承台温控方案

东沙特大桥主塔承台大体积砼温度控制方案

广东省长大公路工程有限公司

二○○六年三月

东沙特大桥主塔承台大体积砼温度控制

一、概况

东沙特大桥主塔承台长28m、宽19m、厚6m，砼标号为C30，共3092m3，属于典型的大体积砼施工。大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。由于混凝土的体积大，聚集的水化热大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况时，混凝土内部会产生较大的温度应力，导致裂缝产生。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。

二、温控措施

1、合理选择原材料，优化混凝土配合比。

1）、水泥。选用水化热低、安定性好的水泥，如矿渣水泥、火山灰水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能的减少水泥用量，以减少水泥的水化热。

2）、骨料。尽量选用级配较好的初集料。

3）、外加剂。掺加适量的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。

2、施工方法

混凝土水平分层浇注，第一层3米，第二层3米，封底0.8米。分层间歇时间一般为5-7天。

3、混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。

1）、埋设冷却水管。冷却循环水管采用φ42.25mm黑铁管（自来水管），埋设位置详见布置图。每层水管的进、出水口互相错开，且出水口有调节流量的水阀和测流量设备。埋设位置及测温点见”冷却

水管布置示意图”。

2）测试仪器及测点布置

温度计选用的是南京电力自动化设备厂的DW型铠装差动式温度计，用SQ－1和SQ－2型数字和比例电桥测读。

测点布置：沿浇注高度，布置在底部、中部和表面；平面布置在边缘和中间。测点的布置距边角大于50cm距表面不小于20cm。测点布置见布置图。

3）、冷却水管安装时，要以钢筋骨架或支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。

4）、每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，达到终凝后即在该层水管内通水。循环冷却水的流量可控制在10-20L/min，使进、出水的温差小于10℃，每隔一天改变一次通水方向，自砼浇注开始，冷却水管中连续通冷却水14天。

5）、冷却水管使用完毕，需压注水泥浆封闭。

4、控制混凝土的入模温度和环境温度。

砂、石等原材料保持含水率均匀，使水灰比准确无误，以减少砼配合比不均匀而产生的应力集中。

5、温度观测

1）、砼浇注开始并砼温度进行观测，记录砼的入仓（入模）温度。

2）、砼初凝时，观测砼温度。

3）、砼初凝后，每2小时观测一次温度，直到温度达到最高后，每4小时观测一次，观测2天。同时测大气温度。

4）、以后每天观测一次。

5）、浇注下一层砼时重复以上步骤，并同时观测以前所有测点温

度。

6）、所有测点编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。

7）、在测温过程中发现温差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料。

6、养护

砼浇注完后，必须进行养护，混凝土表面保持湿润。

三、有关理论计算说明

（一）水化热最高温度计算

1、水化热试验资料

此次施工采用粤秀42.5水泥，经水化热试验得知：3天每公斤水泥的水化热为230KJ，7天每公斤水泥水化热为255KJ。

2、绝热温升计算

水泥水化热随时间的变化如下公式：

Q t=Q0（1-e-m t）

其中Q0：单位重量水泥的最终发热量（k g/k g）;

m：散热速率（1/天）；

t：龄期（天）。

e为常数 2.718

根据试验资料列出以下方程：

230=Q0（1-e-3m）

255=Q0（1-e-7m）

解方程得：Q0=256.213

m=0.76

混凝土绝热温升计算如下：

T （t ）=（C Q 0/c ρ）*（1-e -m t ）

C ：单位体积水泥用量（k g /m 3）；

c ：混凝土的比热，取0.97；

ρ：水泥的质量密度，取2400 k g /m 3。

最高温升为：

a 、水泥用量269 k g /m 3的T m a x =29.6℃

b 、水泥用量200 k g /m3的T m a x =22℃

c 、水泥用量350 k g /m3的T m a x =38.5℃

建议采用a 或b 的水泥用量，减少水化热。

（二）混凝土拌和温度计算

混凝土的拌和温度符合下式：

C i T W c T W c =∑∑

或 i C T W c

T W c =∑∑

计算时列下表：（按269 k g /m 3计算）

混凝土出搅拌机后，经过运输、平仓、振捣过程后的温度，称浇注温度。混凝土浇注温度与外界气温有关。根据经验资料，浇注温度可采用下式计算：

Tj=Tc+(Tq-Tc)×（A1+A2+A3+……+An ）

Tj ：混凝土浇注温度；

Tc ：混凝土拌和温度，取28.52；

Tq ：混凝土运输和浇注时的室外温度，取30；

A1、A2、A3：为温度损失系数，取0.036。

Tj=28.52+(30-28.52)×0.036=28.57℃。

（四） 混凝土的内部温度

混凝土内部温度与水泥水化热引起的绝热温升、混凝土浇注温度

以及浇注的厚度（散热与厚度有关）有关。按下式计算：

Tn=Tj+T(τ)×ξ

Tn ：混凝土中心温度；

Tj ：混凝土浇注温度；

T(τ)：在τ龄期时混凝土的绝热温升，T （τ）=（CQ0/c ρ）*（1-e -m τ）；

ξ：不同浇注块厚度的降温系数，浇注 3.0m 时取0.68。 浇注块厚度取3.0m ：Tn=28.57+29.6*0.68=48.7℃

（五） 采取冷却水管降温混凝土混凝土平均最高温度计算

采取冷却水管降温混凝土内部平均最高温度Tmax 计算采用下式： 22m ax 111()()(1)111j b a s b a r

b a a a T T C T T X C T T T

C X C X C X ---=+++--- 其中：m ax T ：混凝土内部平均最高温度（℃）；

j T ：混凝土浇注温度，取28.57（℃）；

b T ：混凝土表面温度，取气温q T =30℃；

s T ：冷却水管初期通水温度,取25（℃）；