣幸成为邯钢新区的样板观摩工程。
二、施工机具及材料
2.1施工机具
由于大体积砼施工工艺对砼的供应能力及质量稳定性要求较高，因此，本工程在搅拌楼设1台1m3和1台0.8m3搅拌机集中搅拌砼，搅拌能力达到90m3/h以上。根据现场实际的需要配置1台汽车泵，12个溜槽，6台振捣器，2台备用振捣器，8m3混凝土搅拌运输车8台。在混凝土浇筑前各种机械必须配置完备，浇筑过程中所有的机械都要分门别类，做到专人专管。
2.2施工材料
本高炉基础的混凝土体积方量大，需要储备的混凝土原材料也必须充足。原材料按照规范要求进行复检。检验合格方能使用，否则清理出场。为了保证混凝土搅拌的连续性，搅拌站储存的原材料至少为搅拌2000m3混凝土所需量，各种原材料分类堆放，挂牌标示。
三、施工技术
为保证施工的顺利进行，高炉基础施工采用了如下措施：掺加缓凝减水剂、防裂剂；控制水泥的掺量，适当掺加粉煤灰；砂石加盖及搭设遮阳棚降温，降低出机温度；安装循环水管以降低混凝土内部温度；混凝土外表面覆盖薄膜、麻袋，保证混凝土内外温差控制在25℃之内，降低温度应力和提高砼的极限拉伸强度，防止裂纹的产生。
3.1混凝土的配合比设计
为确保工程工程实体的质量，减少或避免有害裂缝，在保证混凝土强度的同时，优化配合比十分必要。我们通过十几次的试配，从而形成了比较实用的配合比。水泥选用了低水化热的“邯武牌”矿渣42.5水泥（3天水化热为181 KJ/㎏，7天为242 KJ/㎏）；砂选用了产地为邢台的中砂（含泥量小于2%）；碎石选用了产地为武安的碎石（16～31.5mm连续级配，含泥量小于1%）。掺加湖北荆门产的亿唐牌HJ5缓凝型高效减水剂，减少用水量，减少水化热，同时使初凝时间达到8—10h，以保证足够的施工时间。掺加HJ8—B型混凝土抗裂剂，配制补偿收缩混凝土，以部分或全部抵消干缩和冷缩在结构中产生的约束应力，防止或减少温度与收缩裂缝的出现。通过掺加“冀华牌”Ⅰ级粉煤灰，水泥的掺量控制在330kg/m3以内，大大减少了水泥的用量，减少水化热。
3.2混凝土的浇筑
高炉基础混凝土由搅拌站集中供应，由砼溜槽配合一台混凝土汽车泵浇筑。现场混凝土浇灌平均强度为60m3/h。
根据高炉基础立面形状和混凝土浇灌强度的需要，砼的浇筑采用推移式连续浇筑，用一台汽车泵在中间，四周设溜槽分平面薄层推移浇筑，如下图：
混凝土浇灌顺序从低处开始，沿长边方向自一端向另一端推进，逐层上升。浇筑时，在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，以免产生实际的施工缝。我们在模板的四周侧面钻小孔，以利砼
表面泌水及时排出。
在混凝土浇筑时，采取了分段分层连续浇筑的方法，不留施工缝，分层厚度30cm。分段分层采取了踏步式分层推进，推进长度一般为1.5～2.5m。为使上下层混凝土浇捣成整体，浇捣上层混凝土时，振捣器应插入下层混凝土5厘米，做到“快插慢拔”，做好各自然流淌分层结合处的振捣。振捣时间以表面混凝土不再显著下沉和出现气泡，表面泛浆为宜。震动棒插点要均匀排列，采用“行列式”次序，每次移动位置的距离控制在500mm左右。
在混凝土初凝后、终凝前对混凝土进行抹压，第一遍时用木搓普遍抹压消除裂纹，第二遍则应重点寻找收水裂纹，用木搓在裂纹外拍打，使混凝土愈合裂纹，从而不产生裂缝。再用铁抹子对其进行二次收光，保证混凝土的外观质量。
3.3温度控制
为有效地防止大体积砼施工有害裂缝的出现和开展，我们在施工中围绕有害裂缝可能产生的原因，主要从控制砼内部中心最高温度，减少内外温差，降低温度应力和提高砼的极限拉伸强度两个方面入手，采取了卓有成效的温控技术措施，最终使本次大体积砼在施工中没有出现任何裂纹。
