大体积混凝土温度应力与温度控制
大体积混凝土施工难点及对策研究
大体积混凝土施工难点及对策研究在现代建筑工程中，大体积混凝土的应用越来越广泛，如大型基础、大坝、桥梁墩台等。
然而，大体积混凝土施工面临着诸多难点，如果不能妥善处理，可能会导致混凝土出现裂缝、强度不足等质量问题，影响工程的安全性和耐久性。
因此，深入研究大体积混凝土施工的难点及对策具有重要的现实意义。
一、大体积混凝土施工的难点（一）温度控制难度大大体积混凝土由于体积大，水泥水化热释放集中，内部温度升高较快。
如果内外温差过大，会产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会导致混凝土开裂。
此外，混凝土浇筑时的气温、混凝土的入模温度等也会影响混凝土内部的温度分布。
（二）混凝土收缩变形混凝土在硬化过程中会发生收缩，大体积混凝土由于体积大，收缩受到的约束较大，容易产生收缩裂缝。
混凝土的收缩包括干燥收缩、化学收缩、自收缩等，其中干燥收缩是最主要的收缩形式。
（三）施工组织难度高大体积混凝土施工量大，浇筑时间长，需要合理安排施工人员、设备和材料，保证施工的连续性。
同时，要协调好混凝土的供应、运输、浇筑、振捣等环节，避免出现施工冷缝。
（四）质量控制要求严大体积混凝土的质量要求较高，不仅要保证混凝土的强度、抗渗性等性能指标，还要控制混凝土的裂缝宽度。
在施工过程中，需要对原材料、配合比、施工工艺等进行严格控制，确保混凝土的质量。
二、大体积混凝土施工的对策（一）优化配合比设计1、选用低水化热水泥优先选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低水化热水泥，减少水泥水化热的产生。
2、降低水泥用量在保证混凝土强度的前提下，尽量减少水泥用量，可通过掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料来替代部分水泥。
3、优化骨料级配选用粒径较大、级配良好的骨料，可减少水泥浆的用量，降低混凝土的收缩。
4、掺入外加剂掺入适量的缓凝剂、减水剂等外加剂，可延缓混凝土的凝结时间，减少水泥水化热的集中释放，提高混凝土的工作性能。
（二）温度控制措施1、埋设冷却水管在混凝土内部埋设冷却水管，通入循环冷却水，带走混凝土内部的热量，降低混凝土内部的温度。
大体积混凝土定义及温度控制措施
大体积混凝土科技名词定义中文名称：大体积混凝土英文名称：mass concrete定义：一般为一次浇筑量大于1000 m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。
所属学科：电力（一级学科）；水工建筑（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
无明确定义美国混凝土学会(ACI)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。
大体积混凝土一般在水工建筑物里常见，类似混凝土重力坝等。
大体积混凝土特点是：结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。
大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。
因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。
[1]在建筑施工中常碰到大体积砼，为帮助项目部施工技术人员学习了解大体积砼防裂和温度控制方面的问题，加强施工技术方面的交流，本人根据自己的认识所及，参考了一些相关书籍，文章以问答的形式，先提出问题，再用通俗的语言和科学道理解答，问题解答也侧重于技术要领和做法，主要从实际出发，以实用为主，所提出的问题都是实际施工中常碰到的，目的是使项目部施工技术人员既知道大体积应该如何控制质量，又懂得为什么要进行防裂和温度控制的道理。
遇到对大体积砼防裂和温度控制方面问题不懂的地方，大家可带着问题翻阅，从中找到答案，增长学识，相信对提高实际工作能力有所帮助。
1、大体积砼的定义大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。
大体积混凝土温控措施及监控技术
数据采集与传输
采用自动化数据采集系统，定期收集 和传输温度数据，以供分析和决策。
数据分析与预警
对收集到的温度数据进行实时分析， 预测混凝土温度变化趋势，及时提出 预警。
信息化管理系统
建立大体积混凝土温控信息化管理系 统，实现温度监测数据的可视化和管 理。
实施效果评估
温度控制效果 混凝土性能检测
工程安全评估 经验教训总结
分析实施温控措施后混凝土内部和表面的温度变化，评估温控 措施的有效性。
对实施温控措施后的混凝土进行抗压强度、抗裂性能等关键性 能的检测，确保混凝土质量满足设计要求。
综合考虑温控措施实施效果及混凝土性能检测结果，对工程安 全性进行评估。
总结实践过程中的经验教训，为后续类似工程提供借鉴和改进 思路。
05
监测系统布局
温控监测点的布置应与大体积混凝土温控监测系统相配合 ，形成有效的温度监测网络，实现对混凝土温度变化的全 面监控。
温度监测设备与方法
01
温度传感器
常用的温度传感器有热电偶、热电阻等，它们能够实时测量混凝土内部
的温度，并将数据传输给监测系统进行处理分析。
02
数据采集设备
数据采集设备负责接收温度传感器传输的数据，并进行初步处理，将处
理后的数据发送给监测系统进行分析和展示。
03
监测方法
