大体积混凝土循环水降温施工工法Word下载.docx
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施工工艺流程见以下图5.1--1
5.2要紧施工操作要点
以河南省义煤集团5000t/d新型干法熟料水泥生产线工程生料粉磨立磨设备基础大体积混凝土为例。
该设备基础为20.2×
12.0m
，基础底标高为-5.50m，C30砼一次浇筑量为1360m³
。
整个基础均配置双向φ14＠200钢筋、呈笼状形式，并在标高-3.5m处设置一道水平钢筋网片。
如图5.2—1所示。
5.2.1砼温升和冷却循环水管、测温点埋设计算
（1）砼温升计算
依照体会公式
Tmax=To+Q/10（5.2.1—1）
式中Tmax----为砼内部的最高升温值;
To----为砼浇筑温度。
按夏天15天平均气温取30℃；
Q-----为C30每立方米砼中PO42.5矿渣水泥用量取368㎏/m³
，
则施工中砼中心最高温升值为：
Tmax=30+368/10=66.8℃
（2）冷却循环水管埋设计算
图5.2.1—1立磨基础循环水管道立面示意图
1）依照《高层建筑施工手册》（同济大学版）及热互换原理，每一立方砼在规按时刻内，内部中心温度降低到表面温度时放出的热量，等于砼在硬化期间散失到大气中的热量。
2）依据该基础设计尺寸、配筋、埋件、留洞、夏天日夜气温转变及砼温升梯度等情形，以￠48冷却循环水管所承担的砼理论降温体积为基准，通过精准计算（计算进程略）确信，冷却循环水管道依照左、中、右三个循环系统进行安装。
冷却循环水管安装上下中心距为660mm，左右中心距为1710mm（如图5.2.1—2所示），三个系统循环水管呈之字形布置。
图5.2.1—2冷却循环水管道安装节点详图
（3）温控点布置及安装：
1）通过计算，关于该基础工程的不同深度的三个冷却循环水系统，设置28处测温点（布置如图5.2.1--3所示）。
2）采纳WZG-010电阻温度传感器（上海产）作为最大体测温单位，在混凝土上、中、下部位进行埋设，上下传感器中心距混凝土上表和下底300mm，离循环水管大于300mm,安装时传感器与钢筋接触处需用绝缘材料隔离如图5.2.1--4所示，以便准确地监测混凝土的内部温度转变。
5.2.2温控进程操纵
（1）为了准确操纵大体积混凝土温差，把握不同深度处温度转变和施工时期早、中期温差的进展规律，在基础一侧设置一台
XQC—300自动操纵仪（上海产），用以测定铜热电阻温度传感器的电阻转变，并与50型多级水泵的自动电子磁力信号操纵系统连接成三个操纵回路如图5.2.2--1所示。
（2）该智能信号操纵系统以基础混凝土内、中、外层温度与混凝土表面温度的温差转变作为操纵点。
依照现行施工标准要求，大体积混凝土梯度温差不宜大于25℃；
超过25℃±
2℃时，智能系统自动启动多级水泵加档增加水流量，以便及时地采取有效而相应方法，操纵混凝土梯度温差不超过标准规定的标准：
1）操纵系统必需使设定温度的分辨率≯0.1℃、温度误差率≤±
5℃。
2）若是冷却循环水池中水的温度比大体积混凝土中心温度所低值≤10℃时，通过补水管道进行水池水温调剂，直至抵达冷却循环水能够有效地降低混凝土温度为止。
冷却循环水池中需设置溢流管或预置小型潜水泵及时排出高温水。
3）温控和测温记录必需保证持续进行，将XQC—300自动操纵仪的自动记录依照下述规定进行人工监控：
①前七天依照每距离2小时记录一次；
②七天后依照砼实际温度差值相应减少测温记录次数，每4小时记录1次；
③持续进行测温记录时刻很多于14天，测温记录有关人负责，发觉局部或整体温度升高，及时进行人工调整循环水流速或调整基础面的养护材料，使砼基础中心温度与外界温度的差值不大于。
4）大体积混凝土温控和养护时刻：
依照砼监测温度的差值进行确信，基础表面的养护采纳麻袋、草袋、塑料布等材料覆盖。
