浅谈混凝土施工的温度控制措施

摘要：水利建筑施工是一个复杂的过程，在保证工期按时完成的前提下，还要确保工程质量，这就不可避免的要在夏季高温季节、冬季低温季节进行混凝土施工。为了保证高温、低温季节混凝土的施工质量，施工过程中需采取必要的温度控制措施，本文列举了一些经常采取的温控措施，以供参考。

关键词：建筑施工；混凝土；高温；低温；温度控制

Abstract: water conservancy construction is a complex process, in order to ensure the project completed on time, but also to ensure the quality of the project, it is inevitable to concrete construction in high temperature season, summer winter low season. In order to ensure the construction quality of high temperature, low temperature of concrete, the temperature control measures necessary to be taken in the process of construction, this paper lists some frequently take the temperature control measures, for reference.

Keywords: building construction; concrete; temperature; temperature; temperature control

中图分类号：U655.56 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

前言

对于水利建筑施工来说，进度和质量是相辅相成的，在保证工期按时完工的前提下，还要确保工程质量。，有时在工期紧张的施工环境下必须进行特殊季节的混凝土施工，那就不得不采取必要的温度控制措施，下文列举了一些经常采取的温控措施，以供参考。

1、夏季高温季节温度控制措施

1.1热工计算

由混凝土允许最高浇筑温度计算出混凝土的入仓温度，再由混凝土的入仓温度推算混凝土出机口温度T01。根据实测砂、石、水、水泥的温度以及砂、石的含水率和混凝土材料的配合比用量，计算出出机口温度T02。比较T01和T02两者的数值，如果T01大于T02，说明还要进一步改进温控措施。如果T01小于T02，说明采取的温控措施是合适的。

1）混凝土入仓温度计算

（公式一）

式中

TP：混凝土浇筑允许的最高温度，取设计规定值，26℃；

：混凝土入仓温度，℃；

Ta：外界平均气温，实际量测；

：混凝土浇筑过程中的倒灌系数，；

：铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖时间，根据实际浇筑速度确定 ；

将上述各项参数代入公式一，求得混凝土入仓温度。

2）混凝土出机口温度T01计算

（公式二）

式中

：混凝土入仓温度；

T01：混凝土出机口温度；

Ta：混凝土运输时气温，量测浇筑时的实际气温；

：温度回升系数，混凝土装、卸和转运每次，共两次，取0.0064；

混凝土运输时间=At，

A：混凝土运输时的温度回升系数，取0.0005。

t:运输时间,根据实际确定。

将上述参数带入公式二中,得出混凝土出机口温度T01

3）混凝土出机口温度T02计算

（公式三）

式中

T02：混凝土出机口温度，℃；

：分别为砂、石、水泥和水的比热，均取0.837kJ/(kg·℃)，Cw取4.19kJ/(kg·℃)

：分别为砂、石的含水量，取实际测值；

：分别为混凝土中砂、石、水泥和水的用量，㎏/ m3；

：分别为砂、石、水泥和水的温度，℃，取实际测值；

（公式四）

从公式四中可以看出：在混凝土配合比确定的情况下，要想降低混凝土的出机口温度，降低组成混凝土原材料的入机温度是关键。而其中比较现实的降温措施就是降低水泥、水、砂、石的温度。在混凝土浇筑前，分别测出砂、石、水泥的温度以及砂、石的含水率，利用公式四和计算出的出机口温度，计算出要达到出机口温度所需要的水、砂、石的温度。

1.2温控措施

（1）把砂石骨料尽可能多的堆放在遮阳棚。

（2）加高砂石骨料的堆积高度。

（3）拌和站集料斗在没有浇筑任务时保持空仓。

（4）混凝土开盘浇筑前1个小时对骨料洒水冷却。

（5）混凝土搅拌运输车的罐体部分加盖白色保温罩。

（6）水泥罐、粉煤灰罐周围及顶部搭设遮阳防晒网，蓄水池顶部搭设遮阳棚。

（7）使用深机井水源，浇筑混凝土前1小时开始抽水，然后再加冰降低水温。冰的储藏：在拌合站附近合适位置，开挖储冰窖，冰窖设顶棚。窖内底部铺设草帘、保温被后把冰堆放在保温被上，冰的四面用保温被包裹，外侧再覆盖塑料布。

