塔樓承臺大體積混凝土水化熱控制措施分析

胡世奇

摘 要:本文結(jié)合工程實(shí)例,對塔樓承臺大體積混凝土水化熱控制過程存在中心溫度偏高,中心溫度與表面溫度之差偏大,中心溫度降溫效果不夠等情況進(jìn)行分析。針對性提出了預(yù)埋降溫水管,混凝土配合比,混凝土表面保溫等存在的問題和大體積混凝土水化熱的特性現(xiàn)以著重在優(yōu)化混凝土配合比、混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸過程的降溫措施及保溫保濕養(yǎng)護(hù)方面的施工控制措施。

關(guān)鍵詞:工程實(shí)例;大體積混凝土;配合比;措施

1 優(yōu)化混凝土配合比,降低水化熱

在保證混凝土強(qiáng)度的情況下,加大對粉煤灰的滲入量,替代水泥用量減少水泥在水化工程中產(chǎn)生的熱量。根據(jù)加大粉煤灰滲入量,減少水泥使用量而優(yōu)化的混凝土配合比的混凝土水化熱溫度計(jì)算如下:

絕熱溫升公式:Tmax=(W×Q)/(C×r)

其中;

Tmax-絕熱溫升(℃)

w-水泥用量(Kg/m3)

Q-水泥水化熱(KJ/Kg)

C-混凝土比熱,取0.96KJ/Kg

r-混凝土容量(Kg/m3)

經(jīng)計(jì)算,Tmax=(418×257.6)/(0.96×2400)=46.7(℃)

其中:

W-41SKg/m3

Q-257.6KJ/Kg

C-0.%KJ/Kg

r-2400Kg/m3

根據(jù)現(xiàn)場情況,散熱影響系數(shù)取0.7

故46.7×0.7=32.7℃

假定混凝土入模溫度約40℃,則混凝土內(nèi)部最高溫度為40+32.7=72.7℃

通過計(jì)算和混凝土水化熱的特性曲線,優(yōu)化的混凝土配合比的大體積混凝土在3天齡期的內(nèi)部溫度達(dá)到72.7℃,符合混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS104:99的混凝土內(nèi)部最高溫度不宜大于75℃的規(guī)定。

根據(jù)上述計(jì)算可知,如果能夠控制混凝土入模溫控制40℃以下,3～7天內(nèi)混凝土水化熱中心溫度最高達(dá)到72.7℃,那么混凝土澆筑過程中,可以通過控制混凝土內(nèi)部中心點(diǎn)溫度與表面溫度差值、表面溫度與大氣溫度差值不大于25℃,以滿足規(guī)范要求。

2 混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的降溫措施,確保混凝土入模時(shí)的溫度在40℃以下

對混凝土廠的骨料場搭設(shè)防曬棚并提前對骨料噴淋灑水,降低骨料的溫度進(jìn)而降低入模溫度;混凝土攪拌工程適當(dāng)使用緩凝劑延長混凝土的初凝時(shí)間,將初凝時(shí)間調(diào)整到10～14小時(shí),延緩水化熱峰,從而降低混凝土的內(nèi)部溫度;中午等高溫時(shí)段通過采用冰水?dāng)嚢?控制混凝土入模溫度。

3 混凝土澆筑過程中的降溫措施

混凝土輸送管用濕麻袋覆蓋,并不斷淋水澆濕麻袋,以減少混凝土坍落度輸送管內(nèi)損失和降低混凝土入模溫度;以5#樓承臺為例,其總混凝土量達(dá)到4000立方米,安排混凝土輸送泵3部,盡量減少輸送管的長度,采用斜面分層、臺階式推進(jìn)的方式澆筑混凝土,在保證不出現(xiàn)冷縫的情況下減少每層混凝土澆筑的厚度,以便在澆注過程使水化熱充分散失,降低后期水化熱。

