大体积混凝土冷却水管引用

摘要：文章结合施工实践，对大体积混凝土温度裂缝产生的描述，对大体积混凝土内部温度计算，详细介绍了冷却管降温措施，总结出大体积混凝土冷却管的设计与施工要点。

关键词：大体积混凝土；温度裂缝；冷却管；施工要点

1 概述

混凝土是建筑结构中广泛使用的主要材料，在现代工程建设中占有重要的地位，随着房屋建筑技术的突飞猛进，大体积混凝土在房屋建筑结构中的应用越来越多。我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1 m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土。大体积混凝土在浇筑后2－5天升温速度较快，弹性模量较低，基本处于塑性及弹塑性状态，约束力很低。但是在降温阶段弹性模量迅速增加，约束拉应力也迅速增加，在某时刻超过混凝土抗拉强度，就会出现温度裂缝。随着内部混凝土降温，温度裂缝可能发展为贯穿裂缝，不仅影响到结构的强度还影响其耐久性，但是大体积混凝土的温度裂缝还没有得到完全的解决，本文通过对都市雅苑住宅楼基础筏板混凝土的内部温度的计算和分析，增设冷却水管方案验算，较好的控制了大体积混凝土的温度裂缝。

2 工程概况

都市雅苑住宅楼基础筏板尺寸38*29*1.85（厚），混凝土标号为C40，根据我国现行规范规定，本工程的承台属于大体积混凝土范围。施工时间在8月底，平均气温30℃左右。

3 混凝土主要技术指标

为了有效控制温度裂缝，减小混凝土的水化热，根据当地的原材

料的实际情况，结合经济合理的原则我们采用了以下的技术指标。

3.1 采用普通水泥: 水泥水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。虽然普通水泥水化热比中低水化热热水泥高些，但普通水泥混合材料掺量远小于中低热水泥，通过调整配合比可以大量降低普通水泥的单方用量，减小与中低水化热水泥水化温升的差异。通过试验结果分析，研究决定选用海螺P.042.5普通硅酸盐水泥。

3.2 掺加粉煤灰。粉煤灰的水化热小于水泥，7天约为水泥的1/3，28天约为水泥的1/2。掺入粉煤灰替代水泥可有效地降低水化热。根据当地的实际情况决定采用长兴发电厂Ⅱ级粉煤灰。该粉煤灰需水量小，可降低混凝土的单位用水量，减小混凝土自身体积收缩，有利于混凝土抗裂能力的提高。

3.3 掺加适当的外加剂，在满足设计强度要求的前提下，尽量减少单位体积混凝土的水泥用量。选用了绿色建材LS-1型。

3.4 初始坍落度17cm左右，1h后不低于12cm（泵送施工）。

3.5 缓凝时间大于1h。

3.6 粗骨料最大粒径25mm。

4 冷却管的布置及混凝土的降温验算

4.1 冷却管的计算条件

本文以基础筏板为计算对象，在施工过程中采用了一次浇注,冷却管的直径为d=3cm，纵向间距3m，中间布置，初期水温为10℃,Cs=4.2 kJ/(kg.℃)，Ts=10℃，?籽s=1.0×103Kg/m3，qs=1.25m3/h，冷却管总长度为L=75m，混凝土的比热C=0.916kJ/(kg.℃)，混凝土导

热系数?姿=3.15W/m·K，容重?籽=2360Kg/m3，导温系数a=0.115m2/d。

5.2 冷却管的计算

通过表面和冷却水管同时散热后的水化热温升, 可知增设冷却管后最高水化热温升发生在第4天，混凝土的最高温度也同样发生在第4天，则t=4d时的残留比如下：

6 冷却管设计及施工要点

6.1 冷却管采用壁厚2mm，直径φ30mm的薄壁钢管，其接口采用90度弯管钢管接口，按口安装时应设置防水胶带，确保接头不漏水。

6.2 冷却水管网按照冷却水由热中心区流向边缘区的原则分区布置，进水管口设在靠近混凝土中心处，出水口设在混凝土边缘区，每层水管网的进、出水口进行相互错开。

6.3，最外层水管距离混凝土边0.8m，进、出口引出承台混凝土面1m以上，出水口设置有调节流量的水阀和测流量设备，冷却水管接头采用软管接头。

6.4 布管时，水管要与筏板主筋错开，当局部管段错开有困难时，适当移动水管的位置。

6.5 水管网安装完成后，将进、出水管口与进出水总管、水泵接通，进行通水试验，以确保水管畅通且不漏水。

6.6 对于温控要求较严的大体积混凝土工程，可以在混凝土中心部位安装测温实施测出混凝土的内部温度，通过水的流速和初期温度来控制混凝土的内部温度。