循环水降温技术在大体积混凝土基础底板工程中的应用
[摘 要] 在大体积混凝土施工中，有效的内外温差控制是控制裂缝产生的首要前提，本文以****场工程基础底板大体积混凝土施工为实例,阐述循环水降温技术在施工中应用。
[关键词] 大体积混凝土; 基础底板；温度监控；循环水降温；裂缝控制
1.引 言
1.1大体积混凝土结构是工程建设中常见的承重结构,由于混凝土属于脆性材料,施工方法不当容易使大体积结构产生裂缝,直接影响工程的正常使用功能。
1.2大体积混凝土结构的截面尺寸较大,由外荷载引起裂缝的可能性很小,据统计属于温度、湿度、地基变形引起的占80 %以上,属于荷载引起的约占20 %。
1.3大体积混凝土具有混凝土设计强度等级较高、混凝土量大、水化热引起的混凝土内部温度较大的特点。控制好混凝土内外温差、温度变形(应力)是提高混凝土抗渗、抗裂、抗侵蚀性能的关键。 2.工程实例： 2.1工程概况：
2.1.1****场工程位于洪武北路青石街，地下建筑面积约12660m2，地上27层，局部28层；地下人防2层，局部3层，有梁满堂整板基础；地下室底板厚度为800mm，承台厚度以2200mm和2600mm为主,核芯筒混凝土最大厚度5300mm。混凝土强度等级C35、抗渗等级P8，混凝土浇筑量为8120m3。
2.1.2施工场地狭窄，通风条件较差，且处于市区中心，地下室底板混凝土浇筑在7月底，正值盛夏，日平均气温在30℃以上。 3.温度控制技术措施
3.1商品混凝土原材料选用
3.1.1 采使用42.5级矿渣硅酸盐水泥，用量320kg/m3；
3.1.2碎石选用10.40mm连续颗粒级配，中砂细度模数2.80-3.00，砂率控制在40％—45％；砂、石含泥量控制在1％以内，并不得混有有机质等杂物。
3.1.3粉煤灰40kg/ m3，缓凝减水剂FDN - 440, 3.1.4 水灰比0.41
3.2 HBT - 60C 地泵3台同时浇筑底板混凝土。 3.3混凝土入模温度采取以下措施控制。
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3.3.1泵入料口设遮阳装置。
3.3.2用麻袋片包裹泵管并浇水湿润。
3.3.3砂、石堆场用彩条布覆盖,石子堆场提前浇水降温。 3.3.4现场周围及基坑壁洒水降温。 3.4混凝土浇筑
按承台-底板-承台交错浇筑的方法施工。即先浇筑部分承台混凝土至地下室底板底标高，然后浇筑地下室底板，及承台的上部混凝土。 在每台泵出料口配备7根插入式振捣器,在混凝土出料口及斜面的中下游各布置2 根,快插慢拔。墙柱插筋根部、水平施工缝及钢筋密集部位采取二次振捣,确保混凝土密实,以防上述部位产生蜂窝、麻面、露筋。二次振捣时间控制在混凝土浇筑后2～4h 。 3.5温控方案选择
根据热工计算，在以上原材料参数和环境温度下，0.6m厚混凝土要求蓄水深度h0.6＜0.1m，2.0m厚混凝土要求蓄水深度0.13m左右，对2.6m、5.4m承台要求蓄水深度超过200mm；由于施工场地条件限制，决定对厚度在2m以内的混凝土采用两层草袋加100mm水养护，超过两米厚的承台在两层草袋加100mm水养护的基础之上在承台内布设循环水管，对承台内部采用循环水降温，从而形成表面覆盖、蓄水养护、内部循环水降温的综合养护措施。
4.循环水降温技术
4.1采用热传导性好并具有一定强度的输水薄壁铁管，外径30mm，内径27mm，焊接连接。 4.2分三层布置，水平间距为1200 mm；中间一层位于承台的中心部位；上下层之间按梅花形交叉布置（见下图），输水管间距650 mm，每层输水管各设一个入口和一个出口，单层蛇形循环布置。
4.3循环水采用地下水，其参数控制在如下范围内：流量为0.5～2.5 m3/h；流速为0.3～1.4 m/s；水压为3 kPa。施工前做通水试验。
4.4混凝土施工后即开始通水，排出来的水事先考虑好排水的流向。 4.5加强测温工作，测温达到以下条件方可停止冷却： 4.5.1出水口处的水温已基本稳定或变化很小； 4.5.2混凝土的内部与外部温差不超过5℃；
4.5.3在混凝土养护过程中根据冷却循环水进出口温差监测情况，及时调整水温及流量，满足温控要求。
4.6冷却水管使用完后，应在其入口和出口处用压力灌浆封堵。
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1111CT10CT1011001100CT1011001100顶层循环水管布置平面图CT1013001250顶层循环水管布置平面图1300125012501300最上一层最上一层中间层最下一层12501300中间层最下一层7007007007001-1断面图1-1断面图
