大體積混凝土邊界影響及管冷優化研究應用

何熊偉

(中鐵二局集團有限公司 四川成都 610031)

0 引言

大體積混凝土澆筑后，水泥水化放出大量的熱量會使混凝土內部的溫度升高。混凝土表面散熱較快，而大體積混凝土結構較厚，且自身導熱性能差，水泥水化的熱量聚集在結構內部不易散失，使混凝土內外溫差大，在大體積內部產生溫度應力。當溫度應力足夠大時，澆筑的大體積混凝土會產生貫穿整個界面的溫度裂縫，給結構帶來重大的損傷，嚴重地影響工程結構安全，現已引起廣大工程師、學者關注。

當前，國內外的學者對上述問題進行了大量的配合比優化、溫度應力、溫度控制和裂縫控制等研究[1-5]。楊磊[6]分析了冷卻水管不同間距對冷卻速度的影響。王新剛等[7]利用有限元軟件MIDAS/CIVIL，對埋設冷卻水管的大體積混凝土的溫度場進行計算，分析水管布置形式，水管直徑、管距、長度，冷卻水流量等因素對溫度場的影響，并綜合考慮冷卻效率和施工成本，提出較為合理的冷卻水管布置方案。魏德敏等[8]針對大體積混凝土基礎，進行混凝土澆筑后的溫度場有限元分析，研究分析了冷卻水管水平間距、豎向間距、入模溫度與冷卻水入管溫度之差、水管長度、冷卻水流量、混凝土基礎厚度等參數對混凝土最高溫度的影響。然而，迄今為止，多數研究尚未考慮混凝土邊界散熱、冷卻水水溫對內部溫度場及管冷布設的影響。

基于此，本研究以某超高層建筑筏板基礎大體積混凝土為背景，采用MIDAS/GEN有限元分析軟件對邊界散熱及管冷優化進行數值模擬分析，以最優的管冷布置方式、合理的保溫措施及結合分階段變溫通水應用到實際施工中，達到了大體積混凝土結構降溫防裂的目的。……