大体积砼循环水法降温

1、中BI中讓目 录1 .工程概况22 质量工作目标32.1质量保证体系 32.2质量目标33施工准备工作33.1材料选择33.2混凝土的配合比43.3 现场准备工作 54大体积混凝土温度和温度应力计算54.1温度计算54.2循环冷却水的布置与施工64.3循环冷却水的热工计算75 大积混凝土施工85.1施工区域划分及浇筑顺序85.2混凝土浇筑85.3混凝土测温95.4混凝土养护96循环冷却水降温程 107主要管理措施 108主要技术措施 11附件1：循环水管布置图11附件2：测温点布置图111工程概况序号项目内容1工程名称2工程地址3建设单位4设计单位5监理单位6施工单位本工程为地下1层，主楼地上

2、24层，裙房地上4层，室内外高差1.3m,建 筑物高度（室外地面至主要屋面板的顶板）113.390m。建筑功能为综合型酒店及 商场。结构形式：主楼钢筋混凝土框架-剪力墙，裙房框架结构。抗震等级：主楼剪力墙抗震等级一级；框架抗震等级一级。裙房框架抗震 等级一级。建筑结构安全等级：二级防火等级：一级地基基础设计等级：甲级设计使用年限：50年防水等级：地下一级，屋面二级人防结构抗力等级：0级抗震设防烈度：8度本工程部分基础筏板厚度2.5m。根据大体积混凝土施工规范（GB50496-2009，该部分基础筏板属大体积混凝土范畴， 本方案针对2.5m厚筏 板编制大体积混凝土施工方案。大体积混凝土的施工，混

3、凝土量大，要求一次浇筑，为确保浇筑质量，除要 求密实外，还需解决三个关键性问题，一是混凝土内部层与层之间的结合必须良 好，不出现施工冷缝；二是解决混凝土内外温差过大， 造成大体积混凝土温差裂 缝；三是因大体积混凝土收缩导致底板结构裂缝。其中最主要是解决温差问题。2质量工作目标2.1质量保证体系2.2质量目标混凝土无裂缝、渗水，振捣密实，强度及抗渗等各项指标均达到合格标准。3施工准备工作大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水化热 引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施上等有关环 节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利圆满完成施工。3.

4、1材料选择由于本工程地下水对混凝土有中等腐蚀性， 因此宜选用普通硅酸盐水泥或矿 渣硅酸盐水泥。(1) 水泥：普通硅酸盐水泥42.5, 28d水化热为375KJ/Kg，矿渣硅酸盐水泥 32.5水化热为335KJ/Kg，两者相差不大，考虑到目前市场上矿渣硅酸盐水泥极少，加之普通硅酸盐水泥各种性能都较好，因此决定采用普通硅酸盐42.5水泥。再通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗掺能力。(2) 粗骨料：采用碎石，含泥量不大于1%选用粒径较大，级配良好的石子 配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可减少用水量及水泥用量，从 而使水泥水化热减少，降低混凝土温。(3) 细骨料：采用

5、中砂，平均粒径大于 0.5伽，含泥量不大于3%选用平均中is中讓粒径较大的中、粗砂拌制混凝土比采用细砂拌制混凝土可减少用水量 10%同时 可相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土的 收缩。(4) 粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰，按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积 粉煤灰混凝土时，粉煤灰掺量不宜超过混凝土水泥用量的35%且粉煤灰取代水泥率普通硅酸盐水泥不宜超过20%粉煤灰对降低水化热、改善混和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有所降低，对混凝土抗掺抗裂不利，因此粉煤灰的掺加量

6、控制在 20%以内，采用外掺法，即不减少配 合比中的水泥用量，每立方水泥混凝土掺加U级粉煤灰约60kg。(5) 外加剂：采用防裂型混凝土防水剂，掺量为水泥重量的2.3%，防水剂应不含氯盐，对钢筋无锈蚀影响，掺入混凝土中能明显提高硬化后的混凝土抗渗性 能，同时还应具有减水、降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。另在混凝土中掺入每立方混凝土 0.80.9Kg的杜拉纤维，以更 好地有效减少裂缝。3.2混凝土的配合比配合比的选择，在保证基础工程所设计的强度、 耐久性等要求和满足施工工 艺要求的工艺特性的前提下，应符合合理使用材料，将少水泥用量和降低混凝土 的绝热温升的原则。(1

