浙江金圆淮安置业有限公司 江苏省淮安市 223300
摘要：本文以德淮半导体有限公司生产车间1、动力中心1项目大体积混凝土埋管给水降温施工为例，以此为切入点对预埋冷水管降温技术进行探讨和阐述，并且对大体积混凝土温度应力因素产生的原因和应对方法做出进行分析，以此为相关施工尽微薄之力。
关键词：大体积混凝土；冷却水管；降温
引言
随着近年来基础建设的增加和工业生产、生活的需要，一些大体量工程如高层、超高层、厂房、地下遂道、桥梁、港口、大坝等大型基础设施越来越多，随之而来的是大体积混凝土施工越来越普遍。德淮半导体有限公司系台商合资企业，共投资150亿，以高科技半导体芯片的研发，设计、生产、销售、咨询为一体的台商合资企业。一期共22个单体工程，其中生产车间1平面尺寸106米*176米，基础平均厚度2.5米，超深部分基础厚达7.45米；动力中心1基础平面尺寸51米*120米，基础厚度2米。2016年6月有幸担任该项目技术负责人，主导编制了大体积混凝土施工方案，并全程参与了专家认证、现场指导、温度监测、给水降温、水管封堵等。
大体积混凝土特点
我们知道混凝土在凝结硬化过程中，水泥会生产大量的水化热，而一旦混凝土结构尺寸过大，当水化热产生的速度远大于混凝土向外传导热量的速度时，内部温度会大幅增加；而此时混凝土外表面和空气接触，加上风，雨、雪等不确定天气，使得表面温度远小于内部温度。我们也知道物体的热胀冷缩现象，所以当混凝土内外部温度差超过一定值时，热胀冷缩现象会突显，随之表面会出现开裂；另外当内部水泥水化热大幅度释放时，也是强度增长较快的时候，此时混凝土早已失去可塑性，并形成一定的强度，但是不足以承受温度带来的体积膨胀，所以内部细微开裂便由此产生。那么解决这两种开裂现象十分重要。由此我在建设初期就充分考虑上述影响因素，并对其逐一提出科学合理的控制方法。
原材料控制
使用低水化热的水泥，增加粉煤灰用量，一则可以减少混凝土开裂，二则可以减少水泥用量，从而降低水化热。选用弹性模量好的砂石，优化砂石级配，以降低混凝土开裂。混凝土搅拌时采用冷水冲洗砂石，冷水拌和。
施工方法控制
选择离浇筑地点较近的混凝土供应商，减少运距，保证连续作业，并按300~500mm进行分层浇筑，防止形成冷缝。加强作业过程中的振捣，确保密实。
降温措施
为了确保混凝土内部温度上升过快、过高，在基础中铺设导热性能较好的钢管并进行外部注入冷水进行降温，基于钢管注水降温性能和前期试验，确定每条管道长约300米，每一区块按面积和厚度尺寸进行布管，降温管按水平方向布置，水平间距1米，上下层水管间距1米，水管进出口均设置在混凝土基础上高200mm位置，内部管道采用D50钢丝软管连接，圆形卡箍卡紧；外部采用软管、3KW水泵与蓄水池相连注水冷却。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了提高基础上表面温度，降低混凝土内外温差，沿后浇带砌筑蓄水格（共划分15区块，每块约1200平米方），使用基础冷却管出来的热水注入基础表面蓄水格内，蓄水厚度50mm以上，并留一排水管引入外部蓄水池中。利用外部蓄水池中的冷水，经水泵注入降温管中，经降温管传导热量后水温达到50℃左右，将热水排至混凝土表面蓄水格，蓄水格中的热水再经热量散发后回流至外部蓄水池中，这样周而复始的运行。
测温、控温技术
温度监测采用合格的电子测温元件，并配温度显示仪，测温线需经水中浸泡24小时不损坏。在每后浇带区块内的两条间隔6米以上的轴线上布置测温点，每个测温点间距500mm；每个测温点按基础厚度不同，布置3~10根测温线，除最上和最下测温线离基础上下表面50mm，其余各测温线间距均在500~600mm，所有测温线通过张绑扎在单独的钢筋上，竖向放置在基础内，并保证所有的测温头在浇筑前不得与任何物业接触，浇筑时混凝土不能直接冲击测温区域，防止测温头，测温线损坏。
由于混凝土是按区域连续浇筑的，共历时28个昼夜，平均两台汽车泵同时浇筑。测温时按后浇带划分区块，分别测温。考虑到混凝土强度增长的时间，浇筑入模时间测量一次，记录入模温度，浇筑后6小时表面收平，10小时做二次压光，12小时后表面逐步开始形成强度，并快速增涨，此时即可进行测温，每2小时一次，当测得最高温度和最低温度差值达到15℃左右时，即可进行注水降温，因为此时是混凝土强度大幅增长期，水泥水化热大量释放，提前往降温管里注入冷却水，可有效控制混凝土结构内外温差在20℃以内，从而控制因温度而产生的微裂缝。当冷却水注入后，应该继续测温；根据混凝土强度增长时间表，水化热产生最多的是在浇筑后24~72小时，此阶段应拧开水阀，增加注水流量，直至温差稳定。当浇筑72小时，水化热释放高峰期后，温差会逐步减小，此时可每4小时监测一次，并减少水流量，防止温度下降过快。当浇筑14天后，当温差小于10℃，可停止注水冷却，温度每天监测一次，直至达到28天。
降温管中热水注入基础表面蓄水格中，起到保温、养护作用。14天后可不再蓄水养护。
28天后混凝土强度基本不再增长，也无水化热，此时可以用注浆压力泵将水泥浆料注入冷却管中，注入时应控制浆料的粘稠度。水泥浆料注满2天后，可对高出混凝土面的钢管切割，并用3mm厚钢板焊接封堵。
两个单体项目均在我的指导和统筹安排下进行原材选择、供应商选定、降温布置、温度监测、注水控温，装饰装修前对结构层清理，经冲洗后未发现一处裂缝，取得了超预期的质量效果，也得到了设计单位、建设单位和专家组的一致好评。
结语
将预埋冷却管降温技术运用到大体积混凝土施工环节，将体现出不可替代的现实作用，能够快速有效控制混凝土结构内部热量的降低，再利用排水的热水提高混凝土结构上表面温度，进一步确保养护效果。这是对传统降温技术所呈现的不足做出了弥补，减缓了工程建设过程的一大难题，强化了工程建设过程的结构质量的稳定性，降低了施工风险。要实现这样的目标，须提前做好预埋降温管、测温设备，科学合理的布置，并在混凝土结构的后续养护环节中，对冷却水的温度数值和总量做出严格把控，进而最大化避免混凝土结构内外的温差，提高混凝土结构整体质量的稳定性，避免因此产生的裂缝现象。
参考文献：
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[4]邵勤，胡立平，沈正平.冷却水管降温法在大体积混凝土施工中的应用[J].江苏电机工程，2005（01）：53-55.
论文作者:高卫中
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第30期
论文发表时间:2019/9/16
标签：测温论文; 混凝土论文; 水化论文; 体积论文; 温度论文; 水管论文; 基础论文; 《建筑细部》2018年第30期论文;