1）原材料选择及混凝土出机温度的控制
在对原材料质量的控制上，选择低水化热的矿渣硅酸盐42.5水泥，并进行了水化热的测定，从而为计算绝热温升提供了有力的依据。在碎石的选取上，选用尽可能大一点粒径的碎石，根据以往的经验证明，大石子、粗中砂对减少砼用水量和水泥用量效果显著，也可减少干缩裂缝。
搅拌站设有砂石料棚，可以对所有砂子和一部分石子进行挡阳。在白天用石料棚内的石子，夜间用露天的石子，同时将露天的石子向棚内转移。水泥在混凝土开盘前半个月生产完毕，使水泥温度完全等同于大气温度。搅拌混凝土所用的水采用温度较底的冷水。采取了这些措施后，砼出机温度得到了有效控制。
2）浇筑温度的控制
选择最短的砼运输路线，尽可能缩短砼在搅拌车内的时间，减少摩擦生热。
3）安装均热循环水管
安装均热水管的目的是：在水泥开始水化反应，温度开始抬升阶段，通过密布在砼内的水管，加入循环水，带走热量，均衡砼中心和外表的温度差值，同时减小砼内因水泥水化热的集聚形成集中高温区，使砼内外温度梯度趋向平缓，避免温差太大造成温度裂缝。根据武钢6#高炉的经验，均热循环水的另一个目的是在砼的降温阶段，通过循环水使砼外表的温度下降不致太快，降温不超过1.5℃/d，并且也可解决因高炉基础厚大造成内部热量不易散发的困难。对砼内降温速度的控制通过缩短循环路径、调节冷水流量来解决
本次高炉均热循环水，选用ø76×3（最上面一排為ø52×2.5）的钢管，分上中下三层。排水管中部的间距为1.5m，端部的间距为2.0m，水管上下间距为1.8m，交错排列，层间距根据温度场的散热特点按
上图布置。在基础南北两侧各布置两个水池，利用四个二寸半的潜水泵，，形成五个均热循环水系统。在白天将从高炉基础抽出的水（高温水）排走，在池中注入深井内的地下水（低温水），来实现冷却水温度调节的目的。如果注入深井的地下水效果不明显时，可采用在水池中加冰块的方法来调节水温。
当温度监测到混凝土内外温差超过10℃时，不能停止循环水装置。进水阀与出水阀的温差应保持20～25℃，进水与砼中心最高温差控制在30℃以内，该温度的调节通过设在进出水口的贮水池调节，贮水池中设置温度计，通过专人调节掺加冷水量来保证上述两个温差。均热循环水从砼浇筑的第3天开始启动，直到砼浇筑完后第28天停止。
4）混凝土的养护
混凝土浇灌完毕应进行保温养护，施工养护的时间在砼浇完后8—12小时之内开始，首先在基础侧壁挂两层干麻袋，特别注意处理好脚手架支撑的钢管空隙，用铁丝扎好，做到不漏风。基础斜面、顶面首先覆盖包裹一层塑料薄膜，上面加盖一层草袋，保证混凝土表面有一定的湿度和温度。根据测定的温度的情况，在适当的时间再加盖一层麻袋，循环水管中加适量均热水湿润，并在迎风面用彩条布挡风。
砼表面覆盖，由下到上为薄膜——麻袋——草袋式一膜两袋，从砼浇筑完后表面可以上人时即先覆盖一膜一袋，在砼中心温度开始升起，表面温度尚未升起来时，即加盖另一袋。以上操作根據测温情况及时调整措施。
在养护过程中，应随时测定薄膜下面的砼表面温度，如出现降温速度太慢或太快，就采用调整麻袋保温层的方法来解决。降温速度大于1.5℃/d时，及时加盖麻袋，必要时用碘钨灯照射加温。提高混凝土的早期抗拉强度，防止基础混凝土出现温度收缩裂缝，确保基础混凝土的质量。
为充分利用砼的松驰特性，养护时间不少于14d。保温时充分利用均热循环水，通过设在循环水管上的排水管，直接导出55℃～65℃的热水淋在基础的每一个部位，在保证湿度的同时，也保证了砼表面淋水时的温度差。
为保证对混凝土的养护，根据温度测控的情况，在砼内外温差满足要求，且与外界气温差值在规范之内时，方可拆模。
5）温度监测
