毛振龍， 吳源華， 張際斌， 梁云東

（1.中鋁國(guó)際天津建設(shè)有限公司，天津 300308；2.中冶建筑研究總院有限公司，北京 100088）

0 引言

混凝土在澆筑完成后會(huì)產(chǎn)生大量水化熱，由于承臺(tái)尺寸較大，內(nèi)部熱量無(wú)法均勻向周圍環(huán)境散發(fā)，且混凝土為熱的不良導(dǎo)體，外側(cè)散熱較快溫度較低，內(nèi)側(cè)散熱較慢溫度較高，在其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)不均勻的溫度場(chǎng)，外側(cè)與內(nèi)側(cè)混凝土相互約束，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力[1]。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土相應(yīng)齡期的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土將會(huì)開裂，而由于裂縫的存在，將導(dǎo)致大體積混凝土的承載能力、防水性能及耐久性能降低，影響結(jié)構(gòu)安全。

目前大體積混凝土的溫控措施有多種[2，3]，如在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，減少水泥用量；降低混凝土的入模溫度和環(huán)境溫度；跳倉(cāng)法施工和冷卻水管降溫法等。采用冷卻水管降溫是針對(duì)體量較為集中的大體積混凝土塊體的主要溫控防裂措施之一，它能減小混凝土的里表溫差，有效削減混凝土最高溫升值，降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。但是采用冷卻水降溫的方法還有許多待完善的地方：如現(xiàn)場(chǎng)常用的通水溫控系統(tǒng)相對(duì)粗放，精度較低，冷卻水的流量、進(jìn)出口水溫的準(zhǔn)確性不高，采集間隔時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)采集受人為主觀因素影響較大，缺乏精細(xì)化管理等[4-6]。文中以呂梁新城體育中心項(xiàng)目體育場(chǎng)工程的承臺(tái)為研究對(duì)象，利用Midas/FEA有限元軟件進(jìn)行施工仿真分析，在關(guān)鍵部位布設(shè)溫度和應(yīng)變傳感器，實(shí)時(shí)反映混凝土的當(dāng)前溫度和應(yīng)變狀態(tài)，在混凝土澆筑和澆筑后養(yǎng)護(hù)（惡劣天氣）過(guò)程中指導(dǎo)保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作。

1 工程概況

呂梁市新城體育中心項(xiàng)目體育場(chǎng)拱腳基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)為P6，平面尺寸25.2m×25.2m，承臺(tái)高10m，其中一步臺(tái)高2.235m，二步臺(tái)高7.765m。監(jiān)控的大體積混凝土為基礎(chǔ)承臺(tái)二步臺(tái)見圖1。

圖1 體育場(chǎng)屋蓋軸測(cè)圖

基礎(chǔ)承臺(tái)二步臺(tái)冷卻水管采用導(dǎo)熱性能良好的鋼管，鋼管管徑為φ48×3.5mm。沿厚度方向總共布設(shè)4 層，高度分別為 1.2、3.1、4.8、6.6m，每層冷卻管平面呈弓字形布設(shè)，最外排的冷卻管與混凝土邊緣的距離為1.5m，管間距為1.5m；每層冷卻水管設(shè)置2個(gè)單獨(dú)回路，冷卻水從承臺(tái)中間流入，承臺(tái)側(cè)面流出見圖2。

圖2 冷卻水管布設(shè)圖

2 混凝土應(yīng)變溫度監(jiān)控方法

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫耍O(jiān)控人員從云端下載數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)查看和分析數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控。溫度和應(yīng)變?cè)O(shè)置預(yù)警值和行動(dòng)值，在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，一旦溫度或應(yīng)變出現(xiàn)監(jiān)控值超過(guò)預(yù)警值，則密切關(guān)注數(shù)據(jù)變化發(fā)展情況，超過(guò)行動(dòng)值時(shí)則現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)情況立即采取應(yīng)對(duì)調(diào)控措施。

2.2 承臺(tái)傳感器布設(shè)

溫度測(cè)量傳感器選用HCT-100型鉑電阻溫度傳感器，該傳感器具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，其測(cè)試范圍在-20～150℃，測(cè)試精度為0.3℃。

