预埋水管控制大体积混凝土温差裂纹

预埋水管控制大体积混凝土温差裂纹

钱明军

连云港市建设监理有限公司 222000

【摘要】混凝土是现代建筑的常用材料，具有造价低，凝固快，承受力强等优点。但同时，混凝土的缺点也十分明显，混凝土在导热性能上较差，普通体积的混凝土在这方面表现不明显，但当混凝土体积增大时，这个缺点就会造成严重的影响。大体积的混凝土由于体积过大，而混凝土本身又不易导热，因此混凝土内外由于散热的不同往往会出现十分明显的温差，而温度的变化又会使混凝土内外的膨胀程度有所差异，当温差过大时，混凝土就可能出现裂缝。而在混凝土内部放置水管，在水管内通水，利用水循环带走热量,能有效控制混凝土温差,解决温度变形的发生,预防大体积混凝温差裂纹。

【关键词】大体积混凝土,温差裂纹,内置水管

《大体积混凝土施工标准》规定:普通体积或小体积的混凝土由于体积较小，内外温差不大，所以一般不会出现温差裂纹。而当混凝土筑成的实体的几何尺寸大于等于一米时，混凝土导热性差的缺点才会在一定程度上影响实体的使用。具体来说，在实际操作中，该实体的厚度应当大于等于2800mm，符合大体积混凝土定义。

1.大体积混凝土热工计算

1.1混凝土拌合温度计算

想要更加详细地了解大体积混凝土受温度的影响情况，就必须准确计算出混凝土的拌合温度。拌合温度的计算方法很多，在这里本文主要使用了计算法，来完成计算。计算法是假设该混凝土拌合物的热量是各原材料热量的总和，因此，想要计算混凝土拌合物的总热量，首先，计算出各原材料的热量，然后进行相加，就可以得到混凝土的拌合温度了，最终笔者计算出拌合温度为24.19℃。

1.2浇筑温度计算

在计算出拌合温度后，还需要对浇筑温度进行测量和计算，浇筑温度是指混凝土的拌合物在经过一系列的处理后，即将浇筑成为建筑物时的温度。和拌合温度温度不同，浇筑温度会明显受到外界的影响，通常来说，如果外界温度高于拌合温度，那么浇筑温度也会因此升高，而如果外界温度低于拌合温度，那么浇筑温度也会低于拌合温度，因此，拌合温度的变化会更大，而在实际中，浇筑温度经计算为25.85℃。

1.3混凝土水化热调整温升值计算

水化热温度是指在不和外界接触的情况下，混凝土的温升值。但在实际情况中，混凝土一般很难真正处于绝热状态。大多数情况下，大体积混凝土都是在散热的状态中，特别是混凝土的表面接触空气，散热更快，因此混凝土的温升值会低于绝热状态，一般来说，如果混凝土的体积较小，那么散热就更快，因此温升值就相对较低，而混凝土的体积越大，那么散热速度减慢，如果混凝土块厚度大于等于5米，混凝土实际温升值已接近与绝热温升值。经计算，混凝土最高水化热绝热温度为51.9℃,内部的中心温度为61.26℃。

1.4计算结果与GB50496温控指标对比

由上面的计算即可得温控指标大部分不符合下列规定:

混凝土浇筑块体的内部温度和表面温度差应当小于等于25℃;

本工程计算得出的混凝土浇筑块体的里表温差:61.26℃-25.85℃=35.41℃。(混凝土浇筑时温度为25.85℃)

结论:35.41℃>25℃。

混凝土浇筑体表面温度和环境温度差应当小于等于20℃;

本工程混凝土浇筑块体的表面温度29℃-25.85℃=3.15℃(气温Ta =29℃)。

结论:3.15℃<20℃。

依据热工计算测算得,本工程2800核心筒筏板基础必须进行内部降温处理。

2.混凝土内置水管降温技术

2.1工艺原理

首先分析混凝土浇筑体的体积，然后综合考虑混凝土所在地区夏季的温差变化，并根据具体的形状设计出合适的冷却循环水管，以砼理论降温体积为基准,并根据浇筑混凝土厚度来确定预埋管层数。在浇筑混凝土时，按照计划放入水管，并适时向水管通水，利用水比热容较大的特性，带走混凝土建筑体内部的热量，使得内外热量统一，温度差变小，防止裂纹的出现。

