大体积混凝土冷却循环水温控措施.docx

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大体积混凝土冷却循环水温控措施

大体积混凝土冷却循环水温控措施

由于大体积混凝土具有结构厚、体形大、施工技术要求高等特点，在大体积混凝土施工过程中，因水泥水化热作用产生很大的热量，混凝土表面热量散失较快，内部热量不易散发，从而内部与表面产生较大的温差。

当温差超过一定临界值时，致使混凝土产生温度应力裂缝，从而影响工程的耐久性。

本工程底板3.2米、2.6米厚采用“大体积混凝土冷却循环水温控施工工法”，防止了大体积混凝土产生温度应力裂缝的质量通病。

采用冷却循环水温控法降低大体积混凝土温升，通过测温点内热偶传感器所测混凝土内温度的变化规律，自动调节循环水管水流速度，平衡大体积混凝土内外温度，防止混凝土温差所产生的应力裂缝，确保工程质量。

施工工艺流程见下图

（1）砼温升计算

根据经验公式：

Tmax=To+Q/10

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℃

循环水管道立面示意图

（2）冷却循环水管埋设计算

1）根据《高层建筑施工手册》及热交换原理，每一立方砼在规定时间内，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、夏天昼夜气温变化及砼温升梯度等情况，以￠48冷却循环水管所承担的砼理论降温体积为基准，通过精确计算（计算过程略）确定，冷却循环水管道按照左、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（如下图所示），三个系统循环水管呈之字形布置。

冷却循环水管道安装节点详图

（3）温控点布置及安装：

1）经过计算，对于该基础工程的不同深度的三个冷却循环水系统，均匀设置测温点（布置如下图）。

说明：

砼深度分别为1.4、2.6、3.2米；

A点为1.0米，B点为2.0米，C点为3.1米

砼表面与基础外放置的热偶传感器进行比较温度差，用以控制流水量；

每一测点温度传感器均连接导线与温度测控仪相连。

2）采用WZG-010电阻温度传感器作为最基本测温单位，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，以便准确地监测混凝土的内部温度变化。

（1）为了准确控制大体积混凝土温差，掌握不同深度处温度变化以及施工阶段早、中期温差的发展规律，在基础一侧设置一台XQC—300自动控制仪（上海产），用以测定铜热电阻温度传感器的电阻变化，并与50型多级水泵的自动电子磁力信号控制系统连接成三个控制回路。

（2）该智能信号控制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变化作为控制点。

按照现行施工规范要求，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措施，控制混凝土梯度温差不超过规范规定的标准：

1）控制系统必须使设定温度的分辨率≯0.1℃、温度误差率≤±5℃。

2）如果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节，直至到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）温控和测温记录必须保证连续进行，将XQC—300自动控制仪的自动记录按照下述规定进行人工监控：

①前七天按照每间隔2小时记录一次；

②七天后根据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连续进行测温记录时间不少于14天，测温记录有关人负责，发现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间：

按照砼监测温度的差值进行确定，基础表面的养护采用麻袋、草袋、塑料布等材料覆盖。

一般情况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，当混凝土内外温差连续3天低于规范标准值25℃时，可停止循环水降温，正常情况下一般为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。

通常大体积砼2～14d实测温度变化值如下图所示。

大体积砼温差值必须根据工程特点、人材机和环境条件等因素来计算确定。

通常情况下，可根据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。

在计算最高温升值时，以单位水泥用量及砼浇筑温度为主要因素，精确进行计算来确认，同时要考虑施工期间环境气候对其的影响。

冷却循环水管规格大小、设置间距和分层系统、测温点布置以及采用水泵大小等的确定，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间及砼在指定期龄内水泥的水化热取值标准、砼的初凝和终凝的时间；

（4）热交换所需冷却循环水流量和阻抗等。

如果冷却循环水管在大体积砼内部充当钢筋网片的支撑系统，必须对所用管的刚度和强度有较高的要求标准，一般情况下，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，必须严格按照标准进行验收。

管道安装完成后必须进行试压和试运行，以便于及时整改所出现的问题。

所用管道必须是没有经过防腐处理，并且要将铁锈等清除干净，便于与砼粘结。

电阻传感器的安装必须严格按照要求进行，绝缘效果、与钢筋或埋件的间距要控制得当，避免所测定的温度忽大忽小而失真。

传感器预置导线安装完成后，必须进行测试调整。

1）配合比质量控制

（1）采用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间参数。

（4）砼坍落度测定每工作班不少于二次。

（5）砼配合比同时符合泵送工艺的相关规定。

2）砼计量质量控制

混凝土拌制应根据配合比，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，必须进行开盘鉴定，确定电子自动控料系统的精确度，并定期校核其准确性。