共设置13个测点（每个测点按深浅布置3～5个测温管），如图所示采取在不同部位埋设ø50测温管，往管内注入200ml的清水后，用携式电子测温仪伸入管内进行施工全过程的温度跟踪监测。
在混凝土开始浇筑的第3天开始选择性监测，混凝土浇筑完后1～7天每两小时全面监测一次，7天后可适当降低监测频率。将各测量点的实测数据按照各时点记录入册，不时对数据进行同比分析，从而指导混凝土养护的温度控制，决定均热循环水系统的开启与关闭，以及调节均热循环水的水温。我们对结构物的温度监测了21天，经实测得知，本次大体积混凝土各部位的内部温度在混凝土浇筑后的第4天达到峰值，随后以平均每天1.1℃的速度下降。由于监测的数据较多，在此不一一列举，现将4-3#及4-5#点每天正午测温记录的数据绘图如下：
图中上面一条曲线描述的是4-3#点，下面一条曲线描述的是4-5#点在每天正午时的测温记录。4-3#及4-5#点位见测温点平面布置图，平面位置在结构物正中心；4-3#点的高度在结构物的中间层，4-5#点的高度在结构物的底层，高于垫层面200mm。
四、结束语
我们通过实践总结得出，大体积混凝土施工质量控制的重点在于控制原材料的质量、优化混凝土配合比、降低入模温度、采用均热水降温及加强后期养护。只要把握了以上要点，大体积混凝土施工的温度就会得到控制，困扰我们的裂缝问题就会迎刃而解。
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
本工程位于河北省邯郸市邯钢新区1#（3200m3）高炉区域内。高炉基础土建工程为长53米、宽28米的混凝土台，混凝土厚度为2.75～5.8米。高炉基础混凝土标号为C40（60天强度），总方量约6960m3, 属大体积混凝土。
该高炉大体积砼是一次浇筑成型，不留施工缝。浇筑时间为2006年9月10日16：00至2006年9月15日17:00，历时121h；当时外界白天22℃～29℃；夜间13℃～18℃。此时邯郸市时值盛夏，气温较高，对大体积混凝土的搅拌、浇筑与养护过程中的温控带来极大的难度。通过全体员工的不懈努力，最后圆满完成了本次大体积混凝土的浇筑任务，经过20天的精心养护，结构实体内实外光，没有出现一条裂缝。，得到建设单位、监理单位、设计单位的高度评价，并荣幸成为邯钢新区的样板观摩工程。
二、施工机具及材料
2.1施工机具
由于大体积砼施工工艺对砼的供应能力及质量稳定性要求较高，因此，本工程在搅拌楼设1台1m3和1台0.8m3搅拌机集中搅拌砼，搅拌能力达到90m3/h以上。根据现场实际的需要配置1台汽车泵，12个溜槽，6台振捣器，2台备用振捣器，8m3混凝土搅拌运输车8台。在混凝土浇筑前各种机械必须配置完备，浇筑过程中所有的机械都要分门别类，做到专人专管。
2.2施工材料
本高炉基础的混凝土体积方量大，需要储备的混凝土原材料也必须充足。原材料按照规范要求进行复检。检验合格方能使用，否则清理出场。为了保证混凝土搅拌的连续性，搅拌站储存的原材料至少为搅拌2000m3混凝土所需量，各种原材料分类堆放，挂牌标示。
三、施工技术
为保证施工的顺利进行，高炉基础施工采用了如下措施：掺加缓凝减水剂、防裂剂；控制水泥的掺量，适当掺加粉煤灰；砂石加盖及搭设遮阳棚降温，降低出机温度；安装循环水管以降低混凝土内部温度；混凝土外表面覆盖薄膜、麻袋，保证混凝土内外温差控制在25℃之内，降低温度应力和提高砼的极限拉伸强度，防止裂纹的产生。
3.1混凝土的配合比设计