100065010001000650600CT10CT10中层循环水管布置平面图底层循环水管布置平面图CT10
中层循环水管布置平面图5. SDW型数字测温仪测温技术
10005.1信息仪测温是引进的国外新技术，采用生产一体化的温度传感器
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及智能型高精度接收仪，其性能为： 分辩率<0.2℃， 测精度<0.3℃，量程-20℃温～105℃，窗口直接显读温度，内外温差大于28℃时，即可报警。
5.2测温程序见下表
5.3采用测温孔测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据，不得
微 机通道切换模数转换数据传输数据采集数据处理图表打印传感器Max=120分 析采用沿孔洞变动温度计高度的方法来测孔中不同度的温度，孔中应注入5cm高的清水或油，水银温度计的未端应没入水中并应至少保持3min，然后迅速抽出温度计，读数加上0.5 ～1℃作为测定值，每孔一个温度计。
5.4测温点布置
在底板有代表性的部位均匀布置9处测温孔（见下图测温孔平面布置图），每处三个传感器按不同的距离绑在一根Φ25钢筋上（见测温剖面图）混凝土终凝抹平后，随即开始测温。每2h测一次，8d后每4h测一次，15d后每8h测一次。
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1P381113P M1#2#MKJG7#D5#3#4#KJGD8#BA16#BA381113N地下室底板测温孔平面布置示意图测温点传感测温剖面示意图100等分等分100 6.测温结果及温差变化规律 为研究底板大体积混凝土沿厚度方向不同部位温度和各部位之间温差的变化规律，选择某几个测点记录的温度数据进行分析。现以5#点每天的平均温差记录数据进行分析。 5#点每天的平均温差记录如下：
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天数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 日期 7.30 7.31 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 上表面℃ 49.6 45.9 42.0 40.3 38.5 36.5 36.4 43.4 38.4 42.0 中间℃ 68.1 68.8 63.2 61.9 57.1 53.8 55.1 51.7 51.0 50.3 下表面℃ 56.3 57.2 55.4 54.9 53.2 52.8 54.2 50.7 49.9 51.4 △℃ 18.5 22.9 21.2 21.6 18.6 17.3 18.7 8.3 12.6 8.3
从以上数据可以看出，大体积混凝土中间部位温度最高，其次是底 层，顶层温度稍低。顶层和中间部位温度在浇筑后第2天达到峰值，底层温度也在浇筑后第2天达到峰值，顶层降温速度快，其次是中间部位，底层降温缓慢。温度随时间变化曲线图如下。
温度随时间变化曲线图80706050403020100123456天数78910温度（℃）上中下
7.效果跟踪检查
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本工程地下室底板混凝土施工,由于措施得当、组织严密,有效地控制了温度裂缝的产生,保证了混凝土施工质量。经过雨季考验,混凝土底板及施工缝处未出现渗漏现象。 8.结束语
本次大体积混凝土浇筑取得了成功,为我们提供了宝贵的经验,通过实践得到以下几点体会:
8.1采用中低水化热的矿渣水泥及“双掺”技术,可有效地改善混凝土的性能、提高混凝土的可泵性、降低混凝土的温升,控制混凝土裂缝的形成。
8.2严格控制混凝土入模温度,严格的保温、测温措施,是保证混凝土浇筑成功的关键技术之一。
8.3 厚大体积混凝土施工中循环水降温措施是大体积混凝土施工中控制温度的最有效措施之一。
8.4采用电子测温技术，信息化管理能及时准确掌握底板上部、中部、下部的温度变化。
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