談冷卻水管在大體積混凝土施工中的應(yīng)用

1、談冷卻水管在大體積混凝土施 工中的應(yīng)用談冷卻水管在大體積混凝土施工中的應(yīng)用河南省交通建設(shè)工程有限公司王志紅摘要：本論文結(jié)合實際采用設(shè)置冷卻水管及其附屬措施在大體積混凝土承臺中應(yīng)用，減少了因溫差原因引起的大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，確保了大體積混凝土 施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞：冷卻水管大體積混凝土 應(yīng)用目前，在大體積混凝土施工過程中，內(nèi)外溫差的有效控制是減少溫差引起混凝 裂縫的最有效途徑。在2012年，由我公司承建的開封新區(qū)東京大橋的主橋承臺大積混凝土在4月下旬及5月上旬施工中，采用了在承臺內(nèi)埋置冷卻水管主要施工藝及相關(guān)附屬措施，取得了良好的效果，有效消除了溫差引起的裂縫，下面結(jié)合工實際予以介紹，以供同仁們

2、參考：1東京大橋大體積承臺的基本情況大體積承臺有兩種結(jié)構(gòu)尺寸：長X寬X高 =14.7mx 9.5mx 3.5m （4個）,X寬 X高=17.4mX 10.5mX 3.5m （4 個）。承臺混凝土設(shè)計標(biāo)號為C30,配合比標(biāo)號如下:水泥粉煤灰砂石水緩凝外加劑40076410561708.02大體積承臺絕熱溫升分析及計算由于承臺混凝土體積大，相對水泥用量較多，混凝土產(chǎn)生的水化熱較高。為控承臺基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部因水化熱引起的絕熱溫升，防止因混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大而產(chǎn)生裂縫，現(xiàn)對其進行絕熱溫升等分析和計算。水化熱絕熱溫度及最大水化熱絕熱溫度 Te （C）混凝土的水化熱絕熱溫升值，一般按下式計算：T（t）=

3、mcQ/c p * （1-e-mt）T（t）澆完一段時間，混凝土的絕熱升溫值，C；m每立方米混凝土水泥用量，kg/m3；本配比用量400kg/m3。Q水泥水化熱量，J/kg ;對于42.5號普通硅酸鹽水泥取用377J/kg ;C混凝土的比熱，一般取 0.96KJ/kgC；p混凝土的質(zhì)量密度，取 2400kg/m3e常數(shù)，為2.718 ;m 與水泥品種，澆搗時與溫度有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，一般為0.20.4。本計算取用均值0.3 ;t混凝土澆筑后至計算時的天數(shù)，d;各齡期混凝土的水化熱絕熱溫升值計算T (t )C天數(shù)mc* QC*p-mt/-mt1-e16.9611508002304-0.30.2592

4、29.5321508002304-0.60.451238.8431508002304-0.90.593445.7441508002304-1.20.698850.8451508002304-1.50.776854.6361508002304-1.80.8347在實際中，一般3天為水化熱絕熱溫升值最大值，和理論計算有一定出入，施 實際中我們將在砼內(nèi)部埋設(shè)測溫探頭以掌控溫度，以調(diào)節(jié)水流速度以控制砼內(nèi)外根據(jù)規(guī)范規(guī)定大體積混凝土的中心溫度與表面溫度之間的差值以及混凝土表面度與室外空氣中最低溫度（經(jīng)調(diào)查開封當(dāng)?shù)?4月份歷年溫度最低值為613C,月上旬歷年溫度最低值為13C）之間的差值均應(yīng)小于25 C。若

5、經(jīng)計算確認結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的拉裂能力時,允許不大于25C -30 C。但本橋承臺混凝土內(nèi)外溫均大于規(guī)定值，所以在施工中必須采取必要措施，才能保證承臺混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。3埋置冷卻水管主要施工工藝及相關(guān)附屬措施通過絕熱溫升分析及計算，我們在施工中主要采用了埋置冷卻水管施工工藝及關(guān)附屬措施以達到控制溫差的目的。3.1埋置冷卻水管通過冷卻水的熱交換，降低砼結(jié)構(gòu)的中心溫度。冷卻水管采用直徑© 32mm-般 水管,水平間距120cm,每層垂直間距120cm左右,共布置2層，進口設(shè)有調(diào)節(jié)流量的水 閥。冷卻水管安裝后，進行壓力通水檢驗，以免滲漏。每層循環(huán)冷卻水管被灌筑的混凝土掩蓋并震搗完畢后即可在該