一样情形下砼浇筑从覆盖完第一道循环水管8小时后（即砼开始温升时）开始启动相对应的循环水系统，砼浇筑完成后，当混凝土内外温差持续3天低于标准标准值
25℃时，可停止循环水降温，正常情形下一样为10d左右。
冷却循环水停止后，用大体积混凝土同配合比的水泥砂浆将循环水管灌实。
义马水泥厂立磨大体积砼2～14d实测温度转变值如图5.2.2—2所示。
5.2.3配合比及材料操纵
（1）水泥的选择：
选择质量稳固，含碱量低，强度丰裕系数大，强度品级为≥32.5的矿渣水泥比采纳硅酸盐水泥所产生的水化热相应来讲要低。
（2）粗细骨料的操纵：
1）粗集料：
选用5～30㎜自然持续级配的不含或少含针片状的碎石,含泥量小于1﹪；
2）细集料：
细集料的级配也应象粗集料一样，通过实验调整后达到最正确状态。
以采纳中、粗砂为宜，含泥量小于2﹪。
（3）外加剂选择：
外加剂选择必需与水泥有良好的适应性，应依如实验室的要求正确地选择外加剂及其掺量。
（4）超细活性掺合料
一般混凝土超细活性料掺合料的选择，依照国家标准采纳性能指标等于或好于Ⅰ级的粉煤灰，其掺量一样依照25%操纵。
（5）配合比的优化
1）砂率的确信：
施工当中，依照密实度和流动性两个方面，从中优选出一个最正确值。
选用石英含量高、颗粒形状浑圆、干净、级配良好、细度模数在2.6～3.2之间的中粗砂,从而保证混凝土工作性能的最优和强度最高。
2）胶凝材料用量的确信：
外掺剂和粉煤灰的用量，由实验确信。
3）施工现场通过上述对原配合比进行调整，取得混凝土的初步施工配合比。
依照初步配合比的要求试配混凝土，查验混凝土拌和物的各类性能是不是知足要求，如不知足，以调整到知足为止，从中得出施工配合比，从而知足大体积混凝土低水化热、易泵送等工艺要求特点。
5.2.4大体积混凝土生产操纵
（1）计量和搅拌：
砼搅拌站依照正式配合比进行搅拌，必需保证精准计量砼原材料,并在生产进程中能对原材料品质均匀性、配合比参数的转变等及时进行操纵。
在运输到现场时如发觉其坍落度不足时，可向混凝土拌合物中加入少量高效减水剂保坍剂或同标号的水泥浆，切忌加水。
（2）施工配合比操纵：
砼强度试块数量应按1d、7d、28d制作同条件和标养试块，以便对外加剂掺量与用水量进行严格要求操纵。
5.2.5砼浇筑操纵
（1）采纳“一个坡度，薄层浇筑，循序推动，一次到顶的浇筑方式”，尽可能缩小砼的暴露面，加大砼的浇筑强度以缩短浇筑时刻。
（2）
浇筑和振捣操纵：
针对施工条件及现场环境的限制，在施工时严格进程操纵，专门注意工序的衔接、振捣方式和浇筑进程中的遮阳方法。
为保证新浇筑在底层砼初凝前覆盖，每层浇厚挖制在0.4m之间。
大体积砼浇筑斜面分层如图5.2.5—1所示。
（3）砼泵送时自然形成一个坡度，在浇筑面的上、中、下布置3道振捣棒，确保新老砼结合密实。
随着砼浇筑向前推动，振捣棒也相应跟上，保证整个砼浇筑层的质量。
如图5.2.5—2所示。
5.2.6大体积砼其它温控方法
图5.2.6—1工程遮阳篷示例
大体积混凝土在整个施工进程中，重点是从减少砼温升着手，除有效地冷却循环水降温外,必要的常规方法必不可少。
如夏日施工在整个砼输送管道上覆盖草袋、在整个基础施工区搭设遮阳棚（如图5.2.6—1例如照片）等方法，并常常喷洒冷水降低砼输送管的温度，辅助成效也专门好。
同时还应注重以下几个方面：
（1）操纵砼的出机温度和浇筑温度：
1）砼的原材料温度操纵：
砼原材料中石子的比热较小，但它在每立方砼中所占的重量较大，砂次之，水泥的温度阻碍很小，水的比热最大，但它的重量在每立方砼中只占一小部份，因此，对砼出机温度阻碍最大的是石子及水的温度，因此，最有效的方法是降低石子及水的温度。
在气温较高时，为避免太阳的直接照射，对砂、石料场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射或利用冷水冲洗骨料；