7、) 混凝土中掺入粉煤灰后不仅能替代部分水泥，而且粉煤灰颗粒成球状 起润滑作用，可大大改善混凝土工作性和可泵性，且可明显降低混凝土水化热。(2) 对大体积混凝土所用的水泥进行水化热测定，水泥水化热的测定按现 行国家标准水泥水化热实验方法(直接法)进行，配置混凝土的水泥7天的 水化热宜不大于250kJ/kg。(3) 混凝土坍落度根据浇混凝土时的温度,30度以上时采用140±20mm,30 度以下时采用120±2 0mm(4) 大体积混凝土所用的骨料、外加剂、粉煤灰的选择与质量符合现行标准要求。粗骨料种类应按基础设计的要求确定， 其质量除应符合现行标准 普通 混凝土所用碎石或卵石

8、质量标准及检验方法的规定外，其含泥量应不大于中曲铁1.5%。细骨料采用天然砂，其质量应符合现行标准普通混凝土用砂质量标准及 检验方法的规定。粉煤灰掺量不得超过水泥用量的 15%矿粉掺量不得超过水 泥用量的20%(5) 在高温炎热天气，为防止太阳的直接照射，砂石堆场设置遮阳棚，必 要时喷射水雾。以此来控制混凝土的出机温度。(6) 无项目工程师的批准不准擅自增加混凝土的坍落度3.3现场准备工作(1) 底板钢筋及柱、墙插筋应分区施工完毕，并进行隐敝工程验收。(2) 底板上的预留孔洞支模牢固、稳定。(3) 将底板上表面标咼抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土 时找平用。(4) 浇筑混凝土时预

9、埋的测温管等应提前准备好。(5) 管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜值班，坚 守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇筑的顺利进行。4大体积混凝土温度计算在大体积混凝土施工前，必须进行温度和温度应力的计算，并预先采 取相应的技术措施控制温度差值，控制裂缝的发展，做到心中有数，科学指导施工，确保大体积混凝土的施工质量。4.1温度计算(1) 、混凝土最大水化热绝热温升值计算Th=(mc+K F) Q/c pme每立方米混凝土水泥用量,取3 69kg / m3 ;Q每千克水泥水化热量,取375 kJ /kgc 混凝土 的比热在0.841.05 之间，取0.97kJ / kg kp 混凝

10、土的质量密度,取2400kg /m3K掺和料折减系数,粉煤灰取0.3F混凝土活性掺合料用量Th = (369+0.3 X 60)X 375/0.97 X 2400=62.34 C由上式计算的水化热温度为绝热状态下的混凝土温升值，实际大体积混凝土中fit中Bt并非完全处于绝热状态，而是处于散热条件下，上下表面一维散热，温升值比按绝热状态下计算的要小，两者的关系随混凝土的厚度变化，即存在折减系数E值。 根据经验可知大体积混凝土的最大水化热绝热温升值一般在龄期为3d时为最高，浇筑块混凝土厚度取2.5 m ,查表可知E = 0.65。故此，混凝土内部的温度按下式计算：Tmax=To+ Th£

11、Tmax混凝土内部最高温度To混凝土的浇筑入模温度，即环境温度21C。E不同浇筑块混凝土厚度的降温系数Tmax=21+62.34X 0.65=61.52 C(2) 、温差计算 t=Bi (Tmax- tw) /(Bi+2)Bi=k b/ 入 t构件中心与表面的温差Tmax构件内部温度tw环境温度取21度Bi 毕渥准侧系数k构件维护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，查有关资料可知 k=12w/(m2 - k)入一一混凝土导热系数取2.33w/(m k)b构件中心至表面的距离,1.25mBi=12 X 1.25/2.33=6.44 t=6.44/(6.44+2) X (61.52-21)

