胡金旭 王智利 张冬
（鞍钢建设集团有限公司）
Study and practice of concrete hydration heat Control through pipe cooling
Hu jinxu Wang zhili Zhang dong
(Ansteel Construction Group Corporation Limited)
【摘 要】通过实际工程，探讨自然冷却及水管冷却下混凝土降温机理，在理论分析的基础上，探寻大体量混凝土温控方法
【关键词】温差；自然冷却；水管冷却
【Abstract】through the practical engineering, this paper discusses concrete under natural cooling and water pipe cooling mechanism, on the basis of theoretical analysis, explore mass concrete temperature control method.
【Keywords】difference in temperature, cooling naturally , cooling water pipe
我们知道大体量混凝土控制混凝土水化热是控制混凝土裂缝的关键，在混凝土厚度不大的情况下，通常我们通过选择混凝土配合比、蓄热保温及自然冷却就可以有效控制混凝土内部温度，但在厚度较大的混凝土结构中，由于内部混凝土几乎近于绝热状态，混凝土内部温差较大，加之混凝土平均温度不降到某一水平上，在环境温度作用下，结构在外约束下，就会产生裂缝。本文通过鞍钢某高炉基础的施工，利用水管冷却控制混凝土水化热，探讨在自然冷却及水管冷却作用下，控制混凝土温度方法及途径。
一、工程概况
鞍钢某高炉基础，底板平面尺寸37.6×26.8m，厚4m，平面对称中心圆柱形基础直径φ16.7m，底板及圆柱形基础总厚度7.665m（见图1.1 基础剖面及测点布置），混凝土设计强度等级为C30，混凝土总量5209m3。
该工程于2004年4月施工，2004年5月施工完毕。
图1.1 基础剖面及测点布置
二、方案选择及技术措施
2.1 混凝土的选用
为了降低水化热采用矿渣微粉和粉煤灰双掺技术，利用60d混凝土强度，水泥选用鞍钢矿渣公司水泥厂32.5Mpa矿渣硅酸盐水泥，石子5-25连续级配，中砂，细度模数M=2.8。
配合比、量热比较及干缩分析见表2.1。
表2.1 C30混凝土配合比、量热比较及干缩分析
最后，综合分析选用编号2的混凝土配合比。
2.2 混凝土绝热温升
混凝土水化热最大绝热温升θmax按下式计算。
从表2.2可看出11d的ξ1最大，即混凝土内部温度达到峰值，通过分析及实践随着厚度增大混凝土内部温度达到峰值时间延迟，一般1-3m达到最高温时间为3-5d，3-9m为5-12d。
2.4混凝土水管冷却降温分析
工程中通常把水管分组蛇行布置，上下矩形或梅花形布置，间距1-3m，我们把每根水管承担的散热面积看作圆形（见图2.1 水管计算简图）。
应力计算：综合考虑温差及混凝土干缩（当量温差），进行混凝土温度应力分析，并考虑应力松弛影响，混凝土温差产生的拉应力没有超过混凝土抗拉强度，在此，不再详细陈述。
三、实际控温效果
实际工程中2004年4月1日开始浇筑混凝土，2004年4月5日浇筑完毕，为了防止混凝土表面龟裂，在混凝土表面150-200mm深范围内，撒布钢纤维，混凝土浇筑后即开始通过水泵给冷却水管注水，水管平均流量45m3/d, 水温在施工期间12～20℃，出口水温比入口水温高1～2.5℃，在循环注水期间，为了不使混凝土降温过快，通过闸阀控制每天降温速度不得超过1～1.5℃, 实测温度曲线见图3.1及图3.2, 测温点布置见图1.1。
图3.1 测点1 2 3 4 5及平均温度Tm、气温曲线图 图3.1 测点6 7 8 9 10及气温曲线图
实测入模温度12～16℃，气温8～22℃。混凝土浇筑10d，温度达到最高值为50.06℃, 比较按上述计算得最高值49.121℃, 仅差0.939℃。
四、总结及体会
通过本工程的实践，为控制大体量混凝土水化热找到一条理论和实际上都切实可行的途径，利用水管冷却措施，可以降低水化热绝热温升10-20%，如果再考虑掺入矿渣微粉及粉煤灰，就可以降低水化热绝热温升25-35%。
参考文献：
[1]朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温度控制 水利出版社 2003.
[2]江正荣 建筑施工计算手册 中国建筑工业出版社 2001.
[3]鞍钢建设集团技术部 鞍钢西部板材精品基地工程施工技术（内部交流）
作者简介：
胡金旭（1968- ），男， 辽宁鞍山人 ，鞍钢建设集团有限公司，副总工程师 ，国家一级注册结构师，高级工程师
论文作者:胡金旭,王智利,张冬
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/28
标签：混凝土论文; 水管论文; 水化论文; 鞍钢论文; 温度论文; 应力论文; 矿渣论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;