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摘要：水泥水化热产生的温度应力是大体积混凝土裂缝出现的重要原因，对混凝土结构的质量安全影响比较大。本文通过阐述混凝土温度监控的要求及防范，重点结合工程应用实例探讨了承台基础大体积混凝土水化热温度监测控制工作，并分析监控数据，以供实践参考。
关键词：承台基础；大体积混凝土；水化热；监测控制
随着我国城市化进程的不断加快，城市建设规模得到进一步的扩大，建筑工程数量日益增加。大体积混凝土作为一种常见的建筑材料，具有诸多的优点，能够较好满足当前建筑工程的建设需要，在建筑行业中也有所应用及推广。但大体积混凝土在浇筑后的水泥水化反应容易产生大量的水化热，并且混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，其在一定约束条件下会产生较大的温度应力，导致大体积混凝土出现裂缝、渗漏的质量通病，影响到混凝土结构的稳定性、耐久性和安全性，并严重威胁到建筑工程的整体质量。因此，建设单位有必要加强对大体积混凝土水化热温度监测控制的研究力度，通过对监测结果的分析，采取必要的措施，最大限度避免混凝土裂缝的产生。
1温度监控的要求和方法
1.1温度控制指标
为了使水化热监控规范化，我国规范《大体积混凝土施工规范》规定：混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃；混凝土浇筑块的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃；混凝土入模温度不宜低于5℃，并控制在30℃以下。
1.2温度控制措施
1.2.1混凝土配制
（1）采用低水化热的胶凝材料体系。大体积混凝土配制采用适中水胶比，大掺量矿物掺合料（单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉）的技术路线，尽量降低水泥用量。优选组分均匀、各项性能指标稳定的粉煤灰，注重需水量比、细度和烧失量等关键指标。
（2）选用优质聚羧酸类缓凝高性能减水剂。缓凝高性能聚羧酸减水剂，兼顾减水、引气和缓凝效果，可以延缓水化热的峰值并改善混凝土的和易性，降低水灰比以达到减少水化热的目的。
（3）掺加优质引气剂。控制混凝土含气量在3%～4%，可改善混凝土和易性、均质性，提高混凝土变形性能和抗开裂能力。
（4）选用级配良好、低热膨胀系数、低吸水率的粗集料。优质骨料体积稳定性好、用水量小，可减小混凝土的收缩变形。
1.2.2入模温度
降低混凝土的入模温度应从降低混凝土出机口温度、控制混凝土运输途中的温度等方面入手，具体措施有：在混凝土浇筑时间上要合理安排，大体积混凝土避开高温季节和高温时段；提高骨料的堆料高度，在骨料上方设置遮阳棚以及对骨料进行预冷，以降低混凝土骨料的温度；采用加冰或加冰水拌和，以降低混凝土拌和物的出机温度；在混凝土运输过程中，要注意对混凝土的封闭和隔热，防止混凝土运输过程中的温度回升。
1.2.3冷却水管
采用循环淡水做冷却水。承台设置2个容积连通的蓄水箱，一个作为供应冷却进水用，另一个作为回收冷却出水用，见图1。冷却出水在水箱自然冷却一定时间并蓄满时，由水泵抽取到供应蓄水箱里进行补水。可采用分水器将各层各套水管从水箱集中分出，分水器设置相应数量的独立水阀以控制各套水管冷却水流量；需设置一定数量的减压阀以控制后期通水速率。
待冷却水管停止循环水冷却并养生完成后，先用空压机将水管内残余水压出并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆，以封闭管路。
1.2.4养护条件
混凝土养护包括湿度和温度2个方面。结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护，因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。为保证养护质量，对混凝土表面进行潮湿养护和温度保护。
养护时间根据温度监测结果确定，混凝土内表温差小于25℃且混凝土表面点温度与日最低气温差小于20℃内方可拆模。
2水化热温度监控实例
2.1工程概况
某大桥主墩承台为15.0m×10.5m×4.5m长方体，体积为708.7m3。采用C30混凝土，配合比见表2，混凝土的最大绝热温升为37.1℃。采用一次性浇筑。冷却水管布置共3层，入水口尽量布置在各层中心位置。
由图3～5可见：
（1）每条温度变化曲线由急剧的升温和缓慢的降温2个阶段组成，降温速率远低于升温速率，温度最终趋于稳定。
（2）表面测点（1号、8号）大约在1d后温度达到最高峰，温度升高了8～9℃。
（3）混凝土中心附近的温度大约经过2d后达到峰值，此时温度升高了大约20℃。
（4）越靠近中心点的温度峰值越大，出现峰值的时间越长。
（5）表层的降温速率最快，中心的降温速率较慢，底层测点的降温速率最慢。
3结语
综上所述，大体积混凝土的水化热问题是导致混凝土裂缝产生的主要因素，也是施工过程必须解决的问题。为此，建设单位必须清晰认识到大体积混凝土水化热温度监测控制的重要性，通过掌握混凝土温度变化的相关情况，进一步了解大体积混凝土的温度特征及变化规律，并制定出切实有效的措施，以确保混凝土结构的质量安全。
参考文献
