大体积混凝土温控措施

大体积混凝土温控措施

贾红宇张珂

中国水利水电第六工程局有限公司辽宁110179

摘要：混凝土温度控制不但包括高温季节温度控制，也包括低温季节的温度控制，还包括后期对混凝土内部水化热的控制，这对控制混凝土裂缝的产生有着重要的作用。

关键词：温控措施；制冷水；制冰屑；保温；通冷水

一、概述

南水北调中线一期工程汉江兴隆水利枢纽船闸土建及金结、机电安装工程布置在厂房安装场地右侧的滩地上，距安装场地80m，船闸与右岸汉江堤防之间为滩地过流段，采用交通桥连接。通航建筑物由船闸主体段和上、下游引航道组成，线路总长1456m。船闸主体段由上、下闸首和闸室组成，总长256m，航槽净宽23m，结构均采用整体式U形结构。其中上闸首长40m、宽47m，高28.5m；闸室长186m，分为9段，宽31m，高25.9m；下闸首长30m，宽51m，高31m。由于船闸主体段以大体积混凝土为主，混凝土工程量约为11万m3，所以温控主要考虑船闸主体混凝土。根据招标文件中所提供的气象资料，汉江流域多年平均气温12～16℃。兴隆水利枢纽坝址附近多年平均气温为16℃，月平均最高气温发生在7月，为28℃；月平均最低气温发生在12月，为3℃，极端最高气温为37.9℃，极端最低气温为-16.5℃。为保证合同工期，混凝土浇筑应全年不间断施工，温度控制措施主要考虑高温季节混凝土浇筑，考虑在混凝土内部埋设冷却水管，控制混凝土内部温升。

二、高温季节混凝土浇筑温控措施

为保证夏季混凝土浇筑温度控制在28℃内，首先从混凝土配合比上考虑掺加缓凝剂，以延缓混凝土的凝结时间，另一方面掺加粉煤灰，减少水泥用量，从而降低水化热。其次，降低混凝土拌合用水及骨料的温度，以保证混凝土出机温度，最后采用中热水泥代替普通硅酸盐水泥，减少混凝土释放的水化热。采用的温控方案如下：

1.混凝土浇筑应尽量安排在早晚、夜间以及阴天进行。

2.加高成品料场的骨料堆高，并有足够的储备，储料场、水池。料场设遮阳棚。

3.混凝土出机口温控

1号拌合楼采用制冷水、制冰屑和骨料仓遮阳喷雾相结合的方式保证混凝土出机口温度，拌合用水采用2℃～5℃的冷水，并在拌合时加入冰屑。

2号拌合楼处于1号拌合站后侧，该拌合系统骨料仓采用遮阳喷雾相结合的方式进行骨料降温，同时增加一套制冷水及制冰机组。制冷系统需满足月高峰强度3万m3混凝土的要求。本拌合系统拟在6月中旬投产。

4.混凝土运输工具应有隔热遮阳措施，混凝土罐车应包裹保温棉。混凝土仓号采用土工布等淋湿进行覆盖，如外界气温较高，还需用彩条布搭设遮阳棚。

5.混凝土浇筑过程中的温控

在混凝土浇筑过程中为保证混凝土浇筑温度，在仓号外部适当位置布置喷雾机，降低仓号范围内的局部气温，保证混凝土浇筑温度。

三、混凝土后期温控措施

由于工期非常紧张，上下闸首基础预留宽缝并缝时间短，远达不到6个月的老混凝土需要的龄期，因而很难达到并缝所需的稳定温度，即使按设计要求埋设通水冷却水管，在短短2个月内降温很有限。冷却水管按1.5（竖直间距）×2.0（水平间距）或1.5（水平间距）×2.0（竖直间距）布置，2m浇筑层厚中间布置一层冷却水管，通水流量不小于18～20L/min，通水温度15℃左右。且与块体混凝土温差不宜超过20～25℃。

（一）冷却水管选材

根据《汉江兴隆水利枢纽船闸工程混凝土施工技术要求》，冷却水管可选用黑铁管，也可用塑料、高密聚乙烯类管材。我们重点比选了黑铁管和塑料管，塑料管导热性能不如黑铁管，但塑料管本身可弯曲接头少，施工简单、快捷。选用塑料管作为混凝土块体的冷却水管，对于相同的块体温度要求，后期冷却时间较使用黑铁管会延长1周左右，占总通水时间的比例不到10%，因此选用了塑料管作为冷却水管。

（二）管线布置

每一浇筑层内预埋蛇形冷却水管，按1.5m（水平间距）×2.0m（浇筑层厚）布置，埋设时要求距接缝面、孔洞周边的距离与贴面部位埋设的蛇形水管相同，距上表面2.0~2.5m，通水单根水管长度不宜大于250m。水管应排列有序，做好标记记录。管口应朝下弯，管口长度不应小于15cm，并对管口妥善保护，防止堵塞。

（三）通水检查

混凝土浇筑前和在浇筑过程中应对已安装好的冷却水管各进行一次通水检查，通水压力为0.3~0.4MPa，如发现堵塞及漏水现象，应立即处理。在混凝土浇筑过程中，应注意避免水管受损或堵塞。

（四）通水要求

1.初期通水

在混凝土浇筑收仓后12h内进行，结束标准是混凝土内部温度已降到最高允许温度以下。在正式通水前，先对冷却部位的冷却管进行检查、疏通，并做好管路进出口的挂牌标识。塑料水管单根通水流量不小于20L/min。

前期冷却用水主要为江水，在上闸首开挖边坡适当位置设7m3水池，将江水取至水池后，供上闸首使用。下闸首冷却用水从拌合楼附近100m3水池中接引。

2.后期通水

需进行块体宽槽回填的部位，在宽槽回填前，应进行后期通水冷却。

（1）根据块体宽槽回填进度和块体温度计算确定各部位通水类别和通水时间，通水时间以块体达到宽槽回填温度为准，上闸首底板宽槽回填温度为10℃，下闸首底板宽槽回填温度为13℃。后期冷却通水前1个月对埋设的冷却水管进行检查，对不通或微通的水管，应采取有效措施进行处理。

（2）块体应保证连续通水，块体混凝土与冷却水之间的温差不宜超过20～25℃，控制块体降温速度不大于1℃/d。水管通水量通制冷水时水管不小于20L/min，通江水时应达到20～25L/min。

（3）块体通水冷却后的温度应达到设计规定的块体宽槽回填温度。控制块体实际宽槽回填温度与设计宽槽回填温度的差值在＋1℃和-2℃范围内，应避免较大的超温和超冷。

（4）冷却水管、检查孔的回填

坝体内埋设的蛇形水管，在宽槽回填完毕后，确认无需再通水冷却时（除监理人及设计要求预留部分水管闷温以观测块体温度外），一律用0.5：1水泥浆封堵。

（五）施工保护要求

塑料管安装时，要做好固定工作，弯拐处严禁打折，保证管道畅通。要注意对仓号内的塑料管观察保护，确保畅通。

六、结束语

兴隆船闸工程混凝土浇筑通过以上措施对混凝土进行温控，确保了混凝土全年不间断浇筑，抢回了工期，同时也抑制了大体积混凝土裂缝的发生，但因温控措施投入较大，造成混凝土单价过高，对项目经济效果不佳。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]刘秉京.混凝土技术.北京：人民交通出版社，2004

[3]朱伯芳.大体积混凝土的温度应力与温度控制.北京：中国电力出版社，1999