大體積混凝土冷卻迴圈水溫控措施

2022-06-11 15:42:02 字數 4701 閱讀 7745

由於大體積混凝土具有結構厚、體形大、施工技術要求高等特點,在大體積混凝土施工過程中,因水泥水化熱作用產生很大的熱量,混凝土表面熱量散失較快,內部熱量不易散發,從而內部與表面產生較大的溫差。當溫差超過一定臨界值時,致使混凝土產生溫度應力裂縫,從而影響工程的耐久性。本工程底板3.

2公尺、2.6公尺厚採用「大體積混凝土冷卻迴圈水溫控施工工法」,防止了大體積混凝土產生溫度應力裂縫的質量通病。

採用冷卻迴圈水溫控法降低大體積混凝土溫公升,通過測溫點內熱偶感測器所測混凝土內溫度的變化規律,自動調節迴圈水管水流速度,平衡大體積混凝土內外溫度,防止混凝土溫差所產生的應力裂縫,確保工程質量。

施工工藝流程見下圖

(1)砼溫公升計算

根據經驗公式:tmax= to +q/10

式中 tmax----為砼內部的最高公升溫值;

to----為砼澆築溫度。按夏天15天平均氣溫取30℃;

q-----為c30每立方公尺砼中po42.5礦渣水泥用量取368㎏/m,

則施工中砼中心最高溫公升值為:tmax=30+368/10=66.8℃

迴圈水管道立面示意圖

(2)冷卻迴圈水管埋設計算

1)根據《高層建築施工手冊》及熱交換原理,每一立方砼在規定時間內,內部中心溫度降低到表面溫度時放出的熱量,等於砼在硬化期間散失到大氣中的熱量

2)依據該基礎設計尺寸、配筋、埋件、留洞、夏天晝夜氣溫變化及砼溫公升梯度等情況,以¢48冷卻迴圈水管所承擔的砼理論降溫體積為基準,通過精確計算(計算過程略)確定,冷卻迴圈水管道按照左、中、右三個迴圈系統進行安裝。冷卻迴圈水管安裝上下中心距為660mm,左右中心距為1710mm(如下圖所示),三個系統迴圈水管呈之字形布置。

冷卻迴圈水管道安裝節點詳圖

(3)溫控點布置及安裝:

1) 經過計算,對於該基礎工程的不同深度的三個冷卻迴圈水系統,均勻設定測溫點(布置如下圖)。

說明:砼深度分別為1.4、2.6、3.2公尺;

a點為1.0公尺,b點為2.0公尺,c點為3.1公尺

砼表面與基礎外放置的熱偶感測器進行比較溫度差,用以控制流水量;

每一測點溫度感測器均連線導線與溫度測控儀相連。

2)採用wzg-010電阻溫度感測器作為最基本測溫單位,在混凝土上、中、下部位進行埋設,上下感測器中心距混凝土上表和下底300mm,離迴圈水管大於300mm,安裝時感測器與鋼筋接觸處需用絕緣材料隔離如圖5.2.1--4所示,以便準確地監測混凝土的內部溫度變化。

(1)為了準確控制大體積混凝土溫差,掌握不同深度處溫度變化以及施工階段早、中期溫差的發展規律,在基礎一側設定一台xqc—300自動控制儀(上海產),用以測定銅熱電阻溫度感測器的電阻變化,並與50型多級水幫浦的自動電子磁力訊號控制系統連線成三個控制迴路。

(2)該智慧型訊號控制系統以基礎混凝土內、中、外層溫度與混凝土表面溫度的溫差變化作為控制點。按照現行施工規範要求,大體積混凝土梯度溫差不宜大於25℃;超過25℃±2℃時,智慧型系統自動啟動多級水幫浦加檔增加水流量,以便及時地採取有效而相應措施,控制混凝土梯度溫差不超過規範規定的標準:

1)控制系統必須使設定溫度的解析度≯0.1℃、溫度誤差率≤±5℃。

2)如果冷卻迴圈水池中水的溫度比大體積混凝土中心溫度所低值≤10℃時,通過補水管道進行水池水溫調節,直至到達冷卻迴圈水能夠有效地降低混凝土溫度為止。冷卻迴圈水池中需設定溢流管或預置小型潛水幫浦及時排出高溫水。