[1] 梁国伟.桥梁承台基础大体积混凝土水化热温度分析与控制[J].城市建设理论研究.2013年第01期
[2] 徐建； 刘钊；吕立超；熊雷.承台大体积混凝土水化热温度监测分析[J].甘肃科技.2011年第03期
关键词：承台基础；大体积混凝土；水化热；监测控制
随着我国城市化进程的不断加快，城市建设规模得到进一步的扩大，建筑工程数量日益增加。大体积混凝土作为一种常见的建筑材料，具有诸多的优点，能够较好满足当前建筑工程的建设需要，在建筑行业中也有所应用及推广。但大体积混凝土在浇筑后的水泥水化反应容易产生大量的水化热，并且混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，其在一定约束条件下会产生较大的温度应力，导致大体积混凝土出现裂缝、渗漏的质量通病，影响到混凝土结构的稳定性、耐久性和安全性，并严重威胁到建筑工程的整体质量。因此，建设单位有必要加强对大体积混凝土水化热温度监测控制的研究力度，通过对监测结果的分析，采取必要的措施，最大限度避免混凝土裂缝的产生。
1温度监控的要求和方法
1.1温度控制指标
为了使水化热监控规范化，我国规范《大体积混凝土施工规范》规定：混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃；混凝土浇筑块的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃；混凝土入模温度不宜低于5℃，并控制在30℃以下。
1.2温度控制措施
1.2.1混凝土配制
（1）采用低水化热的胶凝材料体系。大体积混凝土配制采用适中水胶比，大掺量矿物掺合料（单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉）的技术路线，尽量降低水泥用量。优选组分均匀、各项性能指标稳定的粉煤灰，注重需水量比、细度和烧失量等关键指标。
（2）选用优质聚羧酸类缓凝高性能减水剂。缓凝高性能聚羧酸减水剂，兼顾减水、引气和缓凝效果，可以延缓水化热的峰值并改善混凝土的和易性，降低水灰比以达到减少水化热的目的。
（3）掺加优质引气剂。控制混凝土含气量在3%～4%，可改善混凝土和易性、均质性，提高混凝土变形性能和抗开裂能力。
（4）选用级配良好、低热膨胀系数、低吸水率的粗集料。优质骨料体积稳定性好、用水量小，可减小混凝土的收缩变形。
1.2.2入模温度
降低混凝土的入模温度应从降低混凝土出机口温度、控制混凝土运输途中的温度等方面入手，具体措施有：在混凝土浇筑时间上要合理安排，大体积混凝土避开高温季节和高温时段；提高骨料的堆料高度，在骨料上方设置遮阳棚以及对骨料进行预冷，以降低混凝土骨料的温度；采用加冰或加冰水拌和，以降低混凝土拌和物的出机温度；在混凝土运输过程中，要注意对混凝土的封闭和隔热，防止混凝土运输过程中的温度回升。
1.2.3冷却水管
采用循环淡水做冷却水。承台设置2个容积连通的蓄水箱，一个作为供应冷却进水用，另一个作为回收冷却出水用，见图1。冷却出水在水箱自然冷却一定时间并蓄满时，由水泵抽取到供应蓄水箱里进行补水。可采用分水器将各层各套水管从水箱集中分出，分水器设置相应数量的独立水阀以控制各套水管冷却水流量；需设置一定数量的减压阀以控制后期通水速率。
待冷却水管停止循环水冷却并养生完成后，先用空压机将水管内残余水压出并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆，以封闭管路。
1.2.4养护条件
混凝土养护包括湿度和温度2个方面。结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护，因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。为保证养护质量，对混凝土表面进行潮湿养护和温度保护。
养护时间根据温度监测结果确定，混凝土内表温差小于25℃且混凝土表面点温度与日最低气温差小于20℃内方可拆模。
2水化热温度监控实例
2.1工程概况
某大桥主墩承台为15.0m×10.5m×4.5m长方体，体积为708.7m3。采用C30混凝土，配合比见表2，混凝土的最大绝热温升为37.1℃。采用一次性浇筑。冷却水管布置共3层，入水口尽量布置在各层中心位置。
由图3～5可见：
（1）每条温度变化曲线由急剧的升温和缓慢的降温2个阶段组成，降温速率远低于升温速率，温度最终趋于稳定。
（2）表面测点（1号、8号）大约在1d后温度达到最高峰，温度升高了8～9℃。
（3）混凝土中心附近的温度大约经过2d后达到峰值，此时温度升高了大约20℃。
（4）越靠近中心点的温度峰值越大，出现峰值的时间越长。
（5）表层的降温速率最快，中心的降温速率较慢，底层测点的降温速率最慢。
3结语
综上所述，大体积混凝土的水化热问题是导致混凝土裂缝产生的主要因素，也是施工过程必须解决的问题。为此，建设单位必须清晰认识到大体积混凝土水化热温度监测控制的重要性，通过掌握混凝土温度变化的相关情况，进一步了解大体积混凝土的温度特征及变化规律，并制定出切实有效的措施，以确保混凝土结构的质量安全。
参考文献
[1] 梁国伟.桥梁承台基础大体积混凝土水化热温度分析与控制[J].城市建设理论研究.2013年第01期
[2] 徐建； 刘钊；吕立超；熊雷.承台大体积混凝土水化热温度监测分析[J].甘肃科技.2011年第03期