常用的监测方法有实时监测和定期监测两种。实时监测能够随时掌握混
凝土内部温度变化情况，定期监测则可根据需要设定监测时间间隔，了
解混凝土温度变化的趋势。
温控数据分析与处理
数据处理流程
温控数据分析与处理流程包括数据接收、预处理、特征提取、模型建立和预测等步骤，通 过对数据的深入挖掘和分析，为混凝土温控提供科学依据。
大体积混凝土施工的温度控制
大体积混凝土施工的温度控制摘要：我国的特大型、大型工程日渐增多，大体积混凝土被广泛应用。
大体积混凝土的安全性至关重要。
在施工和使用过程中，因混凝土出现温度裂缝影响工程质量并造成安全隐患甚至导致结构物坍塌的事故频繁发生。
大体积混凝土工程在施工时，温度的变化会导致其材料的形变，会引发内部形成温度应力，又因其导热能力差，极易生成不均匀的温度场。
混凝土材料质地较脆，较低的抗拉强度导致了较小的拉伸变形，因此，对于大体积混凝土施工温度控制措施的研究具有重要意义。
关键词：大体积；混凝土施工；温度控制1大体积混凝土温度裂缝生成原因1.1大体积混凝土的特点（1）大体积混凝土结构横截面的长、宽、厚都相对较大。
（2）由于水泥的体积大，在水化过程中会释放大量水化热，而混凝土本身的导热性差，因此，大体积混凝土内部会积聚大量水化热，导致中心温度升高。
（3）大体积混凝土的弹性模量不大，蠕变大，温度升高主要是由压应力引起的。
随时间增加、温度下降，大体积混凝土的弹性模量增加，并且蠕变仍然很小。
如果大体积混凝土的内部温度与外部温度之间存在较大差异（即温度梯度非常陡峭），会导致大体积混凝土的温度应力过大，进而容易开裂。
1.2大体积混凝土产生裂缝的原因大体积混凝土一旦产生裂缝将影响建筑物的整体质量。
大体积混凝土属于特殊材料，开裂的原因很多。
一是在施工过程中，施工人员没有严格遵守大体积混凝土的比重要求，导致大体积混凝土的承重性能下降，材料易碎，无法承受上层压力，进而产生裂缝。
二是原材料成本过低，材料质量不合格，也是大体积混凝土产生裂缝的原因。
三是大体积混凝土的内部温度无法适应外部温度，温差过大，产生温度裂缝。
并且大体积混凝土的开裂原因大多与温度有关。
1.3混凝土裂缝的危害混凝土起到凝结建筑结构整体坚固性的作用，好的混凝土结构可以保证建筑物的稳定性，并可以大大减少因地质灾害造成的人员伤亡和财产损失。
已经建好的建筑物中，轻微裂缝会影响建筑物外观，连续裂缝会直接影响建筑物的寿命，并威胁人们的生命、财产安全。
大体积混凝土的温控措施
大体积混凝土的温控措施【摘要】通过介绍广珠铁路北江特大桥大体积混凝土施温控措施。
对于大体积混凝土结构,水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化,是导致混凝土发生裂缝的主要原因。
根据我国大体积混凝土结构的施工经验,为防止产生温度裂缝,应着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善约束等方面采取措施,而混凝土温升的控制尤为重要,本文着重对此进行了论述。
【关键词】大体积混凝土承台温控措施1.工程概况新建广州至珠海铁路复工工程为货运双线铁路，是广东省发展珠江三角洲西翼经济的重点项目之一。
其中北江特大桥跨越Ⅲ级航道，中心里程为DK41+969.18，起止里程DK35+284.8～DK48+652.315，桥长为13367.52m，桥跨由14个连续梁和24m、32m简支梁组成。
线间距D=4.0～4.41m。
大桥基础采用钻孔桩基础，平均长度约45m，最大桩长90m。
本桥桥台均为矩形空心桥台，桥墩均采用双线圆端型实体桥墩，最大墩高30m。
下部结构承台一般为10.8m×12.3×2.5m（1#墩～115#墩）、主跨连续刚构水中承台11.6m×21×4m（123#墩～124#墩）、四线墩13.8m×19.1×4.5m（124#墩～128#墩），由于最小结构尺寸为2.5m，最大单个承台混凝土1186 m，要求一次性完成混凝土浇注，不留施工缝，属于大体积混凝土，施工中必须采取有效的降温措施。
2.技术措施技术上采取的有效措施是：承台内部布设冷却水管，优化混凝土原材料和配合比。
2.1在承台内部设置冷却水管为有效防止因混凝土内外温差过高而出现有害温度裂缝，采用在承台内部布设冷却水管,通过加快承台内部温度的散失来降低混凝土内外温差。
2.2优化原材料及配合比根据承台大体积混凝土的质量要求,在施工中尽可能减少水泥的水化热,在原材料及配合比方面采取必要的技术措施。
《大体积混凝土温度应力与温度控制》
1.概述大体积混凝土结构在施工过程中，往往会因为自身体积较大，从而导致混凝土内部产生温度应力，这对混凝土的使用性能和安全性都会产生一定的影响。
对大体积混凝土的温度应力进行充分的了解和控制是非常必要的。
2.大体积混凝土温度应力产生的原因在大体积混凝土结构中，由于混凝土自身的御热性能及外部环境的影响，混凝土内部会产生温度梯度，从而引起温度应力的产生。
主要原因包括：1）混凝土御热能力较弱，导致温度梯度较大；2）混凝土在养护期间会因为水分蒸发而产生收缩变形；3）外部环境温度的变化也会对混凝土内部温度产生影响。
3.大体积混凝土温度应力的危害大体积混凝土温度应力一旦产生，会对混凝土结构的使用性能和安全性造成不利影响。
具体危害包括：1）增加混凝土的裂缝风险，影响混凝土的整体强度；2）影响混凝土的耐久性，导致其使用寿命的缩短；3）对混凝土结构的变形和稳定性产生负面影响。
