【大体积混凝土无冷却管的温控措施概述3400字】

大体积混凝土无冷却管的温控措施概述目录TOC\o"1-3"\h\u27334大体积混凝土无冷却管的温控措施概述 163761.1.1锚塞体仿真分析 1230581.1.2锚塞体温控标准 362331.1.3温度控制措施 4273651.1.4现场监控 7锚塞体仿真分析有限元模型锚塞体轴线长度39.2m，前锚面断面尺寸为14.82m（宽）×15.1m（高），后锚面断面尺寸为17.1m（宽）×18.37m（高），总高36.28m。将锚塞体混凝土竖向分为10层，除第一层高为6.28m及第10层为6m外，其他层高均为3m，单层最大浇筑量为1177.1m3。锚塞体混凝土受围岩及初支约束，结构具有对称性，取锚塞体混凝土1/2进行温度应力计算，有限元模型见下图。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s162隧道锚锚塞体有限元模型荷载工况概况⑴浇筑温度：参考《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）“大体积混凝土的浇筑温度不宜高于28℃，冬天浇筑入模温度应不低于10℃”，控制为≥10℃且≤28℃；隧道锚锚塞体施工工期为2016年3月15日~2016年7月20日，平均气温上限为21℃，仿真计算取浇筑温度为28℃；⑵模板材质：锚洞口侧面采用钢模板，其等效表面放热系数取为1600kJ/(m2·d·℃)；⑶冷却水：无冷却水；⑷浇筑间隔期：7d；⑸养护方法：锚洞口侧面土工布覆盖，分层面顶面覆盖塑料薄膜+土工布。温度计算结果根据仿真分析可知，隧道锚锚塞体内部温度场发展规律为：①先升后降，构件中心温度最高；②构件中心约第3d达到温度峰值；③随着内部温度升高，内表温差增大，中心部位温峰出现时，内表温差达到最大，之后逐渐降低。最高温度及最大内表温差结果见REF_Ref71660080\h表STYLEREF1\s37表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s17重力锚锚塞体仿真计算结果浇筑层内部最高温度/℃最大内表温差/℃温峰及最大内表温差出现时间锚塞体第一层64.613.53d锚塞体第二层61.311.73d锚塞体第三层61.511.83d锚塞体第四层61.511.83d锚塞体第五层61.311.63d锚塞体第六层61.211.43d锚塞体第七层61.511.73d锚塞体第八层61.318.33d锚塞体第九层61.718.83d锚塞体第十层64.319.73d由REF_Ref71660080\h表STYLEREF1\s37可以看出，温峰及最大内表温差出现时间约为浇筑后第3天，内部最高温度计算值为61.2~64.6℃，温升为33.2-36.6℃，符合《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）“混凝土实际温升不超过50℃”的规定。内表温差值为11.4~19.7℃，符合《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）“大体积混凝土内表温差控制在25℃以内”的规定。应力计算结果在以上设定条件下，隧道锚锚塞体温度应力计算结果见REF_Ref71660116\h表STYLEREF1\s38。由REF_Ref71660116\h表STYLEREF1\s38可以看出，锚塞体各浇筑层应力发展规律为：混凝土早期膨胀，3d应力发展较快，集中于构件上表面及侧面，为内表温差引起的拉应力；混凝土后期收缩，7d后有部分应力向构件内部转移并逐渐发展至稳定水平。锚塞体3d最大温度应力0.76~1.0Mpa，7d最大温度应力0.93~1.87MPa，28d最大温度应力0.69~1.63MPa，3d、7d、28d温度应力均小于同龄期的劈裂抗拉强度（劈裂抗拉强度3d为1.3MPa、7d为2.5MPa、28d为3.0MPa），有较高的安全系数，抗开裂能力较强。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s18重力锚锚塞体仿真计算结果浇筑层温度应力/Mpa3d7d28d锚塞体第一层0.801.461.65锚塞体第二层0.780.931.12锚塞体第三层0.881.140.69锚塞体第四层0.811.240.74锚塞体第五层0.891.350.97锚塞体第六层0.761.020.95锚塞体第七层0.851.301.26锚塞体第八层0.931.381.63锚塞体第九层1.01.391.61锚塞体第十层1.121.871.39锚塞体温控标准大体积混凝土温度控制的原则是：⑴控制混凝土浇筑温度；⑵尽量降低混凝土的温升、延缓最高温度出现时间；⑶控制温峰过后混凝土的降温速率；⑷降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面温度和气温之间的差值。根据仿真结果和规范，对隧道锚锚塞体大体积混凝土制定温控标准见REF_Ref71660151\h表STYLEREF1\s39。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s19隧道锚锚塞体大体积混凝土温控标准构件标号浇筑温度(℃)内部温度(℃)内表温差(℃)降温速率(℃/d)锚塞体C30≥10且≤28≤65≤25≤2.0温度控制措施原材料选取原材料选取需考虑的因素见REF_Ref71660143\h表STYLEREF1\s310。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s110混凝土原材料选取考量因素原材料考量因素水泥比表面积、强度、C3A含量、碱含量粉煤灰烧失量、需水量比细骨料含泥量、细度模数粗骨料含泥量、级配外加剂减水率、适应性基于上表各因素，在原材料选择时应选用低水化热和含碱量偏低的水泥。矿物掺和料应具备组分均匀、各项性能指标稳定的有点，同时注重需水量比、细度和烧失量等关键指标。