1、高溫季節普通混凝土和大體積混凝土溫度測量及控制方案1. 概述新建衢州至寧德鐵路（福建段）站前工程5標，位于福建省寧德市，地處東南沿海，屬亞熱帶海洋性季風氣候，夏季最高溫度達到40，地表最高溫度達到48。管段內有3條鐵路線路通過，即正線11.757km、上行客車疏解線7.070km、貨車聯絡線6.887km，全長共計25.714km。其中隧道4座、橋梁18座，混凝土約40萬方。因此，控制高溫季節普通混凝土和大體積混凝土的溫度關鍵參數，防止混凝土內部產生較大的溫度應力、杜絕混凝土結構出現裂縫，保證混凝土結構的整體性、耐久性至關重要。 我部選取上行線嶺后特大橋16#墩（結構尺寸：長6.8x寬3.8x

2、厚0.56*高4.0米）作為普通混凝土模型代表，原因是此墩為空心墩，最小結構尺寸小于1米，代表了絕大多數普通混凝土結構物；黃坑尾大橋6#臺身（結構尺寸：長7.9x寬3.1x高2.0米）作為大體積混凝土模型代表，原因是絕大多數大體積混凝土結構物尺寸與該臺身相似。通過對上述兩個混凝土代表模型從入模溫度、芯部溫度、拆模溫差等關鍵參數及影響因子的溫度測量，找出關鍵參數與影響因子之間的關系，有針對性的采取控制措施，并檢測措施后的關鍵參數及影響因子的溫度變化，評估溫度控制效果，最終確定普通混凝土和大體積混凝土溫度控制方案。2目的保證入模溫度、芯部溫度、拆模溫差滿足鐵路混凝土工程施工質量驗收標準TB 104

3、24-2010中第6.4.5、6.4.9、6.4.10等條款的要求。序號關鍵參數溫度（溫差）備注1入模溫度不宜高于30。2芯部溫度不宜超過60，最高不得大于65。3拆模溫差混凝土芯部與表面、表面與環境之間的溫差不得大于20。3. 關鍵參數與影響因子的測溫方法序號關鍵參數影響因子測溫方法備注1入模溫度混凝土拌合溫度 紅外線測溫儀混凝土出站溫度紅外線測溫儀混凝土運輸溫度大氣環境溫度紅外線測溫儀大氣環境溫度JDC-2型建筑電子測溫儀混凝土介質溫度紅外線測溫儀2芯部溫度混凝土入模溫度JDC-2型建筑電子測溫儀水泥水化熱溫度計算3拆模溫差混凝土芯部溫度 JDC-2型建筑電子測溫儀混凝土表面溫度JDC-2

4、型建筑電子測溫儀大氣環境溫度JDC-2型建筑電子測溫儀4.關鍵參數與影響因子的相互關系4.1入模溫度與影響因子的相互關系混凝土拌合溫度混凝土拌合溫度為攪拌機生產混凝土時的溫度，通過原材料的溫度與用量可以計算混凝土拌合溫度，如表混凝土拌合溫度C45混凝土為28.7。 混凝土拌合溫度與混凝土出站溫度的關系序號溫度（）混凝土標號水泥粉煤灰河砂石子拌合水混凝土拌合溫度混凝土出站溫度1C45混凝土40.440.026.626.527.628.729.52C40混凝土40.740.425.624.625.626.228.93C35混凝土41.140.726.826.726.927.529.54C30混凝土

5、38.438.127.227.426.527.328.4例1：以C45配合比計算混凝土拌合溫度為：水泥295kg、40.4，粉煤灰126kg、40.0，河砂661kg（含水率4%）、26.6，石子1126kg（含水率0%）、26.5，外加劑4.21kg、35，水160kg、27.6；為了計算方便，把粉煤灰和外加劑都算成水泥用量。骨料溫度大于0時，c1=4.2，c2=0，則混凝土的拌合溫度T0=0.9（mc*Tc+ms*Ts+mg*Tg）+4.2Tw（mw-ws*ms-wg*mg）+c1（ws*ms*Ts+ wg*mg*Tg）-c2（ws*ms+wg*mg）/4.2mw+0.9（mc+ms+mg

6、），代入數值T0=0.9（425*40.4+661*26.6+1126*26.5）+4.2*27.6（160-4%*661-0*1126）+4.2（4%*661*26.6+ 0*1126*26.5）-0（ws*ms+wg*mg）/4.2*160+0.9（425+661+1126）=28.7。混凝土出站溫度混凝土出站溫度為混凝土性能檢測合格后出站時的溫度，通過紅外線測溫儀測量，C45混凝土出站溫度平均值為29.5。可以看出，混凝土出站溫度與混凝土拌合溫度相差不大，略高于拌合溫度，平均值大約高出1.7左右。混凝土運輸溫度混凝土運輸溫度為混凝土罐車從甲地到乙地運輸過程中罐體內的混凝土與攪拌罐相互摩擦