为了控制大体积混凝土温度应力，可以从以下几个方面进行控制：1）在混凝土的配合设计中，可以通过控制水灰比和使用适当的掺合料，来减小混凝土的收缩变形；2）在混凝土的浇筑养护中，可以采取降温措施，如覆盖保温和增加养护时间，来减小混凝土的温度梯度；3）在混凝土的结构设计中，可以采取一些措施来减小混凝土的温度应力，如采用预应力混凝土结构。
5.大体积混凝土温度应力的监测与分析在实际工程中，为了对大体积混凝土的温度应力进行有效的控制，需要对其进行监测与分析。
监测与分析的主要内容包括：1）对混凝土内部温度进行实时监测，了解其温度变化规律；2）对混凝土内部温度应力进行模拟计算和分析，评估其对结构的影响；3）对混凝土的内部质量进行检测，判断其是否因为温度应力而产生负面影响。
6.大体积混凝土温度控制的实例分析通过对某大体积混凝土工程的实例分析，展示了如何进行温度应力的控制：1）采用了特殊的混凝土配合设计，以降低混凝土的收缩变形；2）在浇筑养护过程中，通过增加养护时间和采取覆盖保温措施，有效降低了混凝土的温度梯度；3）对混凝土的内部温度应力进行了监测与分析，确保了混凝土结构的安全使用。
大体积混凝土温度控制措施
本承台混凝土分两次浇筑，本文以第一次浇筑 为例。 浇筑完成后，对混凝土内部和外部温度分别 进行了不间断的监测，具体监测结果如图 2~5。
图 4 温度变化图（二）
图 5 温度变化图（三） 从图 2～图 5 中可以看出，承台混凝土第一层测 点区域平均温度曲线从左至右第一段是升温段，由 于入模温度较高，冷却水流量较小，水化反应快，在 18～22 h 左右即达到峰值，持续 8～14 h 后温度开始 下降。 曲线第二段是强制降温段，在冷却水管的持
3 施工中出现的问题
3.1 垫层施工缝开裂 由于基坑开挖深度大,且基坑底部土为细砂、流
砂层，开挖面呈坡状，易造成土方大面积塌陷。 结合 实际情况，施工单位随着垫层的开挖深度逐步浇筑 垫层，致使垫层存在施工缝（如图 3）。
生
产
技
术
图 3 垫层裂缝现场照片
在垫层整体浇筑完成后，工地停电，基坑降水
停止了 4 个小时，造成地下水位上升，在垫层底部
广东省肇庆市阅江大桥主桥采用双塔单索面， 墩、塔、梁固结的预应力混凝土斜拉桥,主墩承台体 积庞大。 浇筑过程中，大体积混凝土内外温差引起 的温度应力易导致混凝土温度裂缝发生。 为防止温 度裂缝的出现， 施工时应采取有效的降温措施，并 进行温度监测。
1 温度监测方法
鉴于承台的对称性，在承台 1/4 范围内布置温 度测点。 布置位置如图 1 所示。
（下转第 １４ 页）
12
Henan Building Materials
河南建材 ２０１６ 年第 ５ 期
3.25 m；③粉砂:层厚 1.3~11.7 m，平均埋深 7.45 m。 场地地下水位位于地下 0.6~6.6 m， 地下水类
型为潜水，年变化幅度为 1.50 m 左右，主要受大气 降水补给，历史最高水位为-1.000 m。 拟建场地地 下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对混凝土结构内 的钢筋具微腐蚀性。
浅谈大体积混凝土温控措施
浅谈大体积混凝土温控措施摘要大体积混凝土产生裂缝严重影响工程质量，本文以一个工程实例来说明如何采取温控措施，以理论与实际相结合的方法来加深对大体积混凝土温差控制方面的理解关键词：大体积混凝土裂缝温控措施Abstract: mass concrete crack the serious influence project quality, this paper presents a project example to illustrate how to take temperature control measures, in theory and practice method to deepen our understanding of the mass concrete temperature difference of control to understandKeywords: mass concrete crack temperature control measures一、引言大体积混凝土因体量大，内部水化热高，对温度控制有较高的控制要求，根据《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）第3.0.4条规定：1、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；2、混凝土浇体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度不宜大于25℃；3、混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
根据此规定，大体积混凝土在施工前必须偏求专项施工技术方案，对温度等相关参数进行计算，并根据计算结果进行判断、调整，以确保工程质量。
二、温控措施1、根据当地市场原材料供应情况，合理选择原材料，并进行配合比计算，根据配合比进行预拌试验，根据基准配合比及上、下浮动水灰比，进行对比试验，优选配合比。
2、掺一定数量的粉煤灰，矿渣水泥及减水剂，以降低水化热。
3、根据混凝土最终配合比进行绝热温升、里表温差、温度应力、综合降温差计算，依据计算结果进行表面保温层厚度计算。
大体积混凝土温度应力施工控制探讨
大体积混凝土温度应力施工控制探讨摘要：近年来我国交通建设发展迅速，无论是桥梁的设计能力，还是在施工技术也都得以飞速的发展，各种高墩、大跨度、大体积混凝土结构被广泛应用于各类桥梁结构中。
但是一些桥梁结构的质量通病屡见不鲜，特别是由于温度应力造成的质量隐患对结构物的使用寿命影响极大。