（8）避开高温时段浇筑混凝土，在下午6点以后开始浇筑混凝土。

（9）在模板的、脚手架内侧搭设防晒网，避免阳光直接照射模板，降低仓内温度。

（10）在混凝土开仓前，利用地下水喷淋模板外侧，降低模板温度。

（11）混凝土收仓后，在仓面上铺设塑料水管，水管上打眼，形成滴灌，保证混凝土面一直保持湿润状态。

（12）混凝土层间间歇时间最低不得少于5天，以利于下层混凝土充分的散热，确保上下层混凝土温差不超过10℃。

（13）加强混凝土的养护。养护方式：为防止外界气温低，混凝土内外温差过大，产生裂缝，不能直接用井水养护混凝土及模板表面，白天井水晾晒后再洒水，晚上不再洒水，用保温材料覆盖混凝土及模板表面。立面和平面都采用土工布遮盖洒水养护，养护时间不低于14天，每个建筑物设置专人进行养护工作，及时填写养护记录。

对不拆除下层模板而直接向上支立模板的的槽身内模部位，对下部模板也要进行洒水养护。

（14）加强温度监测，做好温度监测记录，根据温度监测成果随时调整温度控制措施。

1.3、温度监测项目

昼夜气温监测；混凝土原材料温度监测；混凝土出机口温度监测；混凝土浇筑温度监测；混凝土浇筑块内部温度变化监测；其它临时温度监测。

2、冬季低温季节温度控制措施

2.1冬季施工条件

根据《水工混凝土施工规范》及《建筑工程冬期施工规程》相关规定，当日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时，应采取冬季施工措施。

2.2混凝土冬季施工的技术要求

根据《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）及《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）的相关规定，冬季施工具体要求如下：

（1）钢筋工程：钢筋负温冷拉方法控制冷拉率方法，其冷拉率的确定与常温相同，Ⅰ级d≤12mm，最大冷拉率不大于10%；Ⅱd≤25mm最大冷拉率不大于5.5%。并且要求钢筋冷拉温度不低于-15℃，在负温下冷拉后的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部径缩。钢筋焊接采用电弧焊且要求环境温度不低于-20℃，当气温低于-20℃时，在棚内进行。雪天或焊接现场风速超过5.4m/s（三级风）时，采取棚内焊接，并且要求焊接后冷却的接头避免碰到冰雪。

（2）混凝土在正温养护下获得一定强度后再受冻，混凝土结构不致造成破坏，后期强度能继续增长，最终强度可达到28d龄期强度的95%以上。这种受冻以前所应具有的强度称为允许受冻的临界强度。DL/T5144—2001«水工混凝土施工规范»规定，混凝土允许受冻临界强度值应满足下列要求：非大体积混凝土和钢筋混凝土不应低于设计强度的85%。

（3）混凝土用骨料清洁，在进入低温施工期以前筛洗完毕，堆存备用，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。

2.3冬季施工措施

经过实际验算并结合其它工程冬季施工的经验，原材料可采用蓄热法保温，混凝土结构周围可采用暖棚保温法。

（1）蓄热保温法

原材料：砂、石骨料、水泥等进行保温堆放。即两层苫布加两层工业毛毡覆盖砂、石骨料。水泥、粉煤灰用一层苫布加一层棉被包裹储罐保温。

混凝土拌和：拌和用水加热使用，现场搭设锅炉保温棚一座用脚手架搭设框架、苫布和草帘围面顶及锅炉周围用石棉瓦围圈防火，根据现场混凝土的浇筑速度满足热水用量要求计算所用锅炉吨位。拌和混凝土前应用热水冲洗拌和机以使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间应比常温季节适当延长，一般延长20%~25%。提高混凝土的出机温度首先考虑热水拌和，当热水拌和尚不能满足要求时，再加热砂石骨料，水泥不得直接加热。用热水拌和，水温一般不宜超过60℃。超过60℃时应改变拌和加料顺序，将骨料与水先拌和然后加入水泥拌和，以免水泥假凝。混凝土浇筑前实测各种原材料温度并根据下列公式计算水温，以此控制混凝土温度。

T0＝［0.84(GC﹡TC+ GS﹡TS+ Gg﹡Tg)+4.19 TW(GW- PS﹡GS- Pg﹡Gg)+ bPS ﹡GS﹡TS+ bPg﹡Gg﹡Tg-B﹡PS ﹡GS-B﹡Pg ﹡Gg］/［4.19 Gw+0.84(Gc +Gs +Gg)］

