地下室底板承台大体积砼施工温控技术

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　　摘要：大体积砼工程施工条件复杂，施工情况各异，砼原材料品质的差异较大，因此控制温度变形裂缝不是单纯的结构理论问题，而是涉及到结构计算、构造设计、材料组成和物理力学指标、施工工艺等方面的综合技术问题。而对大体积砼施工的温度进行有效的控制显得尤其重要。

　　关键词：地下室工程,大体积砼,温控技术。

　　1、工程概况

　　南昌某楼盘，地下室占地面积6万平米，地下室基础承台底板砼设计标号为C30，方量为4000m3左右，计划分两次进行浇注施工，第一次浇注面积为3万㎡，砼浇注方量为2000m3，第二次浇注面积为3万㎡，砼浇注方量为2000m3。

　　2、混凝土的温控计算及温控措施

　　2.1、C30大体积混凝土配合比设计及试配。

　　为降低C30大体积砼的最高温度，最主要的措施是降低砼的水化热。因此，前期必须做好砼配合比设计及试配工作。

　　水泥选用：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积砼中，大量水泥水化热不易散发，在砼内部温度过高，与砼表面产生较大的温度差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期砼抗拉强度时就会产生温度裂缝，为了尽量降低砼内外温差，本桥确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为425#。

　　细骨料选用：根据试验和赣江沿线料场材料供应情况，本桥细骨料采用Ⅱ区中砂，平均粒径0.5mm以上。根据经验选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的砼比采用细砂拌制的砼可减少用水量8%-10%左右，同时也相应的减少了水泥用量，水泥水化热减少，砼温度也就相应的降低，可减少砼的收缩。

　　粗骨料选用：选用粒径5-31.5mm抗压强度较高的连续级配石子作为粗骨料。试验中发现采用级配良好的石子配制的砼不但和易性较好，而且外观也很漂亮。

　　粉煤灰选用：在大体积砼中掺用粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加砼和易性，而且能够大幅度提高砼后期强度，大大降低了砼前3天的水化热。试验结果显示选用二级粉煤灰可以满足要求。

　　外加剂选用：在砼中添加缓凝剂，降低水泥水化热，延缓水化热的峰期。试验表明添加缓凝剂具有明显的减水、缓凝、28d强度可提高30%左右的效果。试验确定在砼中添加水泥用量1.5%的缓凝剂。，

　　2.2、砼温度验算

　　假设承台底板周边没有任何散热和热损失条件，水化热全部转化成升温后的温度值，在砼表面覆盖麻袋和塑料薄膜作为保温层，则砼水化热升温值为(砼在3-3.5d的水化热为峰值，取3d砼温度)：

　　计算参数：

　　砼为C30、矿渣水泥为P42.5

　　mc=291 kg /m3(按每立方砼水泥291 kg考虑)、Q=310KJ/kg、c=0.91 KJ/kg.K、β=2400 kg/m3 、砼浇筑温度按T0=15℃考虑。

　　砼温度计算：

　　3d最大水化热绝热升温值

　　Tmax= mc.Q/(c.β)=291*310/(0.91×2400)=41.3℃

　　3d砼内部实际最高温度

　　Tmax=TO+T(3)×ξ

　　查表，得ξ=0.6

　　3d水化热温升：T(3)×ξ=41.3×0. 6=24.78℃

　　砼内部最高温度为：

　　Tmax=TO+T(3)×ξ=15+24.78=39.78℃

　　砼表面温度：

　　Tb(t)=Ta+(4/H2)h’(H- h’)△T(t)

　　砼表面采用麻袋保温养护，则

　　传热系数β=1/[δ/λ+1/βa]=1/[0.005/0.14+1/23]=12.7

　　砼导热系数λ取2.33W/m.K

　　K取0.666

　　h’=Kλ/β=0.666×2.33/12.7=0.12

　　砼计算高度H=h+2 h’=3+2×0.12=3.24m

　　大气平均温度Ta按5℃考虑

　　△T(t)=T3-Ta=39.78-5=34.78℃

　　砼表面温度为：

　　Tb(3)=5+(4/3.242)×0.12×(3.24-0.12)×34.78=9.13℃

　　温度差计算：

　　砼内部温度与表面温度之差：

　　Tmax-Tb=39.78-9.13=30.65℃〉25℃。必须采取覆盖措施尽量保证砼内部温度与砼表面温度之差<25℃。

　　砼表面温度与大气温度之差：

　　Tb- T0=9.13-5=4.13℃<25℃

　　为确保承台砼满足防裂要求，我们依然需要采取有效的内部降温措施，确保万无一失。

　　2.3、降温措施

　　根据砼分层浇注及内部温度分布特征，在每层砼中埋设两层冷却水管，冷却管为Φ40mm 的薄壁钢管，其水平间距为2m，冷却管距砼侧立面为1.0m，距砼上下表面最大距离为1.15m，每层冷却管之间采用塑料管连接，冷却管进出口集中布置，统一安排管理。