在承臺(tái)平面內(nèi)以1/4結(jié)構(gòu)對(duì)稱為原則進(jìn)行溫度測(cè)位布設(shè)，沿長(zhǎng)度和寬度方向每間隔4.2m設(shè)置一個(gè)測(cè)位點(diǎn)，總共7個(gè)測(cè)位點(diǎn)。每個(gè)測(cè)位上沿高度方向布設(shè)7個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，以承臺(tái)底部為0點(diǎn)，其標(biāo)高分別為0.1、1.2、3.1、3.9、4.8、6.6、7.7m。冷卻水管附近溫度傳感器布設(shè)見表1。

表1 冷卻水管附近溫度傳感器列表cm

大體積混凝土的溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)選擇YJ-4200M型振弦傳感器，其應(yīng)變測(cè)試范圍為±2000με，測(cè)試精度為0.5με，正常工作溫度環(huán)境范圍：-20～200℃。應(yīng)變傳感器沿長(zhǎng)度和寬度方向布設(shè)：每條邊的1/4、1/2、3/4以及結(jié)構(gòu)平面中心位置，沿承臺(tái)高度方向布設(shè)：底部（標(biāo)高0.1m）、中間層（標(biāo)高3.9m）,頂部（標(biāo)高 7.7m）和冷卻水管附近布設(shè)傳感器。

3 水化熱溫度場(chǎng)計(jì)算

3.1 熱傳導(dǎo)方程[7]

假定混凝土為均勻的、各向同性的固體，將熱流量用泰勒級(jí)數(shù)展開并取前兩項(xiàng)。由熱量的平衡原理可知，從環(huán)境輸入的凈熱量與內(nèi)部釋放水化熱之和必須等混凝土溫度升高所吸收的熱量，得到如下熱傳導(dǎo)方程：

式中，T為溫度；a為導(dǎo)溫系數(shù)；x、y和z為空間坐標(biāo)軸的3個(gè)方向；θ為混凝土的絕熱溫升；τ為時(shí)間。

熱傳導(dǎo)方程（1）建立了物體的溫度與時(shí)間、空間的關(guān)系，但方程的解有無(wú)窮多個(gè)，為了確定所需的溫度場(chǎng)，還必須知道初始條件（混凝土表面與周圍介質(zhì)之間溫度相互作用條件）和邊界條件（混凝土表面與周圍介質(zhì)之間溫度相互作用的規(guī)律）。在大多數(shù)情況下，初始瞬時(shí)溫度分布可以看作是一個(gè)常數(shù)，即當(dāng)τ=0時(shí)：

當(dāng)混凝土表面溫度T是時(shí)間的已知函數(shù)時(shí)，混凝土與水接觸時(shí)，表面溫度等于已知的水溫，滿足第一類邊界條件；當(dāng)混凝土表面溫度T是時(shí)間的已知函數(shù)時(shí)，若表面是絕熱的，則滿足第二類邊界條件；當(dāng)混凝土表面與空氣接觸時(shí)，若經(jīng)過(guò)混凝土表面的熱流量與混凝土表面溫度T和氣溫Ta之差成正比，則滿足第三類邊界條件：

式中，β為表面放熱系數(shù)；n為表面外法線方向；Ta為環(huán)境溫度。

3.2 混凝土絕熱溫升

在溫度場(chǎng)計(jì)算中，將水泥水化熱完全轉(zhuǎn)化為絕熱溫升時(shí)的溫升值，作為有限元計(jì)算程序中混凝土節(jié)點(diǎn)的熱源。

式中，θ（t）為混凝土絕熱溫升值；θ0為最大溫升值；m為水化反應(yīng)系數(shù)；t為混凝土齡期。文中根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得絕熱溫升值為49.2℃，系數(shù)m值根據(jù)不同的混凝土入模溫度取值不一樣（入模溫度30℃，m取值為1.422）。

3.3 管冷熱交換方程

混凝土中預(yù)先埋設(shè)冷卻水管，利用水管里的冷卻水與水管表面之間的溫差進(jìn)行熱交換，通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)降低混凝土的溫度。冷卻水和水管道之間的熱流量qconv滿足以下方程[8]：

式中，hp為管道的對(duì)流系數(shù)；As為管道的表面積；Ts，j為管道表面溫度；Ts，o為冷卻水溫度；Tm，j為管道入水口水溫；Tm，o為管道出水口水溫。

