冷却循环水系统在大体积混凝土施工中的应用

冷却循环水系统在大体积混凝土施工中的应用

(中国建筑第八工程局有限公司西南分公司,四川成都610041)

摘要:针对超厚、超长、超大混凝土筏型、承台基础内部水化热高,采取常规的大体积混凝土表面覆盖保温保湿养护的温度控制措施,难以达到控制内外温差不超过规范要求的25℃的要求,提出在大体积混凝土内部采用冷却循环水系统,并与大体积混凝土常规的温度控制措施相结合,从而达到控制大体积混凝土产生温度裂缝的预期目的,保证了混凝土施工质量。

关键词:大体积混凝土筏板冷却循环水系统温度控制

0引言

大体积混凝土因其结构厚、体型大、水泥用量相对较多的特点,水泥水化产生的热量聚集在混凝土内部不易散失,导致混凝土内部绝热温升不断升高。在实际施工中若仅采取常规的覆盖保温保湿养护,而不另外采取有效的温度控制措施的话,很难将混凝土内部和表面以及表面与大气的温差变化控制在规范及设计要求的允许范围以内,而一旦大体积混凝土温度控制超过规范和设计要求,则极有可能产生影响大体积混凝土质量的温度裂缝,影响大体积混凝土筏板基础的整体性,增加地下室底板渗水的可能性。针对本工程APM底板及航站楼代建大铁底板大体积混凝土筏型基础的特点,为保证施工质量,在实际施工时采取在筏板基础混凝土表面覆盖塑料薄膜、棉毡保证表面温度不下降过快,内部采用冷循环水控制内部绝热温升不上升过快,从而达到了控制混凝土内外温差不超过规范和设计要求。

1工程概况

天府国际机场T1航站楼钢柱基础采用桩承台或独立基础形式,桩承台基础尺寸从3900×1400×1800--12000×12000×7200(mm),钢柱独立基础尺寸从4800×4800×4750--9800×5000×3950(mm),航站楼区域代建APM及大铁部分底板厚度均较大,其中APM底板厚度为1--1.2m,大铁底板厚度为1.8米。属于超大、超厚型大体积混凝土。其混凝土温度控制是施工中的重点和难点,同时也是保证基础大体积混凝土施工质量的关键因素。

2工艺流程及关键技术介绍

2.1工艺流程

配合比优化设计→混凝土中心温度估算→预埋安装Φ32冷却水管(分层均匀设置)→混凝土浇筑前冷却水管水压试验→冷却循环水管内蓄水→根据测温结果调整循环水温及循环水流速→测温结束→循环水管压力注浆封闭

2.2配合比优化设计

本工程航站楼桩承台基础、钢柱独立基础、APM筏板基础采用强度等级为C35高耐久性补偿收缩防水混凝土,抗渗等级P8;大铁底板采用强度等级为C45高耐久性补偿收缩防水混凝土,抗渗等级P10。以大铁底板混凝土配合比优化设计为例,根据需要的混凝土相关技术要求,委托四川省建筑工程质量检测中心进行配合比设计验证:

大铁底板(C45P10)配合比:

2.3冷却水系统设计

整个冷却水系统由供水装置、升温装置、循环装置组成。循环水经过升温装置加热后经供水装置进入筏板混凝土内循环装置,并将水化热由出水口带出。

冷却水循环装置主管管径采用Φ50钢管,支管采用Φ32钢管,混凝土内共设置两层循环水管。循环水管的布置如下图所示:

2.5混凝土测温

为控制混凝土内外温差,为冷却水循环系统调节提供数据依据,避免温差裂缝,在混凝土浇筑完后,应及时测温并随时将结果反馈。为保证和减少测温的误差,测温由专人负责。

2.6测温点布置

本工程筏板厚度包括1000mm、1200mm、1800mm,桩承台及钢柱独基厚度从1800-7200不等,混凝土的温差控制是大体积混凝土施工质量控制的重点,因此,需要进行混凝土测温。测温点的布置应考虑能够为冷却水循环系统调节水温提供数据依据。测温点布置以大铁底板为例进行布置。

大体积混凝土测温点设置原则:

1)宜选择具有代表性的两个交叉竖向剖面进行测温,竖向剖面交叉通过中部区域;

2)竖向剖面的周边及内部应设置测温点,周边及内部测温点宜上下、左右对齐;每个竖向位置设置的测温点不应少于3处,间距不宜小于0.5m且不宜大于1.0m;每个横向设置的测温点不应少于4处,间距不应小于0.5m且不应大于10m;

3)周边测温点应设置在混凝土浇筑体表面以内40~80mm位置处,竖向剖面交叉处应设置内部测温点;

4)混凝土浇筑体表面温度测温点宜布置在保温覆盖层底部或模板内侧表面有代表性的位置,且各不应少于2处,环境温度测温点不应少于2处;

5)在大体积混凝土内部设置测温孔,测温孔均布置在底板相应部位,测温孔采用DN25镀锌钢管,测温孔的设置与钢筋支撑架相连接,形成一个整体。测温孔分底部测温孔、中部测温孔和面层测温孔三种,三种测温孔为一组,即一个测温点,这些测度孔待混凝土的水化热基本消失后用水泥浆液灌注密实。由于一次性浇筑面积较大,测温点平面布置如图:

3实施效果

混凝土浇筑完成后,通过测温结果适时调节冷却循环水流速和循环水温度对混凝土内部进行降温,混凝土表面通过覆盖保温材料(塑料薄膜+棉毡)进行保温保湿养护,从而控制混凝土内外温差在规范和设计要求的25℃以内,取得了较好的施工效果。无论是桩承台基础、钢管柱独立基础还是APM和代建大铁的筏板基础的大体积混凝土均未出现影响结构安全和使用的裂缝。达到了施工前预期的效果。

参考文献

[1]GB50496-2018,大体积混凝土施工标准[S].北京:中国计划出版社,2018.

[2]刘伟.大体积混凝土的施工裂缝控制技术分析[J].四川建材,2019(06):233+235.

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