本文分析了桥梁大体积混凝土与温度应力的相关知识，并结合贵州六盘水至盘县高速老鹰岩特大桥在浇筑大体积混凝土时成功做法，就混凝土温度应力的影响因素及其防治措施进行了论述。
关键词：桥梁工程大体积混凝土结构温度应力桥梁结构中，混凝土的结构尺寸过大，施工时内外温差超过25℃，就容易产生温度裂缝。
所以，在桥梁工程中，温度应力是不可忽视的问题。
贵州省六盘水至盘县高速公路老鹰岩特大桥主墩承台尺寸：21.6×20.4×4m，圬工总方量达1763m3，是典型的大体积混凝土。
施工中，结合现场实际情况，采取了相应的措施，减小温度应力的破坏，确保了承台混凝土的质量。
1 桥梁大体积混凝土与温度应力1.1 大体积混凝土定义大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。
由于大体积的混凝土在其硬化的过程中，产生的混凝土很难散发出去，如果在施工过程中不采取措施的话，很容易出现裂缝。
1.2 温度应力应力的定义是单位面积上物体所承受的附加内力；温度应力也叫做“热应力”，指的是物体体积不能够随着温度的上升或者是下降自由地伸缩，物体的结构或构件内部由此产生的应力就是温度应力。
产生温度应力的主要原因是结构物的内外温差，一个是年温差的影响，一个是局部温差的影响。
所谓的年温差指的是气节的变换导致气温随之发生周期性的变化，这种周期性变化的气温对结构物产生的作用就是年温差的影响。
所谓的局部温差，指的是日照的温差，或者是混凝土内部水化热的影响。
本文主要讨论的就是混凝土内部水化热引起的局部温差对结构物的影响。
大体积混凝土施工及温度控制方案
大体积混凝土施工及温度控制方案1、温控原因大体积混凝土在水泥水化热作用下，将产生较高的水化热温升，形成不均匀非稳定温度场，产生非均匀的温度变形。
温度变形在下部结构和自身的约束下将产生较大的温度应力，极易导致混凝土开裂。
为保证工程质量，减轻或避免温度裂缝，除应采取合理的施工方法和工艺外，还必须进行温度控制和温控监测。
2、温控标准及措施2.1温控标准温控标准根据在施工期内为保证混凝土不出现有害温度裂缝由温控设计计算而采取，综合考虑混凝土入模温度、混凝土水化热发展变化规律、养护条件、通水散热等因素，主要制定以下三个方面温度控制标准：（1）混凝土浇筑入模温度不超过30℃；（2）混凝土内表温差不超过25℃；（3）混凝土最大降温速度不大于3.0℃/d。
2.2温控措施2.2.1混凝土原材料选择及质量控制（1）水泥：水泥应分批检验，质量应稳定。
如果存放期超过3个月应重新检验。
（2）粉煤灰：粉煤灰入场后应分批检验，质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-91）的规定。
（3）细骨料：砂含泥量必须小于2%，其它指标应符合规范规定，砂入场后应分批检验。
细骨料应尽量堆高，以降低混凝土出机温度。
（4）粗骨料：石子级配必须优良，来源应稳定。
石子必须分批检验，使用前其各项指标必须符合规范要求。
粗骨料应尽量堆高，以降低混凝土出机温度。
（5）外加剂：掺加性能优良的缓凝型高效减水剂，外加剂在使用前尽量配成溶液，拌和均匀后方可使用，配制应有专人负责，做好配制记录；若直接使用固体外加剂，则需提前分袋称好。
（6）水：河水。
2.2.2优化混凝土配合比，降低水化热温升优化混凝土配合比，尽量降低水泥用量（或使用中热和低热水泥），控制水化热温升，并尽量延长外加剂凝结时间，降低混凝土最高温度。
因此必须通过大量试验，筛选减水率高、凝结时间长、性能优良的外加剂以最大限度的降低水泥用量，同时合理选择配合比参数，使混凝土工作性能优良，便于施工。
大体积混凝土概述、温度应力、温控措施
大体积混凝土概述、温度应力、温控措施(一)概述大体积混凝土应该是结构物体积大，水泥水化蓄热多，内部温升高，表面与内部温差大，容易产生温度裂缝的混凝土。
美国混凝土学会AC1207认为，大体积混凝土是“现场浇筑的混凝土，尺寸大到需要采取措施降低水化热和水化热引起的体积变化，以最大限度地减少混凝土开裂”。
日本建筑学会标准(JASSS)认为，“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内最高温度与外界气温之差超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
我国《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55-2000)大体积混凝土的定义是“混凝 {土结构物实体最小尺寸等于或大于Im，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的}昆凝土”。
(二)温度应力大体积混凝土的温度应力包括由于温度升高时膨胀变形受到约束而产生的压应力和由于冷却降温时收缩变形受到约束而产生的拉应力。
混凝土抗拉强度低容易因抗拉而产生裂缝。
混凝土的温度应力一般是指拉应力。
水泥水化热引起的温度升高，是大体积混凝土产生温度应力的根本原因，另一部分则是由于自身体积变形引起的。
干缩主要体现在混凝土外表浅层内引起开裂。
结构热的扩散，与最小尺寸的平方成反比。
结构尺寸越大，则散热越慢。
当内部温度升高时，内部产生压应力，温度降低时产生收缩，压应力逐渐减小，拉应力则逐渐增加。
当混凝土突然降温时，将产生“冷击”现象。
冷击可以认为收缩变形受到完全的约束，很容易造成表面开裂。
混凝土胀缩变形受到的约束，分为内部约束与外部约束，一般情况下内外约束同时存在。