3.4 參數(shù)取值

3.4.1 混凝土配合比

單方混凝土原材料用量：水泥271kg，礦粉104kg，粉煤灰42kg，水 171kg，砂石1852kg，外加劑9.6kg。

3.4.2 彈性模量

混凝土各齡期彈性模量進(jìn)行如下推算：

式中，β為混凝土中摻合料對(duì)彈性模量修正系數(shù)；φ為系數(shù)；E0為混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下齡期為28d時(shí)的彈性模量。

3.4.3 混凝土熱力學(xué)及冷卻水管參數(shù)

混凝土熱力學(xué)特性參數(shù)取值如下：密度2450kg/m3，比熱容50kJ·g/（kN·℃-1），導(dǎo)熱系數(shù)10.44kJ/（m·hr·℃-1），熱膨脹系數(shù)1×10-5/℃，泊松比0.2。

冷卻水管特性參數(shù)取值：水管直徑50mm，壁厚1.5mm，對(duì)流系數(shù)371.667W/（m2·℃），比熱426.241kJ·g/（kN·℃-1）,流量5m3/hr，入口溫度30℃。

3.4.4 環(huán)境溫度

現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)養(yǎng)護(hù)防風(fēng)防雨大棚保證混凝土在養(yǎng)護(hù)期間處于一個(gè)可控的溫度和濕度環(huán)境，棚內(nèi)環(huán)境平均溫度取為30℃，按照正弦規(guī)律分配每日各時(shí)刻溫度值，晝夜溫度波動(dòng)幅度為±10℃見圖3。

圖3 環(huán)境溫度變化

3.5 邊界條件

混凝土表面向保溫介質(zhì)傳熱的總傳熱系數(shù)（不考慮保溫層的熱容量），可按式（7）計(jì)算：

式中，βs為總傳熱系數(shù)，W/m2·K；Rs為保溫層總熱阻，m2·K/W。

式中，δi為第 i層保溫材料厚度，m；λi為第 i層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）；βμ為固體在空氣中的熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/（m2·K）。

根據(jù)混凝土保溫方案，混凝土上表面覆蓋2層30mm的礦棉被進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，計(jì)算βs值為2.37W/（m2·K）；混凝土側(cè)面帶模養(yǎng)護(hù)，模板外覆蓋2層30mm礦棉被進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，計(jì)算βs值為2.05W/（m2·K）。

根據(jù)工程情況，為考慮混凝土一步臺(tái)、墊層和基巖散熱條件以及基巖和墊層對(duì)混凝土約束條件，有限元模型采用混凝土、墊層與基巖共同建模，基巖厚度取為5m，基巖5m以下約束空間三方向位移見圖4?；炷羵?cè)模與空氣的對(duì)流系數(shù)8.676kJ/（m2·h·℃），混凝土頂面保溫層與空氣的對(duì)流系數(shù)4.435kJ/（m2·h·℃），基巖5m以下處溫度取為恒溫20℃。

圖4 混凝土承臺(tái)1/4三維有限元對(duì)稱模型

4 計(jì)算模型及監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

4.1 模型分析結(jié)果

在進(jìn)行水管冷卻分析時(shí)，假設(shè)混凝土各向同性，因搭棚故不考慮太陽(yáng)輻射對(duì)混凝土溫度場(chǎng)的影響。采用有限元軟件Midas/FEA，建立承臺(tái)空間模型，承臺(tái)尺寸為25.2m（長(zhǎng)）×25.2m（寬）×7.765m（高）?？紤]分層澆筑施工過(guò)程，根據(jù)對(duì)稱性原則，取整體模型的1/4進(jìn)行計(jì)算。

如圖5所示，由于篇幅限制，選擇部分時(shí)間的溫度云圖顯示，選擇時(shí)間為 0.25、3、7、28d，圖中括號(hào)為混凝土內(nèi)部最高溫度值。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，承臺(tái)內(nèi)部最高溫度為77.2℃（入模溫度30℃），溫升峰值47.2℃，峰值出現(xiàn)時(shí)間在開始澆筑后的72h。

圖5 水化熱溫度計(jì)算

如圖6所示，可以看出6#測(cè)位的最大值發(fā)生在6-4的位置，即該測(cè)位的中心位置，最大溫度值為74.38℃，底層的6-1溫度最低，頂層的6-7溫度次之，該位置里表溫差最大值為20.4℃。

圖6 6#測(cè)位水化熱溫度計(jì)算值

如圖7所示，冷卻水管出水口溫度要比入水口溫度高，其差值為正值，水溫沿著水管流向溫度增高，水管可以帶走一部分熱量；從圖形上看溫差值最大的發(fā)生在72h，其數(shù)值為4.19℃。72h時(shí)正是混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)，冷卻水管的入水口溫度恒為30℃，側(cè)面說(shuō)明溫差越大，帶走的熱量就會(huì)越多。