3)溫控和測溫記錄必須保證連續進行,將xqc—300自動控制儀的自動記錄按照下述規定進行人工監控:

①前七天按照每間隔2小時記錄一次;

②七天後根據砼實際溫度差值相應減少測溫記錄次數,每4小時記錄1次;

③連續進行測溫記錄時間不少於14天,測溫記錄有關人負責,發現區域性或整體溫度公升高,及時進行人工調整迴圈水流速或調整基礎面的養護材料,使砼基礎中心溫度與外界溫度的差值不大於。

4)大體積混凝土溫控和養護時間:按照砼監測溫度的差值進行確定,基礎表面的養護採用麻袋、草袋、塑料布等材料覆蓋。一般情況下砼澆築從覆蓋完第一道迴圈水管8小時後(即砼開始溫公升時)開始啟動相對應的迴圈水系統,砼澆築完成後,當混凝土內外溫差連續3天低於規範標準值25℃時,可停止迴圈水降溫,正常情況下一般為10d左右。

冷卻迴圈水停止後,用大體積混凝土同配合比的水泥砂漿將迴圈水管灌實。通常大體積砼2~14d實測溫度變化值如下圖所示。

5.11.3.1砼溫差計算控制

大體積砼溫差值必須根據工程特點、人材機和環境條件等因素來計算確定。通常情況下,可根據已施工的大體積砼的現場實測公升溫、降溫資料資料修正後得出。

在計算最高溫公升值時,以單位水泥用量及砼澆築溫度為主要因素,精確進行計算來確認,同時要考慮施工期間環境氣候對其的影響。

5.11.3.2冷卻迴圈水管和測溫點設定計算控制

冷卻迴圈水管規格大小、設定間距和分層系統、測溫點布置以及採用水幫浦大小等的確定,要考慮以下因素:

(1)迴圈水管接觸面砼的熱阻系、比熱、導熱係數及其修正值;

(2)砼的體積,砼與迴圈水接觸的表面面積;

(3)所用水泥品質、水泥水化熱釋放的速度、砼維持到最高溫度的延續時間及砼在指定期齡內水泥的水化熱取值標準、砼的初凝和終凝的時間;

(4)熱交換所需冷卻迴圈水流量和阻抗等。

5.11.3.3冷卻迴圈水管和感測器安裝控制

如果冷卻迴圈水管在大體積砼內部充當鋼筋網片的支撐系統,必須對所用管的剛度和強度有較高的要求標準,一般情況下,只考慮水的壓力、新澆砼的壓力及振搗棒對其的震動力。尤其是彎管和焊縫等處,必須嚴格按照標準進行驗收。

管道安裝完成後必須進行試壓和試執行,以便於及時整改所出現的問題。

所用管道必須是沒有經過防腐處理,並且要將鐵鏽等清除乾淨,便於與砼粘結。

電阻感測器的安裝必須嚴格按照要求進行,絕緣效果、與鋼筋或埋件的間距要控制得當,避免所測定的溫度忽大忽小而失真。

感測器預置導線安裝完成後,必須進行測試調整。

5.11.3.4砼施工控制

1)配合比質量控制

(1)採用低水化熱的礦渣水泥,標號不低於po32.5級。

(2)最大水泥用量≯550㎏/m。

(3)外加劑不含氯離子,且達到和超過砼澆築工藝所要求的初凝時間引數。

(4)砼坍落度測定每工作班不少於二次。

(5)砼配合比同時符合幫浦送工藝的相關規定。

2)砼計量質量控制

混凝土拌制應根據配合比,對水泥、砂、石、水、外加劑嚴格計量,檢查內容為:

(1)拌製混凝土時,必須進行開盤鑑定,確定電子自動控料系統的精確度,並定期校核其準確性。

(2)水泥、水、外摻混合料、外加劑重量允許偏差±2﹪,粗細骨料允許偏差±3﹪。

(3)根據氣候乾濕的變化和氣溫高低的變化,應適時測定砂、石的含水率和調整配合比。

3)砼拌制質量控制

(1)拌製程式:拌料程式:砂→水泥→石子→外加劑→水。

(2)混凝土攪拌的最短時間:混凝土攪拌時間過短,不能獲得高質量的拌和物,為此必須控制攪拌時間,攪拌最短時間不能少於90s。

4)混凝土運輸質量控制

運送混凝土宜採用攪拌運輸車,容器應嚴密,內壁平整光潔,粘附的殘渣應經常清理。

(1)延續時間:混凝土從攪拌機中卸出到澆築完畢的延續時間不得超過下表規定。因為運輸時間長,澆築後很快凝結,使連續澆築接茬質量不能保證。

混凝土運至澆築地點,應符合原規定的坍落度,如有離析現象,必須進行第二次攪拌,才能澆築,一般普通混凝土延續時間按照下表控制。

混凝土延續時間(㎜)

注:大體積砼的澆築為避免產生施工冷縫,初凝時間需相應延長,一般在3h左右,這就需根據工程特點、現場條件、砼所摻外加劑效能通過試驗配比確定。

(2)幫浦送混凝土的**必須保證混凝土幫浦能連續工作,混凝土幫浦受料斗內應充滿混凝土,以防止吸入空氣形成阻塞,混凝土幫浦允許中斷時間一般不得超過45min。

5)混凝土澆築質量控制

(1)澆築前的準備

1)對模板、支架、迴圈水溫控系統、鋼筋、預埋螺栓、預埋鐵件的質量、數量、位置逐一檢查,並作好相關驗收記錄。

2)與混凝土直接接觸的模板、墊層,應清除淤泥和雜物,用水濕潤,基礎基底應有排水措施,模板中的縫隙和孔洞應堵嚴。

3)混凝土自由傾落高度不應超過2m。

4)根據工程需要和氣候特點,應準備好抽水裝置、防雨、防暑、防寒等物品。

(2)澆築過程中質量要點

1)混凝土澆築應連續進行,應根據工程結構特點、配筋情況、振搗方法而定,不得超過振搗器的有效作用半徑。

2)施工縫設定和繼續澆築:大體積混凝土除了設計有要求外,一般不允許留設施工縫,如出現施工縫,應清除掉混凝土表面水泥薄膜和鬆動石子或軟弱混凝土層,並加以濕潤和沖洗乾淨,不得積水,施工縫處宜先鋪水泥漿或與混凝土成份相同的水泥砂漿,方可繼續澆築混凝土。

3)砼澆築過程中要注意保護冷卻迴圈水管道、熱感測器及其導線等設施,振搗棒不要直接碰砸或撬震這些設施。

4)採用「乙個坡度,薄層澆築,循序推進,一次到頂的澆築方法」,盡量縮小砼的暴露面,加大砼的澆築強度以縮短澆築時間。

5)澆築和振搗控制:針對施工條件及現場環境的限制,在施工時嚴格過程控制,特別注意工序的銜接、振搗方法和澆築過程中的遮陽措施。為保證新澆築在底層砼初凝前覆蓋,每層澆厚挖制在0.

4m之間。大體積砼澆築斜面分層如圖5.2.

5—1所示。

6)砼幫浦送時自然形成乙個坡度,在澆築面的上、中、下布置3道振搗棒,確保新老砼結合密實。隨著砼澆築向前推進,振搗棒也相應跟上,保證整個砼澆築層的質量。如圖5.

2.5—2所示。

6)混凝土養護控制

為了保證混凝土澆搗,控制混凝土入模溫度是控制混凝土溫降的重要手段。外蓄是指對混凝土採用保溫、保濕養護方法,即在混凝土表面用木蟹壓緊平整後,覆蓋二層草袋及一層塑料薄膜,覆蓋工作必須嚴格認真貼實,薄膜幅邊之間搭接寬度不少於10cm,草包之間邊口拼緊,養護期間澆水視具體情況而定。以防混凝土產生乾縮裂縫,並使水泥水化順利進行。

詳見下圖。

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