没有约束，任其自由胀缩，是不可能产生裂缝的。
当水化热达到峰值时，大体积内部温度最高，表面较低。
此时，中心部位的热膨胀也较表面大，由于受到自身内部约束，于是中心部位产生压应力，表面产生拉应力q。
可按下式计算，一号砼△T(5-1)与地基或旧}昆凝土接触的新混凝土，当热胀时会受到地基或混凝土结构的约束，因外部约束而产生压应力。
大体积混凝土浇筑温度控制措施
大体积混凝土浇筑现场温度控制措施一、温度控制指标1、混凝土入模温度不得大于30℃；2、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；3、混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度) 不宜大于25℃；4、混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；5、混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
二、温度测量时间1、混凝土入模温度每浇筑台班不得少于2次；2、混凝土浇筑体温度上升阶段每2小时测读一次（前3天），温度下降阶段每4小时测读一次（4至7天），8至12天12小时测读一次，13天至21天24小时测读一次。
三、温度控制措施1、混凝土入模温度的控制：在泵车处现场实测，当混凝土温度接近或超过30℃，立即通知商混站，降低粗、细骨料的入机温度，对搅拌用水降温（加冰等），在混凝土运送边程中对罐车进行淋水等措施，对进场的混凝土及时浇筑，尽量必免暴晒；2、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃控制：浇筑时必须随时观察混凝土的浇筑进度，及时测温，当温升值在30℃左右（实测温度-入模温度）时，供应冷却水管循环水，循环水供应必须期间如温升较快，应加快供水流速；3、混凝土里表温差及混凝土表面与大气温差的控制：当混凝土部份浇筑完成后，应及时覆盖麻袋等保温材料（12h内），对混凝土进行保温、保湿养护。
当混凝土里面温度-混凝土表面温度≥25℃时，主要措施是降低内部温度，提高表面温度。
增加循环水流速，降低循环水水温控制混凝土内部温度；增加覆盖层的厚度，提高混凝土表面温度。
当混凝土表面温度-大气温度≥20℃时，主要措施降低混凝土表面温度，增加覆盖层浇水次数，及时释放混凝土表面温度；4、降温速率的控制:当现实测每天的降温速率接近2℃时，应减少浇水次数，降低循环水供水速率或间断性的进行供水；5、混凝土温度控制是个不断重复过程，控制每项温度时可能会影响其它温度，要兼顾全局，在实际操作中态度必须端正，专人进行供应循环水、浇水覆盖养护。
大体积砼温度和温度应力计算控制
华能即墨丰城风电场一期风电项目风机基础承台大体积砼温度和温度应力计算控制根据GB50164-92《砼质量控制标准》和JGJ55-2000《普通砼配合比设计规程》中有关大体积砼的定义，针对本标准的适用范围是工业与民用建筑用普通砼，大体积砼一般指的是：砼结构物实体最小边尺寸在1m以上，或预计会因水泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。
华能即墨丰城风电场一期风电项目风机基础承台采用大小两个圆柱体加一个锥形台，基础底面积为8.5*8.5*3.14=226.865m2，承台下部圆柱体及锥形台的平均厚度为1600mm，砼设计标号为C40。
属于大体积砼，根据以上标准要求，在大体积砼施工前，必须进行温度和温度应力的计算并予先采取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的开展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积的施工质量。
一、温度计算在砼施工前一个月，我方与即墨市康力商砼有限公司进行C40配合比设计委托，在委托时考虑承台基础底面积大，厚度较厚，在施工时必须对砼原材料采取一些降温措施，首先选用P42.5级普通硅酸盐水泥，由于砼浇筑量达到383.8m3，采用泵送砼施工技术，砼坍落度控制在150±30mm，在砼中添加济南泓森建材厂生产的JS-11防冻早强剂，剂量控制在10.5kg/m3，搅拌用水的平均水温估计在20℃左右，砂石料平均温度估计在30℃左右，由于本期风电项目风机基础承台施工在6月到7月之间进行，搅拌站棚内平均温度为30℃。
根据以往砂石含水率记录中砂含水率为4%，碎石含水率忽略不计，青岛北苑砼有限公司提供的本工程所用大体积砼施工C40配合比，立方米各项原材料用量及预控材料温度估算如下：P.0 42.5R普硅水泥 385Kg 30℃中砂 747Kg 30℃含水率4%碎石 984Kg 30℃水 175Kg 20℃Ⅱ级粉煤灰 98Kg 30℃矿渣粉 42Kg 30℃JS-11外加剂 10.5Kg 30℃1、砼拌合物的温度T0=[0.9（MceTce+MsaTsa+MgTg）+4.2Tw（Mw-WsaMsa-WgMg）+C1（WsaMsaTsa+WgMgTg）-C2（WsaMsa+WgMg）]÷[4.2Mw+0.9（Mce+Msa+Mg）]式中 To——砼拌合物的温度（℃）；Mw、Mce、Msa、Mg——水、水泥、砂、石的用量（Kg）；Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（℃）；Wsa、Wg——砂、石的含水率（%）；C1、C2——水的比热容（KJ/Kg.k）及溶解热（KJ/Kg）。
大体积混凝土的温度监测及控制技术措施