圖7 單層冷卻水管出水口溫度與入水口溫度之差計(jì)算值

如圖8可以看出，同時(shí)刻內(nèi)，冷卻水管周圍50cm范圍內(nèi)混凝土溫差最大值為35.01℃，超出規(guī)范的規(guī)定，因此需要在通冷卻水時(shí)嚴(yán)格控制入水口的溫度。

圖8 冷卻水管周圍溫度分布計(jì)算值

如圖 9 所示，選擇時(shí)間為 0.25、3、7、28d 的應(yīng)力結(jié)果，應(yīng)力為水平方向SYY方向，括號(hào)內(nèi)部為最大應(yīng)力值。觀察應(yīng)力計(jì)算結(jié)果時(shí)，在冷卻水管周圍有部分應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉應(yīng)力，因此在現(xiàn)場(chǎng)需注意冷卻水的溫度，以避免混凝土開裂。

圖9 承臺(tái)混凝土水化熱應(yīng)力計(jì)算

如圖10所示，冷卻水管周圍混凝土的應(yīng)力水平部分時(shí)間超過(guò)了其允許應(yīng)力水平（澆筑完成后7d內(nèi)），代表混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)極大，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的原因就是冷卻水的入口溫度，實(shí)際開展溫控工作時(shí)，可通過(guò)升高入水溫度降低開裂風(fēng)險(xiǎn)。

圖10 冷卻水管周圍混凝土應(yīng)力與允許應(yīng)力計(jì)算

4.2 實(shí)測(cè)監(jiān)控結(jié)果

承臺(tái)混凝土采用薄層連續(xù)澆筑，每層厚度控制在400mm以內(nèi)?；炷劣昧考s為5000m3，澆筑時(shí)采用2個(gè)混凝土泵車，歷時(shí)50h澆筑完成。在混凝土收面過(guò)程中，覆蓋一層塑料薄膜，以保證混凝土中水化反應(yīng)用水。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中隔天觀察表面養(yǎng)護(hù)水的散失情況，如有散失較快混凝土表面發(fā)白位置，則進(jìn)行局部或整體表面補(bǔ)水作業(yè)，根據(jù)混凝土溫度選擇補(bǔ)給用水的溫度，避免對(duì)混凝土造成“冷激”。承臺(tái)頂面覆蓋2層1cm厚的棉被，側(cè)面覆蓋2層1cm厚的棉被，外框設(shè)置防風(fēng)、防雨棚，用于主動(dòng)控制承臺(tái)降溫速率，預(yù)防惡劣天氣突然降溫導(dǎo)致混凝土開裂。溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)從混凝土澆筑前開始，齡期為40d時(shí)結(jié)束，數(shù)據(jù)采集頻率為10min/次。

因項(xiàng)目作業(yè)面小，各層澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，如圖11所示，先澆筑的底層混凝土最早達(dá)到最高溫度，隨后各層混凝土依次達(dá)到最高溫度，且最高溫度的間隔時(shí)間正好是混凝土的入模時(shí)間差。從數(shù)值上看，中間測(cè)點(diǎn)位置的入模溫度29.6℃，該測(cè)點(diǎn)最高溫度79.3℃，實(shí)測(cè)溫升值49.7℃，到達(dá)溫升峰值時(shí)間為72.2h。

圖11 6#測(cè)位溫度監(jiān)測(cè)曲線

如圖12所示冷卻水管周圍溫度場(chǎng)分布，根據(jù)距離冷卻水管近遠(yuǎn)，溫度由低到高，呈梯度分布。

圖12 冷卻水管周圍溫度分布實(shí)測(cè)

由表1可知，傳感器-1與冷卻水管是緊貼著的，可以認(rèn)為傳感器-1的溫度值與冷卻水的溫度值相同。由表2可以看出，混凝土澆筑完成后36h時(shí)，傳感器-1與傳感器-6的溫差最大，最大值為23.9℃，隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的推移，溫差值逐步減小，到760h后溫差值減小到0.8℃。

