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。

5.11.1施工工艺流程

施工工艺流程见下图

5.11.2砼温升和冷却循环水管、测温点埋设计算

(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℃

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。

进水口出水口弯头厚度4.25循环水钢管间距2000循环水管道立面安装图水平支撑钢管间距2000竖向支撑钢管泡沫板和砖墙镀锌钢管厚度5.0镀锌钢管厚度4.75 48钢管厚度4.25循环水进出口连接图进出水钢管

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5.2.1--4所示，以便准确地监测混凝土的内部温度变化。

5.11.3大体积混凝土温度控制

（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。

5.11.3.1砼温差计算控制

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。

5.11.3.2冷却循环水管和测温点设置计算控制

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。

5.11.3.3冷却循环水管和传感器安装控制

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。

5.11.3.4砼施工控制

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