　　砼降温后的温度计算：

　　验算参数：砼最大间距厚度根据钢管间距其厚度确定，取1.3m、钢管厚度为2.5mm、水厚取冷却管内径35mm。

　　(1)砼最大水化热温度

　　Tmax=TO+T(t)ξ

　　查表，得ξ=0.4

　　3d水化热升温值：T(3)ξ=39.78×0.4=45.9℃

　　砼内部最高温度

　　T3=TO+T(3)ξ=15+15.9=30.91℃

　　(2)温度差计算

　　降温后砼内部温度与表面温度之差

　　Tmax-Tb=30.91-9.13=21.78<25℃。砼内外温度差满足抗裂要求。

　　(3)因降温管内采用整体循环水系统，管内温度可不用验算，但必须经常检测出水口的温度，及时调整出水流量的大小和循环时间。

　　(4)冷却水管使用及其控制

　　①冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水。

　　②砼浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，各层砼水化热峰值过后即停止通水，通水流量应达到25L/min ，通水时间根据测温结果确定。

　　③严格控制进出水温度，在保证冷却水管进水温度与砼内部最高温度之差不超过25℃条件下，尽量使进水温度最低;

　　④待通水冷却全部结束后，采用同标号水泥浆或砂浆压浆封堵冷却水管。

　　2.4、温度监测

　　(1)温度监测内容

　　为了掌握砼内部的实际最高温度值及砼中心至表面的温度梯度差，对砼表面的保温措施(加减麻袋和塑料薄膜)加以调整，保证砼内部梯度及砼表面温差值小于25℃，砼施工前后加强砼内部温度监测工作，确保不出现异常情况。

　　(2)温度测试要求

　　砼从浇灌到硬化有一个升温和降温的过程，降温至大气温度的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后24h开始，升温阶段和降温阶段每2h测一次，根据温度变化情况3～5天后，每8h测一次，7～10天后，每天测一次，当内部温度基本稳定且与最低大气温度差小于25℃时，整个监测阶段告一段落。所有温控监测工作都由专人控制，温度监测数据现场采集并用电脑进行整理分析，并打印输出每次每个测点的升温值与表层测点的温差值，作为调整和控温措施的依据，防止砼出现温度裂缝。

　　2.5、应急措施

　　通过测温砼，如砼内部与表面的温差超过23℃时，发出警报，加强冷却管内水的循环，并在砼面加设塑料膜保温层，确保砼内外温度差在25℃以内。

　　3、砼的养护

　　3.1、砼浇捣后(根据实践表明，在砼初凝时及时覆盖，效果更好。)，表面抹面后，表面及时铺覆盖一层麻袋并备好一层塑料膜和一层麻袋备用。

　　3.2、预埋筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止出现较大温差。砼内外温差与大气温度相差不大后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，砼逐渐转入正常的养护模式下进行养护。

　　3.3、在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差(内表温差达23℃时就发警报)，及时浇水保持混凝土温润。如果大承台内砼温差大于25℃时，应采取加速冷却管内循环换水的措施，并在砼表面覆盖一层塑料膜和一层麻袋或温水养护，将温差控制在25℃内。

　　4、施工中应注意的问题

　　4.1、砼浇筑不应留冷缝，下一层应控制在上一层初凝前完成，保证浇筑的交接时间。

　　4.2、保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。

　　4.3、及时发出温控警报，做好覆盖保温及保湿工作，覆盖层应按实际情况控制，不应出现过热现象，表面温度过高时应揭掉保温层，以利于散热。

　　4.4、夜间温度较低，应加强夜间砼温度的监测工作和养护工作，确保砼内部温度梯度变化在控制范围。

　　4.5、施工时保证砼的连续供应，连续浇捣，确保不留冷缝。