表2 冷卻水管周圍實(shí)測(cè)溫度值

如圖13所示，混凝土在澆筑前期，由于混凝土的水化熱、外約束條件和施工荷載綜合在一起，應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜，應(yīng)力波動(dòng)幅度和頻率比較大。隨著時(shí)間軸往后推移，在養(yǎng)護(hù)階段，混凝土的應(yīng)力隨晝夜溫度變化呈規(guī)律性波動(dòng)。4個(gè)測(cè)點(diǎn)的最終狀態(tài)為受壓，混凝土不會(huì)開裂，這與混凝土拆除模版后觀察的結(jié)果一致。

圖13 混凝土S1～S4測(cè)點(diǎn)應(yīng)力測(cè)試曲線

4.3 理論計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

如圖14所示，矩形框線為冷卻水入口處溫度實(shí)測(cè)曲線，通過(guò)實(shí)時(shí)控制，入口水溫與混凝土內(nèi)部最高溫度相差在25℃以內(nèi)。時(shí)程曲線與混凝土的熱釋放曲線相似。在混凝土入模后，強(qiáng)度未形成前，混凝土呈塑性狀態(tài)，可適當(dāng)降低入口處冷卻水的溫度以帶走更多熱量。

圖14 入水口溫度實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)比

如圖15所示，承臺(tái)混凝土表面的實(shí)測(cè)溫度比理論溫度要高一些，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)的保溫方法和措施比較合適。由圖中實(shí)測(cè)曲線可以看出，在澆筑完成后的200h，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整保溫措施，表面降溫速率得到有效控制。在澆筑完成240h～650h時(shí)，實(shí)測(cè)值與理論值稍有偏差，是因?yàn)閰瘟寒?dāng)?shù)貢円箿夭畋容^大，雨水較多，通過(guò)減少保溫使得降溫速率變快的措施實(shí)現(xiàn)比較困難。在此期間，保溫措施一直延續(xù)前期的，未做改動(dòng)。

圖15 混凝土表面溫度理論與實(shí)測(cè)對(duì)比

從圖16中的數(shù)據(jù)可以看出，承臺(tái)最高溫度理論計(jì)算值是77.2℃，絕熱溫升值為47.2℃，歷時(shí)72h；而承臺(tái)最高溫度實(shí)測(cè)值為79.3℃，絕熱溫升值為49.7℃，歷時(shí)72.2h。實(shí)測(cè)最高溫度值比理論計(jì)算值高2.1℃，絕熱溫升值超過(guò)理論值?；炷林行臏囟葘?shí)測(cè)值比理論值大，分析其原因有三個(gè)：第一，受現(xiàn)場(chǎng)條件約束，混凝土澆筑速度較慢，在中間層混凝土澆筑時(shí)，底層混凝土已進(jìn)入快速放熱階段（從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)上看，中心層澆筑時(shí)，底層混凝土的溫度值為53.2℃），底層混凝土的熱量傳遞給中心層的混凝土；第二，澆筑時(shí)間正值夏季，結(jié)構(gòu)的澆筑持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，周圍環(huán)境（太陽(yáng)直射）傳遞熱量到鋼筋和混凝土上，此部分熱量計(jì)算時(shí)未做考慮；第三，冷卻水的溫度理論取值和實(shí)際情況有差別，理論取值造成的溫差較大，帶走的熱量比較多，冷卻水的作用更明顯。

圖16 混凝土中心溫度理論與實(shí)測(cè)對(duì)比

如圖17所示，冷卻水管附近的理論計(jì)算應(yīng)力曲線，由于未考慮動(dòng)態(tài)調(diào)整入水口水溫，因此在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中由于冷卻水作用產(chǎn)生了最大4.76MPa的拉應(yīng)力，即混凝土存在開裂風(fēng)險(xiǎn)。而在實(shí)際溫控實(shí)施過(guò)程中，如圖中實(shí)測(cè)曲線，調(diào)控了入口處水溫，冷卻水管周圍混凝土應(yīng)力狀態(tài)由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，確保了混凝土在整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程中不因采用了冷卻水管降溫措施而導(dǎo)致開裂。

圖17 冷卻水管周圍應(yīng)力實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)比

5 承臺(tái)水化熱溫控措施

由于環(huán)境溫度較高（澆筑時(shí)期為8月份），控制混凝土水化熱的各個(gè)環(huán)節(jié)十分必要，確保承臺(tái)的施工質(zhì)量。呂梁新建體育場(chǎng)的承臺(tái)采取以下水化熱溫控措施。

