浅谈降低混凝土入模温度的方法.doc

浅谈降低混凝土入模温度的方法聂汉杰（中交四航局第三工程有限公司，广东 湛江 524009）摘 要： 针对新建贵阳至广州铁路工程对结构混凝土入模温度作了严格的要求，根据现场施工实际，必须采用对原材料及混凝土罐车车身喷淋冷却水两者相结合为主的降温方法来降低混凝土入模温度，并对控制的效果进行评价。关键词：铁路混凝土；入模温度；降温Discussion on Cooling Method of Concrete Pouring into FormworksNie Hanjie（The Third Construction Co. Ltd. Of CCCC Fourth Harbor Engineering Co. Ltd, Zhanjiang 524009, China ）Abstract: According to the strict temperature requirement of concrete pouring into formwork requested by Guiyang-Guangzhou railway project and actual conditions on construct site, a cooling method of spraying cooling water onto both concrete mixer and raw materials must be taken to lower the temperature of concrete when it is poured into formwork and the control effect is evaluated as well. Keywords: railway concrete, concrete temperature of pouring into formworks; cooling 1 前言铁路混凝土施工中，铁路混凝土质量验收标准对混凝土入模温度这个主控指标作了明确规定：不宜高于气温且不超过301。根据当地气象资料预报，我贵广铁路项目施工现场的夏季气温最高将达到37.8 ，持续气温超过30处在510月区间。本文从贵广铁路思贤窖特大桥348#主墩承台浇注过程，介绍采用灵活有效的方法对混凝土入模温度进行控制，使之符合质量验收标准，也为达到降低混凝土内部温度峰值的目的创造有利条件。 2 现场原材料及混凝土配合比（1）水泥：英德台泥， PO 42.5；分批检验，质量合格稳定，存放于铁质罐仓内。（2）粉煤灰：韶关松尧，F类；分批检验，质量合格稳定，符合C50以下混凝土用技术要求，存放于铁质罐仓内。（3）河砂：西江区中砂；分批检验，质量合格稳定，堆放于铁质遮阳棚仓内。（4）碎石：清远宏兴石场，520mm：1631.5mm（质量比为4：6），组成531.5mm连续级配；分批检验，质量合格稳定，堆放于铁质遮阳棚仓内。（5）外加剂：上海巴斯夫，品种为聚羧酸系高效减水剂（缓凝型）；分批检验，质量合格稳定，存放于有遮阳棚的塑料罐内。（6）拌合用水：抽取地下井水，存储在有铁质遮阳棚的水池内。（7）混凝土配合比（详见表1）表1 C30主墩承台混凝土配合比用量（kg/m3）表水泥粉煤灰砂520mm碎石1631.5mm碎石外加剂水262887804316453.5144由表1可知，选择低水泥用量的配合比施工，有利降低混凝土水化热。3 混凝土热工计算混凝土的入模温度主要是由原材料温度、搅拌升温、运输过程升温及现场泵送管内摩擦升温的几个温度环节的总和。根据前期试验结果，该配合比混凝土拌合物出机温度与在1h内到达现场入模时的混凝土温度升高区间在0.81.3，因此，混凝土拌合物出机温度控制不高于28。3.1原材料的比热值及温度取值查阅工程手册2，水的比热值为4.2kJ/kg，水泥及粉煤灰的比热值为0.96kJ/kg，温度取值为45；砂及碎石的比热值为0.92kJ/kg，测温度取值为33；外加剂固有的含水率为76，将外加剂用量加入到拌合水中一起计算新拌混凝土的比热值。3.2计算新拌混凝土的比热值1m3新拌混凝土的比热=（1856 kg0.92 kJ/kg350 kg0.96 kJ/kg147.5 kg4.2 kJ/kg）（1856 kg350 kg147.5 kg）=1.132 kJ/kg3.3计算所需的拌合水温混凝土的容重为2353.5kg/m3，则所需的拌合水温为：T=（2353.5 kg/m31.132 kJ/kg28）（1856 kg0.92 kJ/kg33）（350 kg0.96 kJ/kg45）（147.5 kg4.2 kJ/kg）=5.04 混凝土降温方法的效果验证及评价4.1降温方法（1）降低原材料温度（2）夏季大气温度高，混凝土罐车车身及现场输送泵表面温度均超过55，在混凝土运输及泵送过程中会发生热传递，故应适当降低混凝土罐车车身及现场输送泵表面温度。