大体积混凝土的温度监测及控制技术措施摘要：在大体积混凝土施工中，温度裂缝是最易产生的病害，也是施工控制的重点和难点。
对于大体积混凝土的浇筑，由于混凝土体积较大，混凝土内水化热作用产生的温度升高较快，而体积大散热较慢，致使混凝土体内温度较高、混凝土表里温差较大，极易引起混凝土开裂。
因此，对大体积混凝土进行温度监测并实施有效控制十分必要。
关键词：大体积混凝土；温度监测；控制技术引言随着社会经济的发展和科学技术的进步，超高层建筑已经成为社会建筑发展的趋势。
地下室底板大体积混凝土的厚度较大，且存在大体积承台，由于在水化过程中释放出大量热量，导致内部温度升高，形成内、外温差很大，容易造成混凝土产生温度裂缝。
因此，为避免混凝土产生温度裂缝，本项目采用温度控制与监测技术。
1大体积混凝土温度控制的必要性混凝土是脆性材料，其抗拉强度低，极限拉伸变形量小。
混凝土裂缝的产生主要是由于混凝土体的温度发生变化，拉应力比混凝土的抗拉强度大或者是拉应变远远大于混凝土的极限拉应变。
尤其是对于大体积混凝土，其由于水热化的作用，导致混凝土内部的温度增加，到达70℃左右，进而导致混凝土体积增大，水热化逐渐消散。
如果不对内部温度进行有效控制，造成混凝土表里温差大于允许范围，将引起大体积混凝土裂缝。
2工程概况某超高层综合体项目位于深圳市宝安中心区核心商务区，项目总用地面积7675.82m2，总建筑面积138796.24m2，地下4层，地上50层，建筑高度225m，下部为办公区，上部为五星级酒店，结构形式为框架–核心筒，项目基底形状相对规则，塔楼位于基坑中部。
该项目塔楼区域底板厚1.2m，核心筒底板大部分区域厚2.5m，局部厚度达8.7m，超厚底板面积为21000mm×33800mm，混凝土等级C40，抗渗等级P10。
针对塔楼底板大体积混凝土的质量控制，项目部从温升计算、温度控制措施、测温等多方面进行研究，以最大限度减少有害裂缝产生。
混凝土大体积测温时间及温度控制
大体积混凝土测温时间及温度控制什么是大体积混凝土：《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。
一、内外温差有两个，一个是混凝土中心温度和混凝土表面温度之差，再一个就是混凝土表面温度与大气温度之差。
二、《地下工程防水技术规范》GB50108-2008中4.1.27中明确要求：混凝土中心温度和混凝土表面温度之差不应大于25℃，再一个就是混凝土表面温度与大气温度之差不应大于20℃（应注意的是：在GB50108-2001中表面与大气温差不应大于25℃，2008新规范中改为20℃）。
三、三个温度感应头位置分别在底板的上、中、下位置，间距不小于500mm，深度分别为表面下200 mm、混凝土中部和混凝土底部上200mm。
测温时间从测点混凝土浇筑完10小时（初凝）后开始，72小时内每2小时测温一次，72小时后每4小时测温一次，7天～14天每6小时测温一次（力求在接近混凝土出现最高和最低温度时测量）测至温度稳定为止；采用保温保湿养护，养护时间不应少于14d。
四、混凝土的内外温差：一般的指，混凝土表面5cm与内部最高温度的温差。
但是覆盖好的话，表面5cm的温度和覆盖温度差不多的 E、混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃；内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。
砼的拌合水中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸发。
五、为保证棒式温度计的测温精度，应注意以下几点：测温管的埋设长度宜比需测点深50～100㎜，测温管必须加塞，防止外界气温影响。
2、测温管内应灌水，灌水深度为100～150㎜；若孔内灌满水，所测得的温度接近管全长范围的平均温度3、棒式温度计读数时要快，特别在混凝土温度与气温相差较大和用酒精温度计测温时更应注意。
4、采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。
大体积混凝土的温控措施
熊家特大桥大体积承台砼施工温控措施一、概况新建熊家特大桥，结构设计寿命100年。
桥墩承台为实体钢筋砼结构，承台顶面尺寸为10.2m×5.1m，厚为2.5m，砼设计强度为C35，单个承台砼方量为129m3。
承台为大体积砼结构。
二、温度控制标准根据《客运专线铁路工程施工质量验收标准使用手册之<铁路混凝土工程施工质量验收补充标准>》：1、砼养护期间，砼内部最高温度不宜超过65℃；2、砼内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃；3、养护用水温度与砼表面温度之差不得大于15℃。
三、大体积砼承台温度控制措施主要做好控制砼内部温度升温、砼外部保温及养护工作，确保温度控制标准。
1、控制混凝土的内部温度升高的途径：（1）砼配合比设计由于水泥用量直接影响到砼的水化温升，所以砼配合比设计的原则是在满足砼施工的基础上尽量降低水泥用量，控制水化温升。
利用双掺技术，以粉煤灰取代部分水泥，可以降低砼的水化温升，掺入一定量的高效缓凝减水剂，推迟了砼温度峰值出现的时间。
①低水泥用量——240kg／m3；②掺加粉煤灰掺合料——163 kg／m3，其水化热约为水泥水化热的25％～50％；③掺加高效缓凝减水剂——4.897 kg／m3。
（2）施工过程中的控制①降低砼的初始温度冷却混凝土组分使混凝土的初始温度降至10℃左右②用预埋的冷却水管给混凝土降温当砼内部温度过高时，拟在承台砼内埋设2层冷却水管。