利用井水进行混凝土的拌制也能够降低混凝土的出机温度，这就需依据现场的施工条件而灵活把握和操纵。
2）砼出机温度操纵：
砼从搅拌机出料后，经泵送、浇筑、振捣等工序后的砼温度为浇筑温度，常温情形下，最高入模温度应操纵在≯25℃，使混凝土凝固时其内部在较低的温度起升点升温。
6材料与设备
6.1材料
本工法采纳的混凝土材料与通常利用的一般混凝土材料一样，施工中除依照标准要求的材料标准进行操纵外，应重点操纵可能引发大体积混凝土温升的材料因素见表6.1--1。
表6.1-1大体积砼材料技术标准
材料
品种或最佳粒径
主要成份
掺量
水泥
矿渣水泥：
≥PO32.5
含C3A及碱量低、无氯盐
依据试验配合比优化后确定
粗集料
碎石：
5～30mm连续级配
针片状＜15%、含泥量＜1%
细集料
中粗砂：
细度模数为2.6～3.2
石英含量高，
含泥量＜2%
外加剂
高效减水剂
减水率＞25%，无氯化物
掺合料
Ⅰ级粉煤灰
符合国家标准
水
饮用水
6.2机具设备
要紧机具设备见表6.2—1所示。
表6.2-1要紧机具设备表
序号
名称型号规格
规格
数量
备注
1
振捣器（插入式）
ZX-50
6套
混凝土振捣
2
振动器（平板式）
---
1台
3
砼输送泵
HBT60C
混凝土输送
4
循环水管
普通碳钢管Φ48、Φ80
计算确定
冷却循环水输送系统
5
智能PRC温度控制仪
XTRM-42X-15/G系列
3套
温度变化监测
6
自动电子磁力信号控制系统
信号自控系统
7
变频电机及多级水泵
----
3台
循环水变级供水
8
热偶传感器
JDC-2
84根
混凝土温度监测
7质量要求操纵
本工程质量操纵应达到设计要求，符合现行国家施工验收标准外，还须采取以下相关方法：
7.1砼温差计算操纵
7.1.1大体积砼温差值必需依照工程特点、人材机和环境条件等因素来计算确信。
通常情形下，可依照已施工的大体积砼的现场实测升温、降温数据资料修正后得出。
7.1.2在计算最高温升值时，以单位水泥用量及砼浇筑温度为要紧因素，精准进行计算来确认，同时要考虑施工期间环境气候对其的阻碍。
7.2冷却循环水管和测温点设置计算操纵
7.2.1冷却循环水管规格大小、设置间距和分层系统、测温点布置和采纳水泵大小等的确信，要考虑以下因素：
（1）循环水管接触面砼的热阻系、比热、导热系数及其修正值；
（2）砼的体积，砼与循环水接触的表面面积；
（3）所用水泥品质、水泥水化热释放的速度、砼维持到最高温度的延续时刻及砼在指按期龄内水泥的水化热取值标准、砼的初凝和终凝的时刻；
（4）热互换所需冷却循环水流量和阻抗等。
7.3冷却循环水管和传感器安装操纵
7.3.1若是冷却循环水管在大体积砼内部充当钢筋网片的支撑系统，必需对所用管的刚度和强度有较高的要求标准，一样情形下，只考虑水的压力、新浇砼的压力及振捣棒对其的震动力。
尤其是弯管和焊缝等处，必需严格依照标准进行验收。
7.3.2管道安装完成后必需进行试压和试运行，以便于及时整改所显现的问题。
7.3.3所用管道必需是没有通过防腐处置，而且要将铁锈等清除干净，便于与砼粘结。
7.3.4电阻传感器的安装必需严格依照要求进行，绝缘成效、与钢筋或埋件的间距要操纵适当，幸免所测定的温度忽大忽小而失真。
7.3.5传感器预置导线安装完成后，必需进行测试调整。
7.4砼施工操纵
7.4.1配合比质量操纵
（1）采纳低水化热的矿渣水泥，标号不低于PO32.5级。
（2）最大水泥用量≯550㎏/m³
（3）外加剂不含氯离子，且达到和超过砼浇筑工艺所要求的初凝时刻参数。
（4）砼坍落度测定每工作班很多于二次。
（5）砼配合比同时符合泵送工艺的相关规定。
7.4.2砼计量质量操纵
混凝土拌制应依照配合比，对水泥、砂、石、水、外加剂严格计量，检查内容为：
（1）拌制混凝土时，必需进行开盘鉴定，确信电子自动控料系统的精准度，并按期校核其准确性。
（2）水泥、水、外掺混合料、外加剂重量许诺误差±
2﹪，粗细骨料许诺误差±
