大体积混凝土冷却管的设计
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工程技术
大体积混凝土冷却管的设计
◆ 蒋仁国
【 摘 设计与施工的要点及关键 。 【 关键词】 大体积混凝土 冷却水管 1. 1 采用中 低 水 化热的 水 泥： 选用 耀县水 泥厂生 产的秦岭 牌 P. O42. 5R 普通硅酸盐水泥， 该水泥属于中水化热品种的水泥。 1. 2 提高水泥标号以减少水泥用量， 降低水化热：大体积承台 C30 混凝土用 42. 5R 水泥代替常规设计时所用 32. 5R 水泥；大体积箱梁 0# 块底板 C50 混凝土用 52. 5R 水泥代替常规设计时所用 42. 5R 水泥。 1. 3 降低砂、 石料、 水泥及外加剂等原材料的温度（ 采用冰水配制混 夏季粗细骨料均搭设遮阳棚， 避免日光曝晒） ， 控制混凝土的入模 凝土， 降低混凝土的水化热。 温度， 2. 混凝土配合比的设计优化。 2. 1 运用双掺技术以减少绝对用水量和水泥用量 。 为减少水泥用 量， 降低混凝土内水化热， 混凝土中加入一定数量 II 级粉煤灰和高效外 延缓凝结时间， 减慢水泥水化热 加剂。改善混凝土的和易性与可泵性， 的释放速度， 推迟和降低混凝土体内温度峰值。 大体积承台 C30 混凝 土采用陕西省正元电力实业公司生产 II 级粉煤灰和陕西高速新型建材 公司生产 GSH － II 型高效缓凝减水剂。 2. 2 根据本工地现场实际情况， 在满足泵送及混凝土强度的条件 按照规范要求， 尽可能降低砂率， 减少坍落度， 降低单位体积水泥用 下， 经过多次试配最后确定， 最后选用配合比：水泥：砂：碎石：粉煤灰： 量， 外加剂：水：285 ：716 ：1130 ：75 ：2. 28 ：170 。 2. 3 循环冷却水管的设置原则。由于混凝土体积大， 施工过程中聚 集水化热大， 内外散热不均匀和内外约束不一致， 使混凝土内部产生较 导致裂缝产生， 埋下了严重的质量隐患， 因此， 在大体积 大的温度应力， 混凝土内设置循环冷却水管是大体积混凝土降温的主要关键措施。
来自百度文库
中交隧道局
要】 本文分析总结了承台大体积混凝土的施工， 重点从温升计算、 增设冷却水管等降温控制措施加以描述， 总结出大体积混凝土冷却管的
一、大体积混凝土最大温升计算
1. 计算条件。大体积混凝土浇筑采取一次性浇筑， 边界条件为四 周及底面为原土层， 混凝土内设置循环冷却水管， 冷却水的流量为 1. 2m3 /h， 浇注平均气温为 5℃ （ 冬季） ， 最高温升按照边界散热、 设水管冷 却的条件进行计算 。 2. 计算参数及公式 。 2. 1 计算混凝土的导热系数 λ = 2. 51w / （ m. ℃ ） 2. 2 计算混凝土的比热 C = 0. 916kj / （ kg. ℃ ） 2. 3 混凝土的密度：ρ = 2410kg / m3 2. 4 导温系数计算：α = 0. 0982368m2 / d 2. 5 水管冷却范围 D = 1. 21 （ S1S2 ） 1 /2 = 1. 21 √2 × 1 = 1. 711m （ S1 ─水管的水平间距，S2 ─水管的垂直间距） 2. 6Tmax = （ Tj － Tb ） Ca2X / （ 1 － Ca1X ） + （ Ts － Tb ） （ 1 － X ） Ca2 ） / （ 1 － Ca1X） + Tr / （ 1 － Ca1X） + Tb = 41. 00℃ — —混凝土内部平均最高温度（ ℃ ） ； 式中：Tmax— Tj— — —混凝土的初始温度（ ℃ ） ； Ts — — — 冷却水管初期通水的 水温（ ℃ ） ； X— — —冷却水管散热残留比； Tb— — —混凝土的表面温度（ ℃ ） ； Ca2 — — —底部不绝缘， 上层新混凝土向下层混凝土及表面散热的残 留比； Tr— — —通过表面散热后的水化热温升（ ℃ ） ； Ca1 — — —底部不绝缘， 上层新混凝土接受下层混凝土传热并向表面 散热的残留比 。 通过表面和冷却水管同时散热后的水化热温升， 用下表 1 计算： 表1 大体积混凝土内增设冷却管后的水化热温升计算表