12、=30.92 >25构件中心温度与构件表面温度差大于 25 C时，则构件表面必须要用保温材 料加以覆盖或在混凝土内部采用预埋钢管循环冷却水降温的方式减小温差，防止构件表面出现裂逢。考虑到施工工期的因素，若构件表面采用保温材料加以覆盖 则影响下道工序的施工，故选用在混凝土内部埋设钢管运用循环水冷却的方法。4.2、循环冷却水管的布置与施工循环水冷却水管分2层布置，下层管距基础底0.8m,上层管距基础顶0.9m,中曲怏管水平间距2m冷却水管的固定可与加固角钢或附加钢筋点焊，不允许与图纸 设计的钢筋焊接，但可与之绑扎固定。循环冷却水管施工完毕后通水试验，检查 管道的严密性，防止使用时水漏入混凝土

13、中影响工程质量或浇筑时漏浆堵塞管 道。循环冷却水管按照后浇带划分的施工段分为两个循环系统，随混凝土浇筑分阶段通水循环，以降低混凝土内部高温，减少出现有害裂缝。(循环冷却水布置图见附表1)4.3冷却水的热工计算在水管冷却时，混凝土温度场得计算是一个相当复杂的问题。现根据朱伯芳院士 1957年提出的计算单根水管一期冷却效果的算法，即把受一根水管冷却的 混凝土六棱柱体简化为一等效圆柱体，并假设由于对称性，混凝土柱体外表面是绝热的(忽略混凝土上下表面的散热)。根据现场的实际情况，冷却水温度 Tw 等于混凝土初温TO,设混凝土绝热温升为9(T)，在时间t时的绝热温升增量 为 B ( t )，由于水管冷却

14、，到时间t时温升为9 ( T)巾(t- t )，从0到t 积分得：T(t) = / (0 f)巾(t- t )e 9 / e t t d t 1-1考虑单独一根水管的冷却问题，设混凝土的圆柱体的直径为D,长度为L，当 Z= a t /D2< 0.75 时巾=e-b t ;b=ka/ D2 ;k=2.09-1.35 n +0.32 n 2; n =入 L/Cwp wqw,式中t为时间，a为混凝土导温系数，入为导热系数，Cw为冷却水比 热，p w为冷却水密度，qw为冷却水流量。把以上式代入式1-1得到在时间t时混凝土平均温度T(t)如下T(t) = /(0t)e9 心 di 1-2根据指数型

15、绝热温升公式9 ( t ) =9 0(1-e -mt)其中9 0为最终绝热温升即Tmax ,m为常数取0,384，微分得nr9 / t = 9 0 me1-3将1-3式代入1-2式积分得T(t)=9 0 (t)© (t)= m(e-施-e-mt)/ (m-b)1-4现设布置在混凝土中的水管间距为 2m水流量=25000kg/d,管长465.8m (上 下布置两层蛇形管，以后浇带一侧冷却水管计算)导热系数a=入/C 丫式中：C为材料表面的辐射系数，C=5.0中曲铁丫为表观密度，丫 =2400kg/m3,入取2.33则 a=2.33/5 X 2400=0.0002n = X L/Cwp

16、wqw=2.33X 465.8/4.18 X 1000X 25000=0.00001k=2.09-1.35 n +0.32 n 2 =2.089b=ka/D2=2.089 X 0.0002 - 0.62=0.0012当混凝土龄期为3d时；© (t)= m(e-bT -e-mt)/m-b=0.384 X (e0.0012X3-e-0.384 X3) / (0.384-0.0012 ) =0.782T(t)=9 0 © (t)=62.34 X 0.782=48.75则混凝土内部温度 Tmax =T0+T(t) E =21+48.75 X 0.65=52.69 C内外温差计算：

17、t=Bi (Tmax- tw) /(Bi+2)= 6.44/(6.44+2) X (52.69-21)= 24.18 v 25C实际混凝土底板的上表面是散热的，混凝土的内部温度是小于 Tmax=52.69C的，由经验可知，混凝土底板上表面的温度一般比大气温度高1015C，取中间值12.5 C,则混凝土底板上表面的温度为21+12.5=33.5 C混凝土内外温度差则为52.69-33.5=19.19 Cv 25C根据以上计算可知，混凝土不会出现因温度应力而引起的裂缝。5大体积混凝土施工5.1施工区域划分及浇筑顺序由于基础底板尺寸比较大，基础底板设有后浇带，后浇带将底板划分为两个部分，每一部分为一