冷却水管采用φ48mm的薄壁钢管，竖向层距1.2m，每层水平间距2.0m。
散热管与钢筋一起绑扎固定。
使用前要进行通水密闭性试验，防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。
通水散热后对散热管作压浆处理。
③砼分层浇注当砼内部温度过高时，也可分2层浇注，每层浇注厚度为1.25m。
（3）砼外部保温及养护当砼内部温度与表面温度之差超标时，可以对砼进行保温以减少内表温差。
①砼浇注结束后，砼侧面钢模外覆盖2层土工布，外加1层帆布保温；②拆模后及时覆盖1层塑料薄膜，再覆盖2层土工布保温，且拆模时间应选择一天中气温最高的时段。
大体积混凝土温度控制
混凝土的温度随水化热的逐渐释放而升高，当散热条件较好时，水化热造成的最高温度升高值并不大，也不致使混凝土产生较大裂缝。而当混凝土的浇筑块尺寸较大时，其散热条件较差，由于混凝土导热性能不良，水化热基本上都积蓄在浇筑块内，从而引起混凝土温度明显升高，有时混凝土块体中部温度可达60～80℃。由于混凝土温度高于外界气温，随着时间的延续，热量慢慢向外界散发，块体内温度逐渐下降。这种自然散热过程甚为漫长，大约要经历几年以至几十年的时间水化热才能基本消失。此后，块体温度即趋近于稳定状态。在稳定期内，坝体内部温度基本稳定，而表层混凝土温度则随外界温度的变化而呈周期性波动。由此可见，大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期(如图11－12)。
基础贯穿裂缝对建筑物安全运行是很危险的，因为这种裂缝发生后，就会把建筑物分割成独立的块体，使建筑物的整体性遭到破坏，坝内应力发生不利变化，特别对于大坝上游坝踵处将出现较大的拉应力，甚至危及大坝安全。防止产生基础贯穿裂缝，关键是控制混凝土的温差，通常基础容许温差的控制范围如表10-1。
表10-1基础容许温差△T(℃)
２、人工强迫散热——埋冷却水管
利用预埋的冷却水管通低温水以散热降温。冷却水管的作用有：
(1)一期冷却混凝土浇后立即通水，以降低混凝土的最高温升。
(2)二期冷却在接缝灌浆时将坝体温度降至灌浆温度，扩张缝隙以利灌浆。
(一)减少混凝土发热量
1、采用低热水泥
采用水化热较低的普通大坝水泥、矿渣大坝水泥及低热膨胀水泥。
2、降低水泥用量
(1)掺混合材料；
(2)调整骨料级配，提高骨料最大粒径；
(3)采用低流态混凝土；
(4)掺外加剂(减水剂、加气剂)；
(5)其他措施：如采用埋石混凝土；坝体分区使用不同强度等级的混凝土；利用混凝土的后期强度。
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1.4大体积混凝土温度应力与温度控制
¾简要信息
【获奖类型】理论特等奖
【任务来源】从1955年开始，结合梅山、响洪甸、新安江、古田、刘家峡、小湾、三峡等数十座混凝土坝设计与施工的实践进行研究
【课题起止时间1995年～2012年
【完成单位】中国水利水电科学研究院
【主要完成人】朱伯芳
¾立项背景
本书作者1951～1957年参加我国第一批三座混凝土坝（佛子岺坝、梅山坝、响洪甸坝）的设计和施工，这些工程根据当时国外文献的介绍，都采取了与国外类似的水管冷却等温控防裂措施，但实际上都产生了裂缝。
使作者认识到温控防裂是混凝土坝建设中的一个比较复杂、值得深入研究的课题。
1957年底作者被调到中国水利水电科学研究院，分工担任混凝土高坝研究。
当时已进入水利水电建设的高潮，三门峡、新安江、古田、刘家峡等数十座混凝土坝进行建设，温控防裂是这些工程中共同存在的一个重要技术课题。
本书作者密切结合这些混凝土高坝建设，对大体积混凝土的温度应力和温度控制进行系统的、长期不懈的研究，先后发表关于本课题的论文40余篇，建立了比较完整的理论体系，提出了合理的技术措施。
¾详细科学技术内容
本书在全世界首次建立了大体积混凝土结构温度应力和温度控制较完整的理论体系，包括下列几方面：
（1）混凝土结构形式和材料性质的优选，以利于防裂；
（2）混凝土温度场的计算方法；
（3）重力坝、拱坝、水闸、浇筑块、弹性地基梁等各种大体积混凝土结构温度徐变应力的计算方法和变化规律；
（4）控制温度防止裂缝的技术措施，包括水管冷却、预冷混凝土、表面保护、
分缝分块、氧化镁混凝土等及其降温防裂效果的计算方法；
（5）混凝土温度控制准则和允许温差；
（6）混凝土坝仿真计算，可考虑分层浇筑、分区冷却、分区灌浆等十分复杂的施工过程和当地气候条件，计算混凝土坝从施工期到运行期的温度场和应力场的演变过程及各种温控措施的效果。
¾ 发明及创新点
（1）大体积混凝土温度应力和温度控制的理论体系
本书在全世界首次建立了大体积混凝土温度应力和温度控制完整的理论体系，可有效防止混凝土裂缝，这一理论体系整体上是一项重要的创新。
（2）混凝土坝数字监控新理论和方法
混凝土坝传统的监控是仪器观测，不能给出大坝应力状态和安全系数。
如目前混凝土拱坝的安全评估仍然采用拱梁分载法，不能考虑施工过程等因素。
作者提出数字监控新理念和方法，由观测资料的反分析决定材料参数，用有限元方法根据实际施工过程和气候条件，计算从施工期到运行期的坝体应力、变位和安全系数。
在施工期可根据当时实际状态和施工计划，预测完工后大坝的应力、变位和安全系数，如发现问题，可及时采取对策。
在运行期，可考虑施工过程及运行条件计算大坝应力、变位和安全系数，对大坝安全进行评估，使大坝安全监控的精度大幅度提高。
（3）长期保温、全面温控的新理念