6、層循環(huán)冷卻水管內(nèi)通井水。一般情況下，冷卻水的流量越小，進出水的溫差就越大，即出口水溫度越高，這將會影響冷卻水和混凝土的熱 交換,使帶出的熱量減少。因此，要通過水閥，調(diào)整循環(huán)水流量，并作好進出水溫記錄 控制好溫差。施工中冷卻管嚴(yán)格按預(yù)設(shè)的要求進行布置，以保證降溫效果 施工中實際布置如下:3.2對承臺混凝土進行保濕蓄熱養(yǎng)護蓄熱養(yǎng)護的作用在于減少表面的熱擴散，避免產(chǎn)生表面裂縫。保濕養(yǎng)護可以防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，并可使水泥水化作用順利進行，提高混凝土的極限抗拉、抗壓強度。施工中計劃采用以下養(yǎng)護措施：晚拆承臺模板，防止熱量散失；在表面覆蓋土工布后再加蓋帆布。用冷卻管流出的水進行養(yǎng)護，經(jīng)常澆水

7、,保持混凝土表面濕潤。3.3、對承臺砼進行溫控測量。為測定結(jié)物內(nèi)部溫度，在承臺混凝土中埋設(shè)測溫元件，隨時觀察混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差變化情況。根據(jù)觀測結(jié)果確定冷卻水管通水時間和蓄熱養(yǎng)護時間。為了準(zhǔn)確全面地了解砼的溫度變化和分布規(guī)律，在承臺中埋設(shè)測溫探頭，測溫元件埋設(shè)個 數(shù)及其分布情況如下圖，測溫片下端位于承臺厚度的1/2處。一般地說，混凝土的最高溫度出現(xiàn)在澆筑后的第三天左右，較大的溫度梯度出現(xiàn) 在承臺四周及表面附近，且都在降溫階段出現(xiàn)，因此降溫階段必需注意加強承臺的保 溫養(yǎng)護。承臺混凝土灌注后第 10天,混凝土內(nèi)部最高溫度可降至 50 C以下,溫度梯 度均小于20C，此時可以停止冷卻水循環(huán)和蓄熱養(yǎng)護

8、，進行下一道施工工序。332各時段內(nèi)、表溫度監(jiān)測控制如下：東京大橋主墩承臺內(nèi)、表溫度監(jiān)測控制統(tǒng)計表時間承臺內(nèi)日平均溫度'C承臺表 日平均 溫度C內(nèi)表日 平均溫 差C平均進 水溫 度C平均岀 水溫 度C出進水溫差C日平均氣溫C采取的對應(yīng)措施L2012-4-285941183341820正常流速2012-4-296950194450622正常流速2012-4-307041293441719加大流量2012-5-16842263642624加大流量2012-5-26441233541625正常流速2012-5-35540153240824正常流速2012-5-45141113641525正常

9、流速說明：承臺為C30砼，完工時間為 數(shù)為24次的均值。28日凌晨1點，施工后每小時測量一次，一天測量24次，平均由上表統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，埋置冷卻管很好的解決了內(nèi)、表溫差問題，使溫差控制在規(guī)范規(guī)定的范圍，達到了預(yù)期的目的3.4減少溫差的輔助對策采取分層灌注承臺混凝土，使混凝土部分熱量散發(fā)到空氣中。降低混凝土入模溫度。混凝土內(nèi)部溫度是水泥水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度和結(jié)構(gòu)物的散熱溫降等各種溫度的疊加。因此，降低混凝土入模溫度，可降低混 凝土內(nèi)部溫度。施工中采取如下措施實現(xiàn)降溫目的3.4.2.1水泥應(yīng)經(jīng)過充分時效方可投入使用（一般不少于7d）,不使用時效不足7d的“熱”水泥；3.422用井水沖洗石料，降低石料溫度；3.423直接采用現(xiàn)抽井水進行混凝土的拌合，以減低混凝土的初始拌合溫度;有條件時，可對砂石料進行遮蓋，減小太陽直射升溫。合理選擇原材料,優(yōu)化混凝土配合比343.1選用由焦作千葉水泥廠生產(chǎn)的 42.5號普通硅酸鹽水泥，水泥水化熱為 377J/kg ;采用級配良好的新鄉(xiāng)產(chǎn)525mm卒石,減小針狀、片狀、石粉含量3.4.3.3 采用優(yōu)質(zhì)平頂山魯山河砂（中砂）,細度模數(shù)在2.6左右,含泥量小于1%:3.4.3.4 在承臺混凝土中摻用緩凝劑，延長混凝土初凝時間（18小時左右）,滿 足