式中T0——混凝土拌合物的理论温度（℃）；

Gw、Gc、Gs、Gg ——每立方米混凝土中水、水泥、砂、石的用量（kg）；

Tw、Tc、Ts、Tg ——水、水泥、砂、石的温度（℃）；

PS、Pg——砂石的含水率；

b——水的比热（KJ/kg·K）；

B——水的溶解热（KJ/kg）；

当骨料温度＞0℃时，b=4.19,B=0；

当骨料温度≤0℃时，b=2.10,B=330；

混凝土在搅拌后的温度可按下式计算：

T1＝T0－0.16（T0－Td）

式中： T1 ——混凝土自搅拌机中倾出时的温度（℃）；

T0——混凝土拌合物的理论温度（℃）；

Td——搅拌棚内的温度（℃）。

混凝土的运输使用混凝土罐车，当温度比较低和运输距离较远时可以利用汽车废气进行保温，在车厢底板上加2mm厚钢板，形成约50mm高的空腔，通入废气加热，其温度可达130～135℃。为保证安全，应使车厢底的废气出口截面面积比入口管子截面大4～5倍。混凝土温度的降低按下式计算：

T2＝T1－(at+0.032n)（T1－Tq）

式中： T2——混凝土经过运输、成型后的温度（℃）；

T1——混凝土自搅拌机中倾出时的温度（℃）；

t——混凝土自运输至成型的时间（h）；

n——混凝土的倒运次数；

Tq——室外温度（℃）；

a——温度损失系数。

初步取a=0.15。

并且在混凝土浇筑过程中派专人按照规定测温，并根据实测温度随时调整以控制温度。

现场设专人加强混凝土温度的测控，室外气温及环境温度每昼夜不少于4次，并包含最低、最高温度；拌和机棚内温度每工作班不少于4次；水、水泥、砂、石温度每工作班不少于4次；混凝土出罐、浇筑、入模温度每工作班不少于4次；混凝土浇筑后从入模开始到达到受冻临界强度前，应至少每隔6小时测一次。测温时温度表留置在测温孔内不少于3分钟。保证混凝土出机温度不低于5℃，浇筑温度不低于3℃，抹面温度不低于2℃。混凝土分层浇筑时，已浇筑层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前不低于2℃。

（2）暖棚保温法：暖棚法即在混凝土结构周围用保温材料搭成暖棚，在棚内设置供热设备等进行采暖，使混凝土浇筑和养护处于正温条件下。暖棚法施工时，棚内各测点温度一般不宜低于5℃，各测点应选择具有代表性的位置，宜在离地面50cm处设点，混凝土施工时，每昼夜测温不应少于4次。混凝土养护期间应测量棚内湿度。混凝土不得有失水现象，有失水现象时应在混凝土表面撒水。

搭设暖棚进行保温，暖棚形状根据建筑物形状特征设计。暖棚结构采用现场绑扎式。暖棚结构根据浇筑混凝土结构采用整体式暖棚以利于施工和养护。暖棚立柱可采用脚手管搭设，保温层为两层苫布中间一层草帘子结构，用铅丝、夹板木条等固定在里层脚手架上。在暖棚周圈屋架柱之间用脚手架连接成整体，保持稳定，此脚手架兼做棚壁支撑。为保证棚内空气流畅，棚壁对称设置两个风道，必要时用鼓风机为棚内换气。下料口采用麻袋片包草帘保温，设活动料口盖。

混凝土结构基础养护采用塑料薄膜覆盖保湿加两层棉被覆盖保温；待混凝土强度高于受冻临界强度后方可拆除模板，拆模后采用立即刷涂一层养护液保湿，然后包裹塑料膜薄加棉被保温，保证混凝土质量。

暖棚内采用蒸汽锅炉对混凝土结构进行保温保湿，并配备足够的人员管理，使棚内温度保持在5℃以上，根据天气温度的变化，调整改变棚内温度。尤其在混凝土初凝前面层抹面时，要严格控制好仓面温度。

3、结语

混凝土温度控制是施工过程中的重要环节，如果温控措施做不到位，混凝土极易产生温度裂缝或遭受冻害，只有把好施工过程的每道工序质量，积极探索和研究，采取有针对性的温控措施，才能最大程度的降低裂缝及冻害的产生。

参考文献：

【1】《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）

【2】《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）