为确保工程工程实体的质量，减少或避免有害裂缝，在保证混凝土强度的同时，优化配合比十分必要。我们通过十几次的试配，从而形成了比较实用的配合比。水泥选用了低水化热的“邯武牌”矿渣42.5水泥（3天水化热为181 KJ/㎏，7天为242 KJ/㎏）；砂选用了产地为邢台的中砂（含泥量小于2%）；碎石选用了产地为武安的碎石（16～31.5mm连续级配，含泥量小于1%）。掺加湖北荆门产的亿唐牌HJ5缓凝型高效减水剂，减少用水量，减少水化热，同时使初凝时间达到8—10h，以保证足够的施工时间。掺加HJ8—B型混凝土抗裂剂，配制补偿收缩混凝土，以部分或全部抵消干缩和冷缩在结构中产生的约束应力，防止或减少温度与收缩裂缝的出现。通过掺加“冀华牌”Ⅰ级粉煤灰，水泥的掺量控制在330kg/m3以内，大大减少了水泥的用量，减少水化热。
3.2混凝土的浇筑
高炉基础混凝土由搅拌站集中供应，由砼溜槽配合一台混凝土汽车泵浇筑。现场混凝土浇灌平均强度为60m3/h。
根据高炉基础立面形状和混凝土浇灌强度的需要，砼的浇筑采用推移式连续浇筑，用一台汽车泵在中间，四周设溜槽分平面薄层推移浇筑，如下图：
混凝土浇灌顺序从低处开始，沿长边方向自一端向另一端推进，逐层上升。浇筑时，在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，以免产生实际的施工缝。我们在模板的四周侧面钻小孔，以利砼
表面泌水及时排出。
在混凝土浇筑时，采取了分段分层连续浇筑的方法，不留施工缝，分层厚度30cm。分段分层采取了踏步式分层推进，推进长度一般为1.5～2.5m。为使上下层混凝土浇捣成整体，浇捣上层混凝土时，振捣器应插入下层混凝土5厘米，做到“快插慢拔”，做好各自然流淌分层结合处的振捣。振捣时间以表面混凝土不再显著下沉和出现气泡，表面泛浆为宜。震动棒插点要均匀排列，采用“行列式”次序，每次移动位置的距离控制在500mm左右。
在混凝土初凝后、终凝前对混凝土进行抹压，第一遍时用木搓普遍抹压消除裂纹，第二遍则应重点寻找收水裂纹，用木搓在裂纹外拍打，使混凝土愈合裂纹，从而不产生裂缝。再用铁抹子对其进行二次收光，保证混凝土的外观质量。
3.3温度控制
为有效地防止大体积砼施工有害裂缝的出现和开展，我们在施工中围绕有害裂缝可能产生的原因，主要从控制砼内部中心最高温度，减少内外温差，降低温度应力和提高砼的极限拉伸强度两个方面入手，采取了卓有成效的温控技术措施，最终使本次大体积砼在施工中没有出现任何裂纹。
1）原材料选择及混凝土出机温度的控制
在对原材料质量的控制上，选择低水化热的矿渣硅酸盐42.5水泥，并进行了水化热的测定，从而为计算绝热温升提供了有力的依据。在碎石的选取上，选用尽可能大一点粒径的碎石，根据以往的经验证明，大石子、粗中砂对减少砼用水量和水泥用量效果显著，也可减少干缩裂缝。
搅拌站设有砂石料棚，可以对所有砂子和一部分石子进行挡阳。在白天用石料棚内的石子，夜间用露天的石子，同时将露天的石子向棚内转移。水泥在混凝土开盘前半个月生产完毕，使水泥温度完全等同于大气温度。搅拌混凝土所用的水采用温度较底的冷水。采取了这些措施后，砼出机温度得到了有效控制。
2）浇筑温度的控制
选择最短的砼运输路线，尽可能缩短砼在搅拌车内的时间，减少摩擦生热。
3）安装均热循环水管
安装均热水管的目的是：在水泥开始水化反应，温度开始抬升阶段，通过密布在砼内的水管，加入循环水，带走热量，均衡砼中心和外表的温度差值，同时减小砼内因水泥水化热的集聚形成集中高温区，使砼内外温度梯度趋向平缓，避免温差太大造成温度裂缝。根据武钢6#高炉的经验，均热循环水的另一个目的是在砼的降温阶段，通过循环水使砼外表的温度下降不致太快，降温不超过1.5℃/d，并且也可解决因高炉基础厚大造成内部热量不易散发的困难。对砼内降温速度的控制通过缩短循环路径、调节冷水流量来解决