过去国内外只重视对寒潮的短期保温，由于气温年变化也能引起很大拉应力，本书作者提出长期保温、全面温控的新理念，利用泡沫塑料，这一新理念的应用，施工方便，价格低廉，效果明显。
（4）同时考虑水管冷却、天然冷却和水泥水化热的混凝土水管冷却等效热传导方程
τψθτφτ
∂∂+∂∂−+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂00222222)()(w T T z T y T x T a T （1） 式中T—温度，τ—时间，T 0—混凝土初温，T w —冷却水温，θ0—混凝土最终绝热温升。
由于冷却水管的间距为1.5m ×1.5m ，半径只有1.2cm ，如果直接用有限元计算，单元尺寸必须小到1.2cm 左右，对于几十米厚、几十米到几百米高的混
凝土坝，实际是很难计算的。
采用式（1），冷却水管的作用在函数φ和ψ中考虑，用普通的有限元网格就可以计算温度徐变应力。
（5）水管冷却的新方式
小温差（分散温差）、早冷却、缓慢冷却的水管冷却新方式，在不影响施工进度、不增加投资的条件下，可有效降低拉应力。
（6）混凝土温度徐变应力的有限元算法
首次提出用有限元考虑施工过程及当地气候特点进行混凝土温度徐变应力计算的方法，给出了详细的计算公式。
（7）混凝土徐变理论的两个基本定理
[定理一] 符合比例变形条件的复合结构，在外力作用下，徐变不影响应力，只影响变位。
[定理二] 符合比例变形条件的复合结构，在温度作用下，徐变不影响变位，只影响应力，并可用松弛系数法计算。
（8）混凝土的半熟龄期τ1/2
首先提出混凝土弹性模量和绝热温升达到其最终值一半时的龄期称为半熟龄期，半熟龄期越大，混凝土成熟越慢，有利于散热，改变半熟龄期，可有效减小温度应力。
（9）解决重力坝加高问题的新思路
提出了一种新技术，可防止重力坝加高后，新老混凝土接缝的脱开，已在丹江口重力坝加高中应用
（10）混凝土徐变应力分析的隐式解法
在时段Δτn 内，徐变应变增量为
)()1(n n n sn r c n t C e n s τσωετ−Δ+−=ΔΔ−∑ （2） ωsn 为一循环公式，上式提高了应力分析的精度和效率。
（11）混凝土坝仿真计算
提出了混凝土坝仿真计算的方法和基本方程，可考虑坝址实际气候条件及混凝土分层浇筑、分区冷却、分区灌浆等十分复杂的施工过程和运行条件，计算混凝土坝从施工期到运行期的十分复杂的温度场和应力场的演变过程及各种温控措施的效果。
（12） 拱坝温度荷载计算
以前拱坝温度荷载采用美国垦务局经验公式Tm=57.57/（L+2.44）℃，式中Tm 是平均温度，L 是坝体厚度，这个公式有较大缺点：第一，它不能考虑坝址区气候条件，而各地气候条件差别很大；第二，它不能考虑上下游温差，拱坝上游面与库水接触，下游面与空气接触，上下游温差较大。
本书作者提出新的拱坝温度荷载计算公式如下：
0210
21d d d d m m m m T T T T T T T T −+=−+= （3）
式中Tm 为平均温度；T d 为上下游等效温差；T m0、T d0为封拱时的T m 、T d ；T m1、T d1为运行期年平均气温和水温引起的T m 、T d ；T m2、T d2为运行期水温和气温的年变化引起的的T m 、T d 。
采用式（3）可根据当地气候条件计算拱坝温度荷载，已为拱坝设计规范应用。
（13）水库水温计算公式
水库水温是大坝上游面的边界条件，过去没有计算公式，本书作者给出了算式：
)(cos )()(),(0εττωτ−−+=y A y T y T m （4）
式中y 为库水深度，τ为时间，T m （y ）为平均水温，A （y ）为水温年变幅，ω=2π/P ，P=1年，书中给出了各个参数的算式。
上述算式已为拱坝设计规范采用。
¾ 与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较
本书是目前全世界唯一的一本关于大体积混凝土温度应力温度控制的权威著作。
国外一个著名出版社已签订合同计划出版本书英文版，目前正在翻译中。
目前国外出版了两本大体积混凝土温度方面的书：
（1）美国垦务局编，“Cooling of Concrete Dams”,1949.
（2）瑞士 A.Stuky 著，“Problems thermiques poses ba la construction des
barrages-reservoirs”,1957。
这两本书中列出了混凝土平板一维温度场的理论解和计算曲线，但完全没有接触温度应力；即使温度场的计算也只限于理论解，没有差分法和有限元法，不能考虑混凝土坝分层浇筑分区冷却的实际施工过程，计算结果与实际情况相差很远，实用价值不大。
引起大坝裂缝的是温度应力，而不仅是温度，还与约束条件、施工过程等有关。
水利电力出版社于1976年曾出版主要由本书作者编写的“水工混凝土结构的温度应力与温度控制”一书，但内容较少，也未曾报奖。
本书在水利水电工程中获广泛应用，本书虽然是为水利工程编写的，但在建筑学科中也得到一定应用。
中国科学院科技信息研究所列举了我国每年各学科被引用最多的十本著作，本书每年均被列入水利学科或建筑学科。
如表1所示。
表1 本书被引用情况
年份引用学科本书排序
2010 建筑学科 4
2009 水利学科 1
2008 建筑学科 7
2007 水利学科 1
2006 水利学科 1
由于本书的广泛应用，我国混凝土坝的裂缝近年已明显减少，并在世界上首先建成了数座无裂缝的大坝，包括三峡重力坝三期工程和三江河拱坝。
由于防止了裂缝，提高了大坝抗渗性和耐久性，减少了大坝维护费用，延长了大坝使用寿命，社会经济效益十分显著。