3﹪。
（3）依照气候干湿的转变和气温高低的转变，应适时测定砂、石的含水率和调整配合比。
7.4.3砼拌制质量操纵
（1）拌制程序：
拌料程序：
砂→水泥→石子→外加剂→水。
（2）混凝土搅拌的最短时刻：
混凝土搅拌时刻太短，不能取得高质量的拌和物，为此必需操纵搅拌时刻，搅拌最短时刻不能少于90S。
7.4.4混凝土运输质量操纵
输送混凝土宜采纳搅拌运输车，容器应周密，内壁平整光洁，粘附的残渣应常常清理。
（1）延续时刻:
混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时刻不得超过下表规定。
因为运输时刻长，浇筑后专门快凝结，使持续浇筑接茬质量不能保证。
混凝土运至浇筑地址，应符合原规定的坍落度，如有离析现象，必需进行第二次搅拌，才能浇筑，一样一般混凝土延续时刻依照表7.4.4--1操纵。
表7.4.4-1混凝土延续时刻（㎜）
混凝土强度等级
延续时间
气温低于25℃
气温高于25℃
C30及C30以下
120
90
C30以上
60
注：
大体积砼的浇筑为幸免产生施工冷缝,初凝时刻需相应延长,一样在3h左右，这就需依照工程特点、现场条件、砼所掺外加剂性能通过实验配比确信。
（2）泵送混凝土的供给必需保证混凝土泵能持续工作，混凝土泵受料斗内应充满混凝土，以避免吸入空气形成阻塞，混凝土泵许诺中断时刻一样不得超过45min。
7.4.5混凝土浇筑质量操纵
（1）浇筑前的预备
1）对模板、支架、循环水温控系统、钢筋、预埋螺栓、预埋铁件的质量、数量、位置一一检查，并作好相关验收记录。
2）与混凝土直接接触的模板、垫层，应清除淤泥和杂物，用水湿润，基础基底应有排水方法，模板中的裂缝和孔洞应堵严。
3）混凝土自由倾落高度不该超过2m。
4）依照工程需要和气候特点，应预备好抽水设备、防雨、防暑、御寒等物品。
（2）浇筑进程中质量要点
1）混凝土浇筑应持续进行，应依照工程结构特点、配筋情形、振捣方式而定，不得超过振捣器的有效作用半径。
2）施工缝设置和继续浇筑：
大体积混凝土除设计有要求外，一样不许诺留设施工缝，如显现施工缝，应清除掉混凝土表面水泥薄膜和松动石子或软弱混凝土层，并加以湿润和冲洗干净，不得积水，施工缝处宜先铺水泥浆或与混凝土成份相同的水泥砂浆，方可继续浇筑混凝土。
3）砼浇筑进程中要注意爱惜冷却循环水管道、热传感器及其导线等设施，振捣棒不要直接碰砸或撬震这些设施。
7.4.6混凝土养护操纵
为使混凝土达到设计强度要求和避免产生裂痕，除对浇筑好的混凝土进行内部循环水温控降温外,表面要进行常规养护,养护时刻很多于14d。
8平安方法
在施工进程中,要严格依照《平安生产法》、《建筑平安检查标准》（JGJ59-99）等有关平安规程和规定执行，并采取如下方法：
8.1成立健全平安保证体系，成立以项目领导为首的平安责任制，并设置专职平安员。
8.2施工前，对施工人员进行平安技术交底，使所有人员熟悉所施工项目的平安情形。
8.3严格执行平安操作规程，正确配置和利用平安防护用品，使检查制度化，做到不违章作业和不违章指挥。
8.4依照施工组织设计或专项施工方案制定不同施工时期的平安防护方案,采取有效的平安防护方法,报有关部门批准后认真实施，增强操作人员的平安教育，并作好以防意外的平安应急预案。
8.5作好施工现场的围护和平安警示，禁止非工作人员进入施工区域。
8.6服从统一调度,听从统一指挥。
8.7做到工完料净场地清，弄好现场文明施工。
9环保方法
9.1噪音排放
合理安排、操纵作业时刻。
对搅拌站进行封锁，把机械运转噪声降至最低限度。
混凝土振动器选择低噪音振动棒。
对钢筋的加工棚进行封锁，噪音大的钢筋作业尽可能安排在白天。
木工电锯、砂轮切割机等噪音较大的小型设备在搭建临时房内作业。
模板的搬运、码放要轻拿轻放，拆除时，禁止将大面积模板直接撬除，要逐块进行，禁止将模板撬掉直接坠落在楼面上，应人工递到至楼面。