7、而產生的溫度，也包括罐體本身溫度的影響。通過溫度測量，可以得出混凝土運輸溫度比混凝土出站溫度高出1左右。大氣環境溫度大氣環境溫度受陽光照射與空氣流動的影響比較大，我們避開了中午高溫時段（高溫季節中午時段不生產混凝土）實測了三個點的大氣環境溫度、鋼筋溫度、模板溫度、混凝土介質溫度及混凝土入模溫度，如表所示。表 大氣環境溫度與混凝土入模溫度的關系序號測溫的時間、地點溫度（）大氣環境溫度鋼筋溫度模板溫度混凝土介質溫度混凝土入模溫度1黃坑尾大橋C45、6#臺身7月4日19:1030.128.428.428.734.3230.029.727.729.032.9330.228.427.128.833.84

8、29.828.427.429.230.7平均值30.028.727.628.932.95嶺后特大橋C35、9#墩身7月7日00:3028.528.528.626.930.3628.528.728.626.830.8平均值28.528.628.626.830.67三樂特大橋C30、30#承臺7月17日14:40（陰天）27.626.427.125.030.1828.626.827.325.530.8平均值28.126.627.225.230.4從表中可以看出，影響混凝土入模溫度的最主要因數還是大氣環境溫度，大氣環境溫度高入模溫度就高，大氣環境溫度低入模溫度就低，大約高出大氣環境溫度23。其它如鋼

9、筋溫度、模板溫度、混凝土介質溫度等由于自身結構尺寸較小，混凝土入模前進行了灑水降溫措施，因此對入模溫度影響極小，可以忽略不計。混凝土介質溫度混凝土介質溫度由于灑水降溫措施的影響，與混凝土入模溫度相差較大，對混凝土入模溫度影響極小，可以忽略不計。 綜合以上數據的分析，可以得出：混凝土入模溫度混凝土拌合溫度+3.04.0。混凝土入模溫度大氣環境溫度+2.03.0。4.2芯部溫度與影響因子的相互關系4.2.1混凝土入模溫度混凝土入模溫度直接影響了芯部溫度的高低，是芯部溫度重要的影響因子。因此，降低混凝土入模溫度是防止混凝土溫度裂紋、甚至開裂的重要舉措。混凝土入模溫度混凝土拌合溫度+3.04.0或大氣

10、環境溫度+2.03.0。4.2.2水泥水化熱溫度水泥水化熱溫度其實就是混凝土內部產生的溫度，是芯部溫度的主要影響因子，大約占了芯部溫度的60%。通過C45高標號混凝土的水泥水化熱計算，可以得出水泥水化熱溫度為40.9。T水泥水化熱=0.90（W*Q/C）+F/50=0.90（295*330/0.963/2372）+126/50 = 40.9 W水泥用量kg，295kgQ每千克水泥水化熱量，330J/kgC混凝土比熱（J/kg.K）,一般取C=0.963 J/kg.K混凝土的容重kg/m3,2372 kg/m3F粉煤灰用量kg，126kg4.2.3混凝土芯部溫度混凝土入模溫度+水泥水化熱溫度。4

11、.3拆模溫差與影響因子的相互關系4.3.1混凝土芯部溫度拆模時，混凝土芯部開始降溫前不得拆模。4.3.2混凝土表面溫度 拆模時，混凝土芯部與表面、表面與環境之間的溫差不得大于20。4.3.3大氣環境溫度拆模時，大風及氣溫急驟變化時不應拆模。5.關鍵參數與影響因子的測量與分析5.1上行線嶺后特大橋16#墩身的測量與分析-普通混凝土代表模型混凝土溫度測量與分析選取了空心薄壁結構的上行線嶺后特大橋16#墩身（長6.8*寬3.8*厚0.56*高4.0m）混凝土進行測量，測點布置見圖5.1.1。圖5.1.1 測點布置圖5.1.2混凝土入模溫度的實際測量結果為32.6、31.9，略大于30.0，經過使用井