5.1 優(yōu)化混凝土配合比

承臺(tái)分一步、二步澆筑，水泥摻入粉煤灰、礦渣粉，減少水泥用量，達(dá)到降低施工過(guò)程水化熱的效果。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和優(yōu)化研究，確定了混凝土配合比，以保證在滿足混凝土強(qiáng)度等級(jí)和工作性要求的前提下，降低水泥用量。

5.2 控制混凝土的入模溫度

為了降低混凝土的最高溫升值，采用了控制承臺(tái)混凝土入模溫度的方法。通過(guò)控制原材料的溫度來(lái)控制混凝土的入模溫度是比較可行的辦法，如加冰塊降低混凝土攪拌用水的溫度，控制水的溫度在4℃左右；用遮陽(yáng)布覆蓋石子、砂子，降低原材料由于太陽(yáng)直射而引起的溫度升高；用灑水車對(duì)水泥罐進(jìn)行降溫等措施。

5.3 冷卻水降溫措施

承臺(tái)通過(guò)布置4層冷卻水管來(lái)降低其內(nèi)部的溫度?；炷粮采w冷卻水管后，開始通冷卻水，在混凝土強(qiáng)度形成前，入口處水的溫度很低，讓冷卻水在前期帶走更多熱量，在混凝土強(qiáng)度形成后，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制入口處冷卻水的水溫與混凝土內(nèi)部最高溫度之差小于25℃，冷卻水的流速通過(guò)流量計(jì)控制在0.6～1.0m/s之間。以監(jiān)控溫度和應(yīng)變數(shù)據(jù)為依據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作，確保混凝土施工質(zhì)量。

5.4 其他保溫保濕措施

在承臺(tái)混凝土澆筑之前，將保溫防風(fēng)棚搭設(shè)完成，其目的用于主動(dòng)控制承臺(tái)的降溫速率。在混凝土收面過(guò)程中，覆蓋一層塑料薄膜，以保證混凝土中水化反應(yīng)用水充足，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中隔天觀察表面養(yǎng)護(hù)水的蒸發(fā)情況，如遇到蒸發(fā)過(guò)快的時(shí)候，根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度，決定補(bǔ)給用水的溫度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)減少或增加覆蓋保溫層的厚度，使得降溫速率在有效控制范圍內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

利用有限元軟件midas/FEA對(duì)呂梁市新建體育場(chǎng)承臺(tái)大體積混凝土的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析，在關(guān)鍵部位布設(shè)溫度和應(yīng)變傳感器，實(shí)時(shí)反映混凝土的當(dāng)前溫度和應(yīng)變，在平時(shí)養(yǎng)護(hù)和惡劣天氣里指導(dǎo)了保溫養(yǎng)護(hù)工作。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明，冷卻水能夠有效地控制大體積混凝土在施工過(guò)程中的溫度及溫度應(yīng)力。具體結(jié)論如下：

（1） 制定針對(duì)大體積混凝土施工和養(yǎng)護(hù)的工藝流程，在澆筑前充分做好技術(shù)交底工作，嚴(yán)格按照溫控措施的要求進(jìn)行，以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為控制措施的依據(jù)；相同性質(zhì)位置養(yǎng)護(hù)措施要保證一致，以使溫控?cái)?shù)據(jù)具有代表性，同時(shí)根據(jù)監(jiān)控結(jié)果及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。

（2） 在高溫高濕環(huán)境下，對(duì)承臺(tái)采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)（第一層塑料薄膜、第二層土工布、第三層塑料薄膜，此三層為保濕鎖水養(yǎng)護(hù)措施），動(dòng)態(tài)調(diào)整2層保溫措施。澆筑完成后的14d內(nèi)，隔天噴灑養(yǎng)護(hù)用水，養(yǎng)護(hù)用水的溫度與混凝土內(nèi)部最高溫度差值小于25℃，可以將混凝土降溫階段的溫差和降溫速率控制在合理范圍內(nèi)。

（3） 冷卻水管降溫效果明顯，制定冷卻降溫水罐巡視制度，及時(shí)控制進(jìn)、出水口的溫度，以及進(jìn)水口溫度與混凝土內(nèi)部最高溫差不大于25℃，同時(shí)滿足里表溫差和降溫速率符合規(guī)范要求，可以有效帶走熱量。

（4） 在控制溫度指標(biāo)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求下，冷卻水管周圍的混凝土發(fā)生裂縫的概率很低。