4 采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法,有效控制溫差變化

承臺面保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法:混凝土終凝后對混凝土表面采取PVC薄膜覆面令混凝土表面水分不會(huì)散失及上蓋多層泡沫板和干麻袋對混凝土表面保溫覆蓋,取代原來的濕麻袋覆面保濕養(yǎng)護(hù)的方法。采用每4小時(shí)測溫一次,連續(xù)測溫7天的方法監(jiān)控混凝土溫度。當(dāng)混凝土中心溫度超過表面溫度25℃,繼續(xù)覆蓋兩層麻袋并面罩一層塑料薄膜,確保混凝土中心溫度與表面溫度差值不超過25℃。根據(jù)混凝土理論和過往經(jīng)驗(yàn),混凝土澆筑三天后開始降溫,但必須繼續(xù)采用上述措施,確保日降溫不致過快,應(yīng)控制在日降溫不大于5℃。

承臺側(cè)邊保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法:在無磚模的承臺側(cè)面,模板拆除前帶模淋水養(yǎng)護(hù),模板拆除后,采用面罩一層塑料薄膜確保混凝土表面水分不會(huì)散失,再用多層泡沫板和干麻袋對混凝土表面保溫覆蓋,外圍一層編織布固定麻袋,確保承臺混凝土側(cè)邊保溫保濕。如側(cè)面為磚模,由于磚模外為回填沙層,有良好的保溫保濕效果,則不必采用其他措施。

測溫點(diǎn)的每隔3米×3米縱橫布置鍍鋅管于承臺:利用鍍鋅管所設(shè)的測溫點(diǎn),用溫度計(jì)測量混凝土內(nèi)部中心點(diǎn)溫度、表面溫度混凝土表面下50mm、100mm、大氣溫度,準(zhǔn)確掌握溫度差值,及時(shí)采取措施。在混凝土澆注完成后馬上利用彩條布和鋼管搭設(shè)不小于2米高的保溫棚,每隔2.5米×2.5米安裝1000W碘鎢燈于棚內(nèi),通過利用碘鎢燈加熱棚中空氣,降低混凝土表面與空氣的溫差。當(dāng)上述(1)～(3)措施仍未能控制溫度時(shí),可采用搭設(shè)保溫棚內(nèi)的碘鎢燈加熱棚內(nèi)空氣的辦法來降低混凝土表面與空氣的溫差。

同氣象臺聯(lián)系了解未來3天內(nèi)的天氣情況,避免在炎熱天氣期間施工。

5 循環(huán)水管散熱措施

在承臺安裝鋼筋后期,安裝直徑50的鋼循環(huán)水管,以混凝土中心范圍水管間距不大于4米,以1000立方米為一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)為原則。樓承臺混凝土施工關(guān)鍵是控制混凝土內(nèi)部中心溫度與表面溫度溫度差值不大25℃,而采取第1～4點(diǎn)措施是本工程施工控制的主要措施,能有效控制溫差變化;采用循環(huán)水管僅作為輔助混凝土內(nèi)部進(jìn)行水冷散熱作用,如采用第1～4項(xiàng)措施未能令混凝土中心溫度與表面溫度差值小于25℃,又或者混凝土中心溫度過高(如超過75℃)時(shí)使用。使用時(shí),須將混凝土測溫增加到每1小時(shí)測溫一次,當(dāng)溫度受到控制時(shí),可減少水冷至停止,以免降溫過快。

結(jié)束語

上述措施對各塔樓承臺實(shí)施后,經(jīng)對澆筑完成后的混凝土進(jìn)行4小時(shí)/次連續(xù)7天的溫度檢測。各塔樓承臺混凝土的中心溫度沒有大于75℃的記錄,中心溫度與其表層溫度之差均不超過25攝氏度。經(jīng)對上述承臺的控制水化熱措施的檢驗(yàn),由于第1～4點(diǎn)措施已可以控制水化熱,而第5點(diǎn)措施基本無須實(shí)施。