本次高炉均热循环水，选用ø76×3（最上面一排為ø52×2.5）的钢管，分上中下三层。排水管中部的间距为1.5m，端部的间距为2.0m，水管上下间距为1.8m，交错排列，层间距根据温度场的散热特点按
上图布置。在基础南北两侧各布置两个水池，利用四个二寸半的潜水泵，，形成五个均热循环水系统。在白天将从高炉基础抽出的水（高温水）排走，在池中注入深井内的地下水（低温水），来实现冷却水温度调节的目的。如果注入深井的地下水效果不明显时，可采用在水池中加冰块的方法来调节水温。
当温度监测到混凝土内外温差超过10℃时，不能停止循环水装置。进水阀与出水阀的温差应保持20～25℃，进水与砼中心最高温差控制在30℃以内，该温度的调节通过设在进出水口的贮水池调节，贮水池中设置温度计，通过专人调节掺加冷水量来保证上述两个温差。均热循环水从砼浇筑的第3天开始启动，直到砼浇筑完后第28天停止。
4）混凝土的养护
混凝土浇灌完毕应进行保温养护，施工养护的时间在砼浇完后8—12小时之内开始，首先在基础侧壁挂两层干麻袋，特别注意处理好脚手架支撑的钢管空隙，用铁丝扎好，做到不漏风。基础斜面、顶面首先覆盖包裹一层塑料薄膜，上面加盖一层草袋，保证混凝土表面有一定的湿度和温度。根据测定的温度的情况，在适当的时间再加盖一层麻袋，循环水管中加适量均热水湿润，并在迎风面用彩条布挡风。
砼表面覆盖，由下到上为薄膜——麻袋——草袋式一膜两袋，从砼浇筑完后表面可以上人时即先覆盖一膜一袋，在砼中心温度开始升起，表面温度尚未升起来时，即加盖另一袋。以上操作根據测温情况及时调整措施。
在养护过程中，应随时测定薄膜下面的砼表面温度，如出现降温速度太慢或太快，就采用调整麻袋保温层的方法来解决。降温速度大于1.5℃/d时，及时加盖麻袋，必要时用碘钨灯照射加温。提高混凝土的早期抗拉强度，防止基础混凝土出现温度收缩裂缝，确保基础混凝土的质量。
为充分利用砼的松驰特性，养护时间不少于14d。保温时充分利用均热循环水，通过设在循环水管上的排水管，直接导出55℃～65℃的热水淋在基础的每一个部位，在保证湿度的同时，也保证了砼表面淋水时的温度差。
为保证对混凝土的养护，根据温度测控的情况，在砼内外温差满足要求，且与外界气温差值在规范之内时，方可拆模。
5）温度监测
共设置13个测点（每个测点按深浅布置3～5个测温管），如图所示采取在不同部位埋设ø50测温管，往管内注入200ml的清水后，用携式电子测温仪伸入管内进行施工全过程的温度跟踪监测。
在混凝土开始浇筑的第3天开始选择性监测，混凝土浇筑完后1～7天每两小时全面监测一次，7天后可适当降低监测频率。将各测量点的实测数据按照各时点记录入册，不时对数据进行同比分析，从而指导混凝土养护的温度控制，决定均热循环水系统的开启与关闭，以及调节均热循环水的水温。我们对结构物的温度监测了21天，经实测得知，本次大体积混凝土各部位的内部温度在混凝土浇筑后的第4天达到峰值，随后以平均每天1.1℃的速度下降。由于监测的数据较多，在此不一一列举，现将4-3#及4-5#点每天正午测温记录的数据绘图如下：
图中上面一条曲线描述的是4-3#点，下面一条曲线描述的是4-5#点在每天正午时的测温记录。4-3#及4-5#点位见测温点平面布置图，平面位置在结构物正中心；4-3#点的高度在结构物的中间层，4-5#点的高度在结构物的底层，高于垫层面200mm。
四、结束语
我们通过实践总结得出，大体积混凝土施工质量控制的重点在于控制原材料的质量、优化混凝土配合比、降低入模温度、采用均热水降温及加强后期养护。只要把握了以上要点，大体积混凝土施工的温度就会得到控制，困扰我们的裂缝问题就会迎刃而解。