大体积混凝土冷却管的设计.pdf

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1、工程技术大体积混凝土冷却管的设计◆蒋仁国中交隧道局【摘要】本文分析总结了承台大体积混凝土的施工，重点从温升计算、增设冷却水管等降温控制措施加以描述，总结出大体积混凝土冷却管的设计与施工的要点及关键。【关键词】大体积混凝土冷却水管一、大体积混凝土最大温升计算1.1采用中低水化热的水泥:选用耀县水泥厂生产的秦岭牌P.1.计算条件。大体积混凝土浇筑采取一次性浇筑，边界条件为四O42.5R普通硅酸

2、盐水泥，该水泥属于中水化热品种的水泥。周及底面为原土层，混凝土内设置循环冷却水管，冷却水的流量为1.1.2提高水泥标号以减少水泥用量，降低水化热:大体积承台C302m3/h，浇注平均气温为5℃(冬季)，最高温升按照边界散热、设水管冷混凝土用42.5R水泥代替常规设计时所用32.5R水泥;大体积箱梁0#却的条件进行计算。块底板C50混凝土用52.5R水泥代替常规设计时所用42.5R水泥。2.计算参数及公式。1.3降低砂、石料、水泥及外加剂等原材料的温度(采用冰水配制混2.1计算混凝土的导热系数λ=2.51w/(m.℃)凝土，夏季粗细骨料均搭设遮阳棚，避免日光曝晒)，控制混凝土的入模2

3、.2计算混凝土的比热C=0.916kj/(kg.℃)温度，降低混凝土的水化热。2.3混凝土的密度:ρ=2410kg/m32.混凝土配合比的设计优化。2.4导温系数计算:α=0.0982368m2/d2.1运用双掺技术以减少绝对用水量和水泥用量。为减少水泥用2.5水管冷却范围D=1.21(S1S2)1/2=1.21√2×1=1.711m量，降低混凝土内水化热，混凝土中加入一定数量II级粉煤灰和高效外(S1─水管的水平间距，S2─水管的垂直间距)加剂。改善混凝土的和易性与可泵性，延缓凝结时间，减慢水泥水化热2.6Tmax=(Tj－Tb)Ca2X/(1－Ca1X)+(Ts－Tb)(1－X

4、)Ca2)/的释放速度，推迟和降低混凝土体内温度峰值。大体积承台C30混凝(1－Ca1X)+Tr/(1－Ca1X)+Tb=41.00℃土采用陕西省正元电力实业公司生产II级粉煤灰和陕西高速新型建材式中:Tmax———混凝土内部平均最高温度(℃);公司生产GSH－II型高效缓凝减水剂。Tj———混凝土的初始温度(℃);2.2根据本工地现场实际情况，在满足泵送及混凝土强度的条件Ts———冷却水管初期通水的水温(℃);下，按照规范要求，尽可能降低砂率，减少坍落度，降低单位体积水泥用X———冷却水管散热残留比;量，经过多次试配最后确定，最后选用配合比:水泥:砂:碎石:粉煤灰:Tb———混凝

5、土的表面温度(℃);外加剂:水:285:716:1130:75:2.28:170。Ca2———底部不绝缘，上层新混凝土向下层混凝土及表面散热的残2.3循环冷却水管的设置原则。由于混凝土体积大，施工过程中聚留比;集水化热大，内外散热不均匀和内外约束不一致，使混凝土内部产生较Tr———通过表面散热后的水化热温升(℃);大的温度应力，导致裂缝产生，埋下了严重的质量隐患，因此，在大体积Ca1———底部不绝缘，上层新混凝土接受下层混凝土传热并向表面混凝土内设置循环冷却水管是大体积混凝土降温的主要关键措施。散热的残留比。三、循环冷却水管的设计通过表面和冷却水管同时散热后的水化热温升，用下表1计

6、算:1.设计原则。1.1在开始浇筑混凝土时即通入冷水，对于厚度大于1.0m的大体表1大体积混凝土内增设冷却管后的水化热温升计算表积混凝土，一般均要设置循环冷却水管。1.2冷却管一般采用Φ32mm的标准铸铁水管，管与管之间的连接采用与之配套的接头。1.3冷却管的空间位置及尺寸设计:①设计依据:根据混凝土产生的水化热、升温降温情况、混凝土缓凝时间、浇筑工艺及外界环境情况设计。②冷却管的层数设计:由混凝土的厚度决定。对于混凝土厚度<2m时，冷却管按一层布设;对于混凝土厚度≥2m时，冷却管按多层布设，上下层层间的间距一般设计为0.5m≤D≤1.0m。③冷却管的平面位置及尺寸设计:每层冷却管

7、平面成“弓”字型直线布设。短边长度按2m设计，即长边方向的间距为2m。最外排的冷却管与混凝土边缘的距离一般按50cm～75cm之间设计。从上表可见最高温升发生在第5d，其混凝土最高温度也同样发生1.4冷却管在埋设和浇筑混凝土的过程中，接头部分应采用胶带纸在第5d。缠裹，以防漏水，使用完毕后灌浆封孔，出露部分应割除。二、大体积混凝土的降温措施参考文献:大体积混凝土的降温从混凝土水化热，配合比、原材料、缓凝时间，［1］徐岳，王亚君，万振江编著预应力混凝土桥梁设计，人民交通