（2）水泥、水、外掺混合料、外加剂重量允许偏差±2﹪，粗细骨料允许偏差±3﹪。

（3）根据气候干湿的变化和气温高低的变化，应适时测定砂、石的含水率和调整配合比。

3）砼拌制质量控制

（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间：

混凝土搅拌时间过短，不能获得高质量的拌和物，为此必须控制搅拌时间，搅拌最短时间不能少于90S。

4）混凝土运输质量控制

运送混凝土宜采用搅拌运输车，容器应严密，内壁平整光洁，粘附的残渣应经常清理。

（1）延续时间:

混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间不得超过下表规定。

因为运输时间长，浇筑后很快凝结，使连续浇筑接茬质量不能保证。

混凝土运至浇筑地点，应符合原规定的坍落度，如有离析现象，必须进行第二次搅拌，才能浇筑，一般普通混凝土延续时间按照下表控制。

混凝土延续时间（㎜）

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

90

60

注：

大体积砼的浇筑为避免产生施工冷缝,初凝时间需相应延长,一般在3h左右，这就需根据工程特点、现场条件、砼所掺外加剂性能通过试验配比确定。

（2）泵送混凝土的供应必须保证混凝土泵能连续工作，混凝土泵受料斗内应充满混凝土，以防止吸入空气形成阻塞，混凝土泵允许中断时间一般不得超过45min。

5）混凝土浇筑质量控制

（1）浇筑前的准备

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、位置逐一检查，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，基础基底应有排水措施，模板中的缝隙和孔洞应堵严。

3）混凝土自由倾落高度不应超过2m。

4）根据工程需要和气候特点，应准备好抽水设备、防雨、防暑、防寒等物品。

（2）浇筑过程中质量要点

1）混凝土浇筑应连续进行，应根据工程结构特点、配筋情况、振捣方法而定，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：

大体积混凝土除了设计有要求外，一般不允许留设施工缝，如出现施工缝，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）砼浇筑过程中要注意保护冷却循环水管道、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。

4）采用“一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶的浇筑方法”，尽量缩小砼的暴露面，加大砼的浇筑强度以缩短浇筑时间。

5）浇筑和振捣控制：

针对施工条件及现场环境的限制，在施工时严格过程控制，特别注意工序的衔接、振捣方法和浇筑过程中的遮阳措施。

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

6）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。

随着砼浇筑向前推进，振捣棒也相应跟上，保证整个砼浇筑层的质量。

如图

6）混凝土养护控制

为了保证混凝土浇捣，控制混凝土入模温度是控制混凝土温降的重要手段。

外蓄是指对混凝土采用保温、保湿养护方法，即在混凝土表面用木蟹压紧平整后，覆盖二层草袋及一层塑料薄膜，覆盖工作必须严格认真贴实，薄膜幅边之间搭接宽度不少于10cm，草包之间边口拼紧，养护期间浇水视具体情况而定。

以防混凝土产生干缩裂缝，并使水泥水化顺利进行。

详见下图。

（1）覆盖时间

塑料簿膜覆盖应及时，在混凝土浇捣过程中逐步覆盖先浇捣完部分，平整后即先铺设。

铺完塑料簿后铺设草包：

需覆盖一层，另一层备用。

（2）覆盖及掀草包方式

覆盖时塑料簿膜幅与幅之间接缝处应有5cm重迭，每只草包之间应有10cm重迭。

插筋垂直方向应盖草包一层。

草包量一般不宜成片掀去，应在测温设备监测下以夹花方式掀去1/2或1/3。

7）大体积砼其它温控措施

大体积混凝土在整个施工过程中，重点是从减少砼温升着手，除有效地冷却循环水降温外,必要的常规措施必不可少。

如夏季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，并经常喷洒冷水降低砼输送管的温度，辅助效果也很好。

同时还应注重以下几个方面：

图工程遮阳篷示例

（1）控制砼的出机温度和浇筑温度：

1）砼的原材料温度控制：

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，水泥的温度影响很小，水的比热最大，但它的重量在每立方砼中只占一小部分，因此，对砼出机温度影响最大的是石子及水的温度，所以，最有效的办法是降低石子及水的温度。

在气温较高时，为防止太阳的直接照射，对砂、石料场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射或使用冷水冲洗骨料；使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掌握和控制。

2）砼出机温度控制：

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，常温情况下，最高入模温度应控制在≯25℃，使混凝土凝固时其内部在较低的温度起升点升温。