二、大体积混凝土的降温措施
大体积混凝土的降温从混凝土水化热， 配合比、 原材料、 缓凝时间， 以及浇注工艺、 养护、 温度控制方面采取了有效措施 。 1. 混凝土用原材料的选用 。 360
三、循环冷却水管的设计
1. 设计原则。 1. 1 在开始浇筑混凝土时即通入冷水， 对于厚度大于 1. 0m 的大体 积混凝土， 一般均要设置循环冷却水管。 1. 2 冷却管一般采用 Φ32mm 的标准铸铁水管， 管与管之间的连接 采用与之配套的接头。 1. 3 冷却管的空间位置及尺寸设计： ① 设计依据：根据混凝土产生 升温降温情况、 混凝土缓凝时间、 浇筑工艺及外界环境情况 的水化热、 设计。 ②冷却管的层数设计：由混凝土的厚度决定。 对于混凝土厚度 < 2m 时， 冷却管按一层布设；对于混凝土厚度 ≥2m 时， 冷却管按多层布 设， 上下层层间的间距一般设计为 0. 5m≤D≤1. 0m。 “弓 ” ③冷却管的平面位置及尺寸设计：每层冷却管平面成 字型直 线布设。短边长度按 2m 设计， 即长边方向的间距为 2m。 最外排的冷 却管与混凝土边缘的距离一般按 50cm ～ 75cm 之间设计。
从上表可见最高温升发生在第 5d， 其混凝土最高温度也同样发生 在第 5d。
1. 4 冷却管在埋设和浇筑混凝土的过程中， 接头部分应采用胶带纸 缠裹， 以防漏水， 使用完毕后灌浆封孔， 出露部分应割除。 参考文献： ［ 1］ 徐岳， 王亚君， 万振江编著 预应力混凝土桥梁设计， 人民交通 2000. 4. 出版社， ［ 2］ 贺拴海， 桥梁结构理论与计算方法， 人民交通出版社. 2003.
大体积混凝土冷却管的设计
◆ 蒋仁国
【 摘 设计与施工的要点及关键 。 【 关键词】 大体积混凝土 冷却水管 1. 1 采用中 低 水 化热的 水 泥： 选用 耀县水 泥厂生 产的秦岭 牌 P. O42. 5R 普通硅酸盐水泥， 该水泥属于中水化热品种的水泥。 1. 2 提高水泥标号以减少水泥用量， 降低水化热：大体积承台 C30 混凝土用 42. 5R 水泥代替常规设计时所用 32. 5R 水泥；大体积箱梁 0# 块底板 C50 混凝土用 52. 5R 水泥代替常规设计时所用 42. 5R 水泥。 1. 3 降低砂、 石料、 水泥及外加剂等原材料的温度（ 采用冰水配制混 夏季粗细骨料均搭设遮阳棚， 避免日光曝晒） ， 控制混凝土的入模 凝土， 降低混凝土的水化热。 温度， 2. 混凝土配合比的设计优化。 2. 1 运用双掺技术以减少绝对用水量和水泥用量 。 为减少水泥用 量， 降低混凝土内水化热， 混凝土中加入一定数量 II 级粉煤灰和高效外 延缓凝结时间， 减慢水泥水化热 加剂。改善混凝土的和易性与可泵性， 的释放速度， 推迟和降低混凝土体内温度峰值。 大体积承台 C30 混凝 土采用陕西省正元电力实业公司生产 II 级粉煤灰和陕西高速新型建材 公司生产 GSH － II 型高效缓凝减水剂。 2. 2 根据本工地现场实际情况， 在满足泵送及混凝土强度的条件 按照规范要求， 尽可能降低砂率， 减少坍落度， 降低单位体积水泥用 下， 经过多次试配最后确定， 最后选用配合比：水泥：砂：碎石：粉煤灰： 量， 外加剂：水：285 ：716 ：1130 ：75 ：2. 28 ：170 。 2. 3 循环冷却水管的设置原则。由于混凝土体积大， 施工过程中聚 集水化热大， 内外散热不均匀和内外约束不一致， 使混凝土内部产生较 导致裂缝产生， 埋下了严重的质量隐患， 因此， 在大体积 大的温度应力， 混凝土内设置循环冷却水管是大体积混凝土降温的主要关键措施。
