鐵路承臺(tái)大體積混凝土溫控措施

何勇 火東存

摘要：在鐵路施工中，承臺(tái)混凝土方量較大，通常需要采取措施降低水化熱，防止混凝土體裂紋的發(fā)生。本文結(jié)合鐵路現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際進(jìn)行分析，提出解決方法，可為同類型施工提供參考。

Abstract： In the railway construction， the amount of concrete in the cap is large， and it is usually necessary to take measures to reduce the heat of hydration and prevent the occurrence of cracks in the concrete body. This paper combines the actual construction of the railway site to analyze and propose a solution， which can provide reference for the same type of construction.

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;冷卻管;水化熱

Key words： mass concrete;cooling pipe;hydration heat

中圖分類號(hào)：TV544+.91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）31-0165-02

1? 概述

該承臺(tái)位于濟(jì)南境內(nèi)的黃河河灘內(nèi)，為京滬高鐵與太青四線共建段，即京滬線與太青線合建承臺(tái)，其尺寸為22.5m×10.5m×4m，方量為945m3，屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，若施工或者養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，容易造成內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生溫度裂縫，影響主體質(zhì)量。同時(shí)京滬高鐵濟(jì)南黃河大橋有多個(gè)大體積混凝土承臺(tái)，急需驗(yàn)證各種溫控措施對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的有效性，以便為后續(xù)承臺(tái)施工提供相應(yīng)的參考。

2? 采取的措施

混凝土在澆筑完成后之所以溫度會(huì)升高，其主要原因?yàn)榛炷羶?nèi)部膠凝材料的水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，而在混凝土配合比之中，水泥所產(chǎn)生的熱量最大，所以設(shè)計(jì)混凝土配合比階段，在保證混凝土強(qiáng)度等各項(xiàng)性能的前提下，盡量減少配合比中水泥的比重。承臺(tái)澆筑時(shí)，降低混凝土的入模溫度。澆筑完成后，通過提前預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)部的冷卻管循環(huán)水，能夠把混凝土芯部熱量帶出達(dá)到降低芯部溫度的目的。所以需要從配合比設(shè)計(jì)、入模溫度、混凝土養(yǎng)護(hù)等方面著手，保證混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境之間的溫差控制在規(guī)范要求的20℃以內(nèi)。

2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土由水泥、砂、碎石、粉煤灰、礦渣粉、減水劑、水組成，在滿足混凝土強(qiáng)度以及塌落度的前提下，應(yīng)提高配合比中粉煤灰和礦渣粉的比重，降低水泥用量，同時(shí)通過使用恰當(dāng)?shù)臏p水劑，減少配合比中的用水量，減少混凝土水化熱產(chǎn)生的熱量;提高粉煤灰和礦粉的摻量后，還能提高混凝土的抗?jié)B性。經(jīng)過試驗(yàn)室試配，選定配合比水膠比為0.38，水泥、礦渣粉和粉煤灰的比例為1：0.6：0.4。

2.2 承臺(tái)施工措施

承臺(tái)計(jì)劃一次澆筑成型，利用預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)部的冷卻水管通循環(huán)水，帶走承臺(tái)混凝土內(nèi)部的熱量，再利用循環(huán)出來的熱水進(jìn)行混凝土表層養(yǎng)護(hù)，降低各級(jí)之間的溫差。

①冷卻水管的設(shè)計(jì)。預(yù)埋的冷卻水管采用？準(zhǔn)48×2mm厚普通鋼管，在鋼管的兩頭車絲，并使用車內(nèi)絲的直角或直鋼管絲頭連接，鋼管的層數(shù)，每層之間的距離，均通過混凝土水化熱計(jì)算取得。

具體布置為：一共設(shè)置兩層冷卻水管，層間距為2m，上下層距離最近的混凝土表層均為1m;單層冷卻水管間距為1.1m。為驗(yàn)證相關(guān)降溫措施是否到位，在承臺(tái)內(nèi)預(yù)埋63個(gè)測(cè)溫片用于監(jiān)控對(duì)應(yīng)位置的混凝土溫度。（圖1）

3? 現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量控制情況

要求承臺(tái)混凝土澆筑完成后每晝夜不少于4次的溫度測(cè)量，分析數(shù)據(jù)得知溫度最高值為64℃，出現(xiàn)在第四天;通過計(jì)算測(cè)量的數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)各級(jí)溫差有接近規(guī)范要求的20℃時(shí)，則加大冷卻循環(huán)水的進(jìn)水量來降低溫差，同時(shí)利用循環(huán)出來的熱水蓄在混凝土表層用作養(yǎng)護(hù)用水，可以降低溫差，最終保證了各級(jí)的溫差滿足規(guī)范要求。圖2為選取代表性測(cè)溫點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄。

4? 總結(jié)

通過采取各種方式降低混凝土水化熱來保證各級(jí)溫差，我們總結(jié)出了大體積承臺(tái)混凝土施工溫控的三個(gè)階段：一是在混凝土配合比設(shè)計(jì)階段，盡量使用低水化熱水泥，同時(shí)在滿足相關(guān)性能的情況下降低每方混凝土中水泥用量，加大粉煤灰和礦粉摻量，選用合適的減水劑減少用水量;二是混凝土施工階段，選擇一天中溫度較低的時(shí)刻澆筑，降低混凝土的出機(jī)溫度來保證較低的入模溫度;三是混凝土養(yǎng)護(hù)階段，利用預(yù)埋在承臺(tái)混凝土內(nèi)部的冷卻水管帶走內(nèi)部熱量，同時(shí)根據(jù)溫度測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整循環(huán)水的進(jìn)水量。

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