9.2现场无扬尘
场区硬化道路安排专人天天进行打扫、洒水，常常维持湿润状态，避免尘土荡漾。
水泥设封锁式水泥库，并当天利用当天打扫。
建筑垃圾清运时，要先洒水，后打扫，垃圾集中成堆后，装袋后方可运输。
混凝土搅拌机后台上料时，砂、石、水泥倾倒要缓慢进行，尽可能减少粉尘外扬。
9.3光污染
夜间操纵作业时刻，焊接作业尽可能安排在白天进行。
若是必需在室外进行夜间焊接，在焊接地址要加设挡板遮挡强光。
9.4杜绝施工现场火灾
气焊、气割作业及电弧焊切割钢筋时，操作者应携带一桶消防用水，放置在操作地址。
木工房每次下班将锯末刨花清理干净。
9.5合理处置固体废弃物
建筑垃圾和生活垃圾分类入池。
木工作业废料、金属废弃物，包装材料及时搜集，能二次利用的进行再利用，不能二次利用能出售的废料进行分类入池寄存，别离处置。
9.6生产及生活废水排放
操纵混凝土搅拌机冲水施工废水的流向，使其流入沉淀池寄存，别离处置。
9.7不利用含有有害物质的建筑材料
设备保养，维修产生的废机油合理寄存。
9.8最大限度地节能降耗
施工生产用水，现场生活用水做到最大限度的节约。
室外施工照明，作业终止或天亮后及时关闭照明灯。
室外照明灯具做到人走灯灭。
9.9环境爱惜
对所有作业人员进行环境爱惜方面的知识教育，爱惜好周边环境，做到文明施工，确保施工平安。
10效益分析
10.1社会效益:
大体积砼采纳本工法，能有效降低砼内部水化热，幸免砼温度裂痕的产生，确保大体积砼浇筑质量。
义马矿区质量监督站和我公司技术委员会等部门专家对该技术进行了跟踪鉴定认可，其成熟、靠得住性在河南省义煤集团5000t/d新型干法熟料水泥生产线项目工程的其它6项大体积混凝土工程中取得了查验和应用，其功效关于提高大体积砼的施工质量、延长工程寿命等方面具有较大的进展前景和潜在的社会效益。
10.2经济效益:
10.2.1河南省义煤集团5000t/d新型干法熟料水泥生产线工程（烧成系统）生料立磨和煤立磨2个设备基础大体积混凝土依照此工法优化配合比节约水泥费用为:
[（1360＋660）×
20%（粉煤灰用量）×
356（kg/）×
235（元/t）÷
1000÷
1000]－[（1360＋660）×
20%×
15（元/m³
粉煤灰）÷
1000]=27.74万元。
10.2.2与采纳30厚棉毡配合电热毯保温比较烧成系统节约费用10.6万元（14日夜算）。
11应用实例
11.1平顶山市广电中心工程
该工程由主楼和裙房组成：
主楼地上19层、地下2层，框剪结构。
工程总高度97.1m，总建筑面积16155m2；
该工程为C30筏板基础，基础厚度为2.0m、一次砼浇筑量为：
1500m³
，该工程筏板基础采纳了大体积砼冷却循环水温控施工技术，确保了该工程基础的施工质量，工程于2004年度被评为“中州杯”。
11.2义煤集团5000t/d水泥生产线工程
该工程烧成系统的生料立磨设备基础平面尺寸为20.2×
12m，基础底标高为－5.6m，C30砼量为1360m³
；
二、煤粉立磨基础平面尺寸为11.4×
7.7m，基础填深为-7.50m，砼浇筑量660m³
两设备基础均采纳了大体积砼冷却循环水温控施工工法，应用成效取得了业主、监理、设计和本地质量监督部门的充分确信，并在该水泥生产线的水泥磨等大型混凝土设备基础的施工中取得了应用和推行，取得了超级显著的经济效益。
该工程取得了2007年度省新技术应用示范工程银质奖，本工法的核心技术砼循环水温控技术是该新技术应用的关键内容之一。
要紧参考文献:
《高层建筑施工手册》（同济大学出版社1991版）
《建筑施工手册》（第四版缩印本2003年9月版）
《推行应用建筑业新技术资料汇编》（河南省建筑业协会2005年7月）
《建筑新技术》（2005年4月河南省建设教育协会编）。
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