来自百度文库
中交隧道局
要】 本文分析总结了承台大体积混凝土的施工， 重点从温升计算、 增设冷却水管等降温控制措施加以描述， 总结出大体积混凝土冷却管的
一、大体积混凝土最大温升计算
1. 计算条件。大体积混凝土浇筑采取一次性浇筑， 边界条件为四 周及底面为原土层， 混凝土内设置循环冷却水管， 冷却水的流量为 1. 2m3 /h， 浇注平均气温为 5℃ （ 冬季） ， 最高温升按照边界散热、 设水管冷 却的条件进行计算 。 2. 计算参数及公式 。 2. 1 计算混凝土的导热系数 λ = 2. 51w / （ m. ℃ ） 2. 2 计算混凝土的比热 C = 0. 916kj / （ kg. ℃ ） 2. 3 混凝土的密度：ρ = 2410kg / m3 2. 4 导温系数计算：α = 0. 0982368m2 / d 2. 5 水管冷却范围 D = 1. 21 （ S1S2 ） 1 /2 = 1. 21 √2 × 1 = 1. 711m （ S1 ─水管的水平间距，S2 ─水管的垂直间距） 2. 6Tmax = （ Tj － Tb ） Ca2X / （ 1 － Ca1X ） + （ Ts － Tb ） （ 1 － X ） Ca2 ） / （ 1 － Ca1X） + Tr / （ 1 － Ca1X） + Tb = 41. 00℃ — —混凝土内部平均最高温度（ ℃ ） ； 式中：Tmax— Tj— — —混凝土的初始温度（ ℃ ） ； Ts — — — 冷却水管初期通水的 水温（ ℃ ） ； X— — —冷却水管散热残留比； Tb— — —混凝土的表面温度（ ℃ ） ； Ca2 — — —底部不绝缘， 上层新混凝土向下层混凝土及表面散热的残 留比； Tr— — —通过表面散热后的水化热温升（ ℃ ） ； Ca1 — — —底部不绝缘， 上层新混凝土接受下层混凝土传热并向表面 散热的残留比 。 通过表面和冷却水管同时散热后的水化热温升， 用下表 1 计算： 表1 大体积混凝土内增设冷却管后的水化热温升计算表
二、大体积混凝土的降温措施
大体积混凝土的降温从混凝土水化热， 配合比、 原材料、 缓凝时间， 以及浇注工艺、 养护、 温度控制方面采取了有效措施 。 1. 混凝土用原材料的选用 。 360
三、循环冷却水管的设计
1. 设计原则。 1. 1 在开始浇筑混凝土时即通入冷水， 对于厚度大于 1. 0m 的大体 积混凝土， 一般均要设置循环冷却水管。 1. 2 冷却管一般采用 Φ32mm 的标准铸铁水管， 管与管之间的连接 采用与之配套的接头。 1. 3 冷却管的空间位置及尺寸设计： ① 设计依据：根据混凝土产生 升温降温情况、 混凝土缓凝时间、 浇筑工艺及外界环境情况 的水化热、 设计。 ②冷却管的层数设计：由混凝土的厚度决定。 对于混凝土厚度 < 2m 时， 冷却管按一层布设；对于混凝土厚度 ≥2m 时， 冷却管按多层布 设， 上下层层间的间距一般设计为 0. 5m≤D≤1. 0m。 “弓 ” ③冷却管的平面位置及尺寸设计：每层冷却管平面成 字型直 线布设。短边长度按 2m 设计， 即长边方向的间距为 2m。 最外排的冷 却管与混凝土边缘的距离一般按 50cm ～ 75cm 之间设计。
从上表可见最高温升发生在第 5d， 其混凝土最高温度也同样发生 在第 5d。
1. 4 冷却管在埋设和浇筑混凝土的过程中， 接头部分应采用胶带纸 缠裹， 以防漏水， 使用完毕后灌浆封孔， 出露部分应割除。 参考文献： ［ 1］ 徐岳， 王亚君， 万振江编著 预应力混凝土桥梁设计， 人民交通 2000. 4. 出版社， ［ 2］ 贺拴海， 桥梁结构理论与计算方法， 人民交通出版社. 2003.