18、个自然施工段5.2混凝土浇筑(1) 混凝土采用商品混凝土用混凝土输送泵将混凝土泵送到浇筑地点。混凝土浇筑时采用“分区定点、一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次 到顶”的浇筑工艺，根据泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区 域的混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇 形向前流动，然后在其坡面上继续浇筑，循序渐进，这种浇筑方法能较好地适应 泵送工艺，使每车混凝土均浇筑在前一车混凝土形成的坡面上， 可以确保上层混中m中讓凝土在下层混凝土初凝前浇筑完毕，也便于浇筑完的部位进行覆盖保温。(3) 次需浇筑的混凝土应连续进行，间歇时间不得超过3.5h，如遇特殊情况，混凝土

19、在3.5h仍不能继续浇筑时，需采用应急措施。即在已浇筑的混凝土坡面上插12短期钢筋，长度1m间距500mm呈梅花状布置。(4) 混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置 56台振捣器，因为混凝土的 坍落度比较大，斜向流淌很大，因此用2台振捣器负责下部斜坡流淌处的振捣密 实，用2台振捣器负责顶部混凝土的振捣，用 12台振捣器负责中部混凝土的 振捣。(5) 由于混凝土的坍落度比较大，会在表层钢筋下部产生水分，或在表层钢 筋上部的混凝土产生细小裂缝，为了防止出现这种裂缝，在混凝土浇捣密实后， 用木抹子磨平搓毛23遍，初凝前再用铁板压实。(6) 规范规定：大体积粉煤灰混凝土每拌制 200m3至少成型1组试

20、块，现场 按每浇筑200m3混凝土制作4组试块，1组压7d强度向业主监理报表用，1组压 28d标养强度归技术档案用，1组同条件养护试块，1组作为60d强度备用。(7) 防水混凝土抗掺试块每500m3制作一组。5.3混凝土测温采用电子测温仪进行测温，混凝土浇灌前埋设测温管，把测温线引入，利用 电子测温仪读取温度数据。测温点布置在混凝土的对角线上，间距6000mm每点布置3个测温点，一点位于距上表面100mn处,另一点位于结构高度方向略偏 下的部位,对于2.5m厚筏板基础来说位于顶面下部 1300mm处，最下一点位于距 离基础底面100mm处。分别测量3点混凝土的表面和内部温度。测温均为每 4h

21、测温1次。当混凝土内外温差接近25 E时作好记录并增加保温层厚度，防止混 凝土因温差过大而产生裂缝。(测温点布置图见附表2)5.4混凝土养护(1) 混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一 层塑料薄膜，然后再蓄水养护。(2) 新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温养护，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝中IM中Et(3) 墙插筋及后浇带部位是保温的难点，要特别注意保温养护。(4) 停止测温的部位经技术部门和项目工程师同意后，可排除蓄水及掀开塑 料薄膜，使混凝土散热。6循环冷却水法降温规程(1) 混凝土浇筑前要先运行循环水系统以检查冷却水系统严密不漏水性，如

22、 发现漏水应标识、停运、补焊，以确保各处不漏水。(2) 冷却循环水系统中各设置2个水泵，其中一个排量较小另一个较大。较 小的作为混凝土浇筑开始时，启动循环次数较少时用泵和浇筑完成后冷却水正常 运转时的备用泵；较大的作为冷却水正常运转时的主用泵。(3) 混凝土浇筑开始后依次开启系统的各个循环，使循环水与混凝土同步升 温，启动初期一天内可趁混凝土正处于塑性状态采用大通水量以最大限度地带走 混凝土的热量。(4) 启动一天后因部分混凝土开始凝固，且测温已经开始，可根据测温情况决定水流量。如混凝土内部温度与入水温度之差小于20C，可加大入水量；如混凝土内部温度与入水温度之差在 20C25C，则需减少入水量，最终使混凝土 内部最高温度与循环水进水温差控制在 20C左右。如发现温差小于15C，则采 取在水箱中加入冷水并将部分水箱内热水抽走的方法以加大温差，以增强冷却效果，降低混凝土内部温度峰值。7主要管理措施(1) 原材料均需进行检验，合格后方可使用，同时要注意各项原材料的温度 控制，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本接近。(2) 派专人驻商品混凝土厂搅拌机房，监督各种原料掺量，使掺量控制在允 许偏差范围内。(3) 施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温