2.2工艺流程

预埋安装Φ48冷却水管→水管水压试验→管内通水循环降温→管内通水循环降温→细石混凝土高压注浆堵实冷却水管。

2.3冷却水管的埋设

冷却水管的必须架设稳固的金属支架上,φ22钢筋作为纵横水平拉杆(管路搁置)焊接联结,并与相邻的底板筋焊连,间距与每层管路架设高度同步考虑;支架质量必须过硬，有足够的强度能够承受建筑物本身的质量和工人的质量,还须承受在砼浇筑时泵送砼对架体各管路的冲击力。在进行了多方的对比和考察后笔者发现冷却水管采用Φ48@1500*1500mm的焊接钢管最为合适，有最高的性价比。在开始，施工前，各水管应该进行通水施压，确保每一个接头都能正常运行，每一根水管都不会漏水，都能承载需要的重量，而在混凝土进行浇筑时，应尽量避免水管的损毁，保证供水计划的实施。冷却水管管路一共设置有三个回路,第一回路为底部-13.15~-16.15米电梯井中间部份及消防电梯集水坑部位,上下放两层冷却水管,两管放中部,间距1500。第二回路和第三回路放电梯井两侧的侧板中。

3.混凝土温度的监测

3.1测温管的制作

测温管采用20的长镀锌管制作而成,内径17㎜,长度按埋设位置的基础筏板厚度加工,下口用小钢板封堵,砼上面露200,管内灌入清水。

3.2测温点的布置

测温点的布置应当格外注意，如果测温点布置不当，那可能导致对于混凝土温度的监测，不准确，测出的混凝土温度过高或过低，原则上，测温点应当布置在核心筒四个小点以及结构变化比较大的位置，在这些位置设置测温点，可以较为准确地测量出混凝土的温度。

3.3测温的时间

3.3.1在混凝土浇筑完成后，才能开始温度的测量，测温的时间应大于等于14d，此外，出门的间隔也必须按计划进行间隔时间过大，会使的记录不准确不完善影响，对于混凝土状况的判断，作文时间过于频繁，也不利于混凝土的凝固。在前三吨水泥浇筑时，每隔一个小时就测量一次温度，在浇筑第四到七吨混凝土时，每两个小时测量一次温度，在浇筑第八到十四吨混凝土时，每四个小时测量一次温度。在测温期间，如果温差超过了25℃，必须立即采取一定的措施来保证温差的减小。

3.3.2在记录温度的过程中，到了后期发现混凝土内外温差较小，都小于20℃，并且温差的变化变小，温度趋于稳定，这就说明，混凝土已经逐渐凝固，可以在测温管中加入细石砼，并捣实，促进混凝土的凝固。

结论

本工程核心筒混凝土虽然体积大、体量大,并且由于混凝土导热能较差的原因，使得混凝土内外散热状况不一致，温差较大，有一定可能出现温差裂缝，影响工程的实施。但通过选择更加合适的混凝土原材料，如选择质量更好，导热性能更佳的河沙等，并且在运输和养护环节都格外谨慎小心，最重要的是利用水管降温技术，在混凝土内部埋入水管，并适时通水，利用水循环带走热量，提高混凝土内部温度的散发，有效地降低了混凝土内部的温度，从而降低混凝土内外的温度差，使混凝土出现温差裂缝的可能大大降低，经温度测量,混凝土浇筑块体的里表温差小于25℃;混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃,结果表明控制了混凝土温差,解决了温度变形的发生和开展。养护期结束后,大体积混凝没有温差裂纹。

参考文献：

中华人民共和国国家标准 GB 50496大体积混凝土施工标准 北京 中国建筑工业出版社