2018循环水冷却系统在大体积混凝土中的应用

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　　摘要：本文结合实际项目主要讲述了大体积混凝土施工技术及质量保证措施，着重介绍了在大体积混凝土内部设置循环水冷却管进行水循环冷却的施工方法，从而为类似大体积混凝土的施工提供了非常实用的借鉴。
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　　关键词：大体积混凝土；施工技术及质量控制；循环水冷却系统的应用
　　1 工程概况
　　 美卓造纸机械（中国）有限公司二期工程扩建厂房，位于无锡市新区汉江路，单层钢排架结构。厂房内部有一大型钢筋混凝土惯性模块，施工完毕后该模性块需整体顶升，下部垫置弹簧。业主非常重视其施工方法及质量保证，要求我公司在施工前编制专项施工方案并翻译后寄至国外公司总部进行审批，审批后才能进行施工。钢筋混凝土惯性块的几何尺寸为：长（20.6）×宽（4.6）×高（3.8）m，混凝土强度等级C30。该项目施工日期为2007年1月5日至2007年7月30日，惯性模块施工日期为2007年5月份，当时室外气温为16-22℃。
　　2 施工技术及质量保证措施
　　 针对惯性模块的具体情况，我公司在施工前按大体积混凝土的要求编制了具体的施工方案及质量保证措施。主要考虑成型后在强度发展过程中由于水化热会引起混凝土裂缝与变形，从以下几方面采取了一定的措施：
　　2.1对所用混凝土采取措施：
　　 ①配合比的设计
　　 配合比设计主要在保证质量要求时控制好混凝土强度发展趋势。利用91天的后期强度，减小混凝土早期强度的发展速度，从而达到降低水化热的效果。因此配合比设计在保证强度及坍落度要求的前提下提高掺合料和粗骨料的含量，降低每立方米混凝土的用水量。配合比设计中利用高性能外加剂控制水灰比及用水量，满足泵送及施工要求，将坍落度控制为110±10?L。保证混凝土强度达到要求的同时降低水泥用量，实现降低混凝土水化热的效果。本项目惯性模块的混凝土配合比见下表：
　　
　　
　　 ②原材料的选用
　　 A、水泥采用溧阳金峰普通硅酸盐水泥42.5级；
　　 B、粗骨料采用浙江长兴矿石，5-25?L连续级配碎石；
　　C、细骨料采用江西细度模数为2.4-2.7的中砂；D、外加剂采用宜兴宏厦STH-6缓凝高效减水剂；
　　 E、掺合料为苏州华望Ⅰ级粉煤灰。
　　2.2施工方法上采取如下措施：
　　 ①用冰水冲洗碎石，以降低粗骨料的温度。水泥在浇筑混凝土前十天进行水泥储备，保证水泥温度为常温。采用冰水拌制混凝土，水温控制在10℃以下方可拌制混凝土，保证混凝土的入模温度在19℃左右。
　　 ②混凝土浇筑过程中，确保混凝土的连续供应。混凝土浇筑的顺序如下图：
　　
　　
　　 ③采取覆盖养护的措施：在混凝土表面覆盖塑料薄膜。
　　 ④进行内部循环水冷却
　　 在实施以上几点措施的同时，外方总工认为温差(外方对大体积混凝土的内外温差控制要求为20℃)还是不能保证，为确保万无一失，决定在内部加水循环冷却系统，循环冷却水管的间距以及水流量都是计算所得，主要是根据水泥水化热，大气及砼入模温度，水温等。该系统由外方负责设计，我方按图施工，在此只介绍本项目的内部循环水冷却系统的配置及水循环的时间控制等。
　　 循环冷却水管为普通镀锌钢管，管径为80?L及25?L两种，埋在混凝土中的为25?L的。在混凝土内部共设置上下五层，每层包括进出循环管共六道，具体布置及管子间距见附图。循环冷却水管的支架用直径25?L普通二级钢筋搭设，管子与支架之间用塑料卡子进行固定。水源是原来厂房的消防水箱，水温13℃，设两台150M3/h的水泵（一台正常使用，一台备用）。浇筑砼高度超过第一排水管时开始启动水循环，24小时不停，同时每隔1小时对砼内部温度进行测量。测量结果显示最高温度出现在第2天，为57.3℃，第4天后砼内部温度开始下降，第5天时内部最高温度为45.9度，为砼中心位置，其他位置的温度都在35℃左右，第5天开始停止抽水，后期继续测温，第7天中心最高温度为42℃。拆模后经检查惯性块实体未发现一条裂缝。
　　 循环冷却水管的处理：施工完毕在混凝土强度达到1.2Mpa时拆除模板，同时将砼中水管采用压力注浆封闭。
　　结束语
　　 一般大体积混凝土的质量控制，主要是防止温度裂缝的发生，大部分情况下只要控制好混凝土的原材料、降低水泥用量、掺加粉煤灰等掺合料，同时在施工时表面采取覆盖保温（蓄水保湿降温）等措施，基本上能保证混凝土的内外温差控制在范围内而不发生裂缝现象。从混凝土内部进行水循环冷却降低混凝土内部的温度，更能保证混凝土从内到外不会发生裂缝现象，确保混凝土的内在质量。
　　
　　 循环水管的侧、平剖面布置图如下图：
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。