12、水降溫、罐車加裝保溫膜等措施后，入模溫度檢測為30.8、30.5，基本滿足了混凝土入模溫度的要求。通過上行線嶺后特大橋16#墩身芯部溫度、表面溫度及其溫差的測量分析，可以看出芯部溫度在36h后達到最高值62.6，小于驗標規定65.0；拆模溫差最高值達到17.5,小于驗標規定20.0。總之，該普通混凝土代表模型的芯部溫度和拆模溫差基本上都滿足驗標要求。見表5.1.3及圖5.1.3-1、圖5.1.3-2、圖5.1.3-3。表 混凝土芯部溫度、表面溫度及其溫差的關系測點溫度（）開始時間延后4h延后8h延后12h延后16h延后20h延后24h延后28h延后32h延后36h芯部09:3042.345.4

13、47.951.053.455.658.861.662.6表面09:3032.133.336.840.642.043.443.844.545.1溫差09:3010.212.111.110.411.412.215.017.117.5測點開始時間延后40h延后44h延后48h延后52h延后56h延后60h延后64h延后68h延后72h芯部09:3062.161.861.460.659.658.557.355.753.5表面09:3045.645.244.343.442.741.540.438.736.2溫差09:3016.516.617.117.216.917.016.917.017.3圖1 芯部溫

14、度曲線圖2 表面溫度曲線圖3 溫差曲線5.2黃坑尾大橋6#臺身的測量與分析-大體積混凝土代表模型5.2.1大體積混凝土溫度測量選取了結構尺寸較大的黃坑尾大橋6#臺身（長7.9*寬3.1*高2.0m）混凝土進行測量，測點布置見圖5.2.1。圖5.2.1 測點布置圖5.2.2混凝土入模溫度的實際測量結果為34.3、32.9、33.8、30.7（見表4.1.4），略大于30.0，經過使用井水降溫、罐車加裝保溫膜、避開高溫時段打灰等措施后，入模溫度檢測為31.4、30.4、29.7、29.4，基本滿足了混凝土入模溫度的要求。5.2.3通過黃坑尾大橋6#臺身芯部溫度、表面溫度及其溫差的測量分析，可以看出

15、混凝土芯部溫度主要受水泥水化熱溫度的影響較大，大約在混凝土澆筑完成后18h達到65，在36h達到最高值72.2，在96h降到65以下。混凝土表面溫度主要受晝夜大氣環境溫度及模板溫度的影響較大，基本上集中在3546之間。混凝土芯部溫度與表面溫度的溫差最高值出現在澆筑完成后36h達到27，大部分集中在2025之間，溫差降到20以下出現在144h之后。見表5.2.3及圖5.2.3-1、圖5.2.3-2、圖5.2.3-3。表5.2.3 混凝土芯部溫度、表面溫度及其溫差的關系測點溫度（）開始時間延后4h延后8h延后12h延后16h延后20h延后24h延后28h延后32h延后36h芯部20:3048.65

16、2.857.662.567.469.571.271.872.2表面20:3036.040.242.843.745.045.446.045.545.2溫差20:3012.612.614.818.822.424.125.226.327.0測點開始時間延后40h延后44h延后48h延后52h延后56h延后60h延后64h延后68h延后72h芯部20:3071.971.671.571.371.070.970.569.869.0表面20:3046.046.246.245.945.845.545.244.544.2溫差20:3025.925.425.325.425.225.425.325.324.8測點開

17、始時間延后76h延后80h延后84h延后88h延后92h延后96h延后100h延后104h延后108h芯部20:3068.268.067.566.665.564.763.962.661.9表面20:3044.044.043.142.141.341.340.238.338.1溫差20:3024.224.024.424.524.223.423.724.323.8測點開始時間延后112h延后116h延后120h延后124h延后128h延后132h延后136h延后140h延后144h芯部20:3061.160.159.759.158.658.056.955.855.3表面20:3037.336.836

18、.536.536.235.935.835.735.4溫差20:3023.823.323.222.622.422.121.120.119.9圖5.2.31 芯部溫度曲線圖5.2.32 表面溫度曲線圖5.2.33 芯部溫度與表面溫度的溫差曲線降低混凝土芯部溫度的措施。降低混凝土拌合溫度：選用低熱水泥、減少水泥用量、增大粉煤灰用量，粉罐進行噴淋處理，改進骨料級配、使用含泥量少的河砂，砂石骨料及外加劑進行降溫、遮陽、防曬處理，攪拌站的水盡量使用井水、適當加冰處理，使用緩凝高性能減水劑、強化保坍保水效果。降低混凝土出站溫度：混凝土罐車涂刷白色防曬漆、避開炎熱的白天澆筑混凝土。降低混凝土運輸溫度：混凝土罐車加裝防曬保溫膜、用水噴淋罐車外表面降