4.2具体步骤步骤（1）：混凝土浇注前约2.5 h内开始往碎石堆料顶均匀喷淋地下井水，观察直至碎石仓底部有水溢出为止，并用无纺土工布覆盖碎石堆料顶面（保持冷量不致损失过快，根据施工浇注速度保持适当喷淋频次），依经时顺序用手持红外线测温仪检测记录碎石温度及用烘干法检测碎石堆料上中底三个不同部位的含水率（详见表2）；约1.5 h内，打开制冷机对地下井水进行循环制冷降温，约1.0h后检测记录水池内拌合用水的温度；约0.5 h内，拉冰块投到搅拌站拌合用水池内，掺冰率（质量比）约为12，作为保持预需拌合水的温度不致升高使用；检测水池拌合水温达到预需温度以下时，混凝土开始生产，用水银温度计检测记录前三罐混凝土出机温度，同时跟踪前三罐罐车到达现场泵浆前，检测记录混凝土入模温度，为后继施工生产积累参数（详见对比效果表3、表4、表5）。表2 步骤1中喷淋（地下井水）后骨料仓内碎石温度、含水率随时间变化记录表经时（h）上部含水率（）中部含水率（）底部含水率（）喷淋前碎石温度（）喷淋后碎石温度（）气温（）0.50.401.011.3733.032.234.51.00.320.871.1331.31.50.250.680.9331.22.00.130.490.8130.1由表2可知，在2.0 h内，喷淋地下井水对碎石温度降幅仅有2.9。表3 步骤1中喷淋（冷却水）后骨料仓内碎石温度、含水率随时间变化记录表经时（h）上部含水率（）中部含水率（）底部含水率（）喷淋前碎石温度（）喷淋后碎石温度（）气温（）0.50.421.031.3633.130.334.51.00.340.851.1128.21.50.210.650.9626.62.00.150.520.8325.0由表3可知，在2.0 h内，喷淋冷却水对碎石温度降幅达到8.1。表4 步骤1中前三罐原材料温度（）记录表频次水泥（）粉煤灰（）砂（）碎石（）外加剂（）拌合水温（）气温（）139.839.431.932.329.34.134.5238.739.731.732.529.64.2339.639.932.432.129.24.1表4为常温特定时段的原材料温度。表5 步骤1中混凝土前三罐的入模温度（）记录表地下井水出口温度（）1 h经制冷机循环后水池内拌合水温度（）投放冰块30min后水池内拌合水温度（）混凝土出机温度（）30min后到达现场混凝土入模温度（）26.08.34.128.929.88.14.228.729.78.04.128.629.7由表5可知，由于制冷机供水管道及储存冷却拌合水池周围保温措施欠严密，仅依靠制冷机制冷拌合用水的温度达不到原来计算预需的5.0，须采取加投冰块降温及保持冷量，检测结果表明，混凝土入模温度符合规范要求；但是要密切注意检测值已接近规范值的上限。步骤（2）：中午极端时段实测气温高达37.8，将采取下列方法：先检测记录装混凝土前三辆罐车车身表面温度，待罐车装满混凝土后，安排专人对高速转动的罐车车身喷淋冷却拌合水约15s（耗水量约15kg），检测记录混凝土出机温度；同时在前三辆罐车到达现场等候泵混凝土前，利用现场设置好的水龙头，安排专人用抽取的河水（现场实测水温为26），再次对高速转动的罐车车身进行循环喷淋约15s，检测记录混凝土入模温度。（详见表6、表7）表6 步骤2中前三罐原材料温度（）记录表频次水泥（）粉煤灰（）砂（）碎石（）外加剂（）拌合水温（）气温（）141.240.834.034.934.14.537.8241.340.933.835.334.44.4341.541.233.735.034.24.6表6为极端特定时段的原材料温度。表7 步骤2中混凝土前三罐的入模温度（）记录表水池内冷却拌合水温度（）喷淋前罐车车身表面温度（）喷淋冷却拌合水后罐车车身表面温度（）混凝土出机温度（）现场再次用水喷淋罐车车身的混凝土入模温度（）（第一罐）4.358.424.326.328.0（第二罐）4.557.324.626.528.2（第三罐）4.656.824.926.828.1由表7可知，通过在搅拌站后台用冷却拌合水喷淋罐车车身及在施工前台入模再次用常温水喷淋罐车车身两项措施，混凝土入模温度符合规范要求，降温效果明显。5 体会与建议5.1体会（1）在南方夏季施工时，由于铁路混凝土质量验收标准对混凝土的入模温度要求严格，必须充分评估该温度指标的要求所带来的对搅拌站原材料存储环境条件规划及降温方法的效果验证工作。（2）混凝土施工时利用下半夜气温低时段来浇注，这一时段只需运行制冷机加投冰块两项措施，混凝土入模温度能符合规范要求；中午气温高时段须加以在搅拌站后台采用对罐车车身喷淋冷却拌合水，在施工现场再次采用水喷淋罐车车身的方法，使罐车内混凝土的热量快速往外散发，有效保证凝土入模温度符合规范要求；但是搅拌站后台消耗冷却拌合水量较多，不利于冷却拌合水的循环补充及环保，且对罐车车身固有外露的电子线路仪器冲刷带来一定的损害。（3）试验检测人员要注意碎石上、中、底部含水率的差异，加密对碎石含水率的检测，调整施工配合比，以便较好地控制混凝土拌合物的塌落度。5.2建议（1） 搅拌站筹备安装混凝土生产线时，考虑加装数量合理的备用水泥储存罐仓，使出厂的水泥到达搅拌站后存放一段时间，宜待温度降低约45以下后使用；对水泥、粉煤灰储存罐仓表面、骨料仓顶侧面及罐车车身表面加涂反光漆，减少太阳热能的传递。（2） 为了防止冷却拌合水的升温过快，储存冷却拌合水的水池周边设置严密的保温层；为了温度降幅大，选用冷却拌合水对碎石喷淋；在搅拌站后台等候装混凝土前，罐车车身受太阳曝晒，先行用自来水喷淋降温；现场缺乏水源时，提前在施工点存储足够用量的喷淋罐车车身用水；现场泵送管包裹棉毡防止太阳热能传递，安排专人负责过程保持浇湿降