考虑采用质地均匀坚固粒形和级配良好、吸水率低、孔隙小的洁净骨料。外加剂的选择可考虑缓凝型聚羧酸类高效减水剂，能有效降低单方混凝土用水量，延缓温峰出现时间，提高混凝土和易性和抗裂性能。配合比选取原则（1）采用新型胶材体系，降低水泥用量以降低水化热。（2）选择适宜的水胶比，控制最大用水量。（3）采用矿物掺和料与高效减水剂双掺。（4）延长混凝土缓凝时间以推迟并削弱温峰。锚塞体混凝土性能隧道锚锚塞体混凝土设计强度等级为C30，原材料如下：①水泥：西南兆山P.O42.5水泥；②粉煤灰：石棉新发再生资源开发有限公司Ⅱ级灰；③外加剂：江苏博特新材料股份有限公司，PCA-1聚羧酸高性能减水剂（缓凝型）；④防水剂：江苏博特新材料股份有限公司；⑤膨胀剂：江苏博特新材料股份有限公司；⑥粗骨料：5-16mm、10-31.5mm两级配碎石；⑦细骨料：机制砂，MX=2.78；⑧拌合水：自来水。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s163水泥水化放热曲线图锚塞体C30混凝土配合比设计与力学性能见REF_Ref71660185\h表STYLEREF1\s311。混凝土劈裂抗拉强度、物理热学参数参考已有工程经验并根据配合比进行计算，见REF_Ref71660198\h表STYLEREF1\s312、REF_Ref71660268\h表STYLEREF1\s313。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s111C30混凝土配合比及力学性能材料用量（kg/m3）抗压强度(MPa)凝结时间（h）水泥粉煤灰砂碎石水外加剂防水剂膨胀剂3d7d28d初凝终凝24214577210661534.141515\25.63817h55min20h25min表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s112C30混凝土劈裂抗拉强度参考值龄期3d7d28d抗拉强度（MPa）1.32.53.0表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s113混凝土物理热学参数物理特性锚塞体初支+围岩弹性模量(MPa)3.0×1042.8×104比热(kJ/kg·℃)1.01.0比重kg/m323802600热传导率(KJ/m*hr*℃)108绝热温升(℃)41.0/28d抗拉强度(Mpa)30/强度发展系数a=4.5；b=0.95；d=1.11[Japan(Hydration)]/抗拉强度系数0.44/线膨胀系数1.0x10-55.0x10-6泊松比0.1670.167构件理论厚度(m)2/开始收缩混凝土材龄(d)3/注：计算中收缩徐变均采用的软件中日本规范自带的时间函数。浇筑温度控制控制混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。浇筑温度主要受原材料温度、气温等影响。因此选择合适的时间段浇筑混凝土比较重要。桥址所在地泸定市降水少、日照多、昼夜温差大，多年月平均温度见REF_Ref71660292\h表STYLEREF1\s314。表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s114泸定市月平均气温月份1月2月3月4月5月6月平均温度(℃)-11~5-8~8-4~110~154~187~20月份7月8月9月10月11月12月平均温度(℃)9~218~216~191~15-6~10-11~6保温保湿养护混凝土养护包括湿度和温度两个方面，锚塞体预计分别于3~7月施工，气温较高，应注重其保湿养护。锚塞体混凝土于围岩内施工，保湿相对较容易。上表面可于混凝土初凝后覆盖土工布再洒水保持表面湿润。洞口侧面散热面较大，建议适当延长拆模时间，尽量采取带模养护。混凝土内表温差、混凝土表面温度与气温差小于15℃方可拆模。拆模后包裹普通土工布进行保温保湿养护至少7d。施工控制主要从以下几方面进行施工控制：①控制浇筑间歇期混凝土浇筑间歇期一般控制在7天左右，原则上不宜超过10天。②浇筑和振捣混凝土按规定厚度、顺序和方向浇筑，分层布料厚度不超过50cm。正确进行混凝土拌和物的振捣，振动棒垂直插入，快插慢拔，振捣深度超过每层的接触面10~20cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免过振或漏振，避免用振捣棒横拖赶动混凝土拌和物，以免造成离下料口远处砂浆过多而开裂。现场监控温控流程如下图。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s164温控实施流程图现场监测内容及要求温度监测主要内容包括——混凝土温度场测量以及环境体系温度测量。在温度监测过程中要求如下：1)浇筑块温度场测量：浇筑块混凝土浇筑过程中，每2h测量一次温度；浇筑块混凝土浇筑完毕后至水化热升温阶段，每2h测量一次；水化热降温阶段第一周，每4h测量一次，一周后每天选取气温典型变化时段进行测量，每天测量2~4次。2)大气温度测量：与混凝土温度同步观测。3)通水冷却过程温度测量与浇筑块温度场测量过程同步进行。4)锚塞体混凝土全部浇筑完毕后，根据温度场及应力场的预测计算结果，结合与监测结果的对比分析，确定终止测量时间。5)每次观测完成后及时填写温度监测记录表（附件2）温控监测流程温控监测流程图见REF_Ref71660345\h图STYLEREF1\s365。图STYLEREF1\s3SEQ图\*ARABIC\s165温控监测流程图测温仪器及元件（1）监测仪器及元件规格采用智能化数字多回路温度巡检仪，数字温度传感器，实现温度、湿度实时监控和调整。（2）监测元件的埋设参照规范，根据桥梁大体积混凝土的特点加以改进，由具有埋设技术和经验的专业人员操作。为保护导线和测点不受混凝土振捣的影响，用等边角钢36mm×4mm进行保护。图STYLER