夏季混凝土施工温控措施

夏季混凝土施工温控措施一、施工概况兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江、天门市境内，上距丹江口枢纽378.3km,下距河口273.7km，是南水北调中线汉江中下游四项治理工程之一，同时也是汉江中下游水资源综合开发利用的一项重要工程。

本标段为泄水闸标，具体施工范围见南水北调中线一期工程兴隆水利枢纽泄水闸土建及金结、机电安装工程《施工招标文件第三卷图纸》（合同编号为：HBNSBD-XL01-2009-04）。

“标块分区图”（115Z60-01-03-02）。

其中，泄水闸由56孔组成，每孔净宽14m，闸段总长953m，闸孔总净宽784m，采用两孔一联结构型式。

泄水闸高17.7m，两孔一联的闸室底板宽34m，中墩厚2.5m，两侧边墩厚1.75m。

泄水闸底板高程29.5m，厚2.5m，建基面高程27.0m，底板顺流向长25m。

闸顶高程44.7m，顺流向长29.5m，闸顶上游侧布置有门机轨道，下游侧布置有行车道宽6.5m的交通桥，每两孔一联的中墩上布置有启闭机房。

泄水闸工作门为弧形钢闸门，弧门半径14m，弧门支铰高程38.7m，采用液压启闭；泄水闸检修门为叠梁门，采用闸顶门机启闭；闸下游检修门为浮式门。

因左岸低漫滩高程高于泄水闸底板高程数米，该部分泄水闸的上游进水渠和下游出水渠需开挖形成，上游引水渠开挖高程为30m，范围为闸前的河槽边线与导流明渠右侧边线围成的区域；下游出水渠开挖高程为29.5m，范围为闸后河槽边线与导流明渠右侧边线围成的区域。

主要建筑物的防渗型式和地基处理以水泥土搅拌桩为主。

泄水闸与导流明渠纵向围堰之间采用塑性混凝土垂直防渗墙防渗。

泄水闸段为水泥土搅拌桩垂直防渗为主、结合混凝土水平铺盖的防渗型式；基础采用水泥土搅拌桩处理；右侧挡土墙基础采用钻孔灌注桩处理。

拦漂排基础采用钻孔灌注桩处理。

三、混凝土夏季施工特点夏季施工最显著的特点是环境温度高、相对湿度较小，这些对于新拌以及硬化后的混凝土除有利的一面外也产生许多不利影响：1．在高温下拌和和浇筑混凝土，水分蒸发快，诸多原因引起坍落度损失，难以保证所设计的坍落度，易降低混凝土的强度，抗渗和耐久性。

若掺用减水剂的混凝土，温度高，气泡易挥发，降低其含气量，且变得不稳定，空气量难于控制，使混凝土坍落度的控制变得较为困难。

2．由于夏季气温高，水泥水化反应加快，混凝土凝结较快，施工操作时间变短，容易因捣固不良造成蜂窝、麻面以及“冷缝”等质量问题。

3．混凝土养护非常重要，如脱模后不能及时浇水养护，混凝土脱水将影响水化的正常进行，不仅降低强度，而且加大混凝土收缩，易出现干缩裂缝。

四、混凝土浇筑设计温控要求根据设计文件《汉江兴隆水利枢纽泄水闸土建及金结、机电安装工程招标文件（第二卷技术部分）》中混凝土设计容许最高温度相关指标及《关于送发<汉江兴隆水利枢纽泄水闸工程混凝土施工技术要求>的函》，结合闸室底板及边墩混凝土施工分层情况，取基础约束区为（0～0.3）L范围（其中，L为闸室底板长度），即：闸室边墩EL.29.50（EL.28.00m）至EL.37.00m（EL.35.50m）为基础约束区；EL.37.00（EL.35.50m）以上为脱离基础约束区。

五、混凝土热工计算兴隆坝址附近多年平均气温16.4℃，极端最高气温为37.9℃，极端最低气温-16.5℃，多年各月（旬）平均气温见下表。

汉江流域内多年各月平均水温根据丹江口水温实测资料可知，其水温一般比气温低3～5℃。

1.7月下旬出机口温度计算根据招标文件技术条款可知，7月下旬多年平均气温为28.9℃，为全年最高气温。

出机口温度主要是指混凝土在拌合站完成拌合之后混凝土的实际温度，出机口温度可采用列表法进行计算：上表取值说明：1）、根据《建筑施工计算手册》大体积混凝土热工计算；2）、混凝土各材料重量根据监理批准的混凝土配合比进行取值；3）、各材料比热参照《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057-1996 《建筑施工计算手册》进行查询；4）、根据《水工混凝土施工规范》条文说明编号：DL/T5114-2001可知：在混凝土温控计算过程中，水泥温度一般采用60℃。

5)、骨料通过地弄廊道取料、堆料高度在6m以上时受日照影响较小，且在骨料上料皮带设置遮阳棚，通过夜间浇筑混凝土，骨料较气温一般低于2～4℃，本次计算取26.9℃计算。

经计算，7月下旬出机口温度为29.73℃。

2.浇筑温度计算本工程混凝土拌和系统位于基坑内，距离最远混凝土浇筑仓面现场约800m，混凝土水平运输采用3m3自卸汽车（速度取15Km/h），在混凝土运输过程中对自卸汽车搭设凉棚及车体周边采用保温材料保温；混凝土垂直运输采用门机吊3m3卧罐。

根据《建筑施工计算手册》装、卸和转运温度损失系数均为0.032，3m3自卸汽车运输混凝土过程中温度损失系数为0.002，门机吊3m3卧罐运输混凝土过程中温度回升系数为0.0004。

浇筑温度指混凝土经运输平仓振捣等过程后的温度，施工时混凝土入仓温度计算按式（5-1）。

TB,P =T+(Ta-T)(θ1+θ2+…+θn) (5-1)式中，TB,P—混凝土入仓温度，℃；T 0—混凝土出机口温度，℃；取T=30.81℃；T a —混凝土运输时气温，℃；取7月下旬最高气温，取Ta=28.9℃；θi(i=1，2，…，n)—温度回升系数，混凝土装、卸和转运θ=0.032；混凝土运输时，θ=At，A—系数，t—运输时间，min。

①装料、转运、卸料：取θ1=0.032*3=0.096；②10t自卸汽车运输：拌和系统至距混凝土浇筑仓面最远0.8Km，汽车速度取15Km/h，取A=0.002，则θ2=0.002*0.8/15*60=0.0064；③起吊方形吊斗下料：取θ3=0.0004*12=0.0048；④卸料：取A=0.003，t=135-3-3.2-12=116.8min，则θ4=0.003*116.8=0.3504；则TB,P =T+(Ta-T)(θ1+θ2+…+θn)=29.73+（28.9-29.73）*(0.096+0.0064+0.0048+0.3504)=29.35℃即混凝土运输平仓振捣过程中温度损失：△T1=0.38℃3.混凝土水化热绝热温升值计算T t=m c Q/Cρ（1-e-mt）T（t）---浇完一段时间t，混凝土的绝热温升值（℃）；m c---每立方米混凝土水泥用量（Kg/m³），根据混凝土配合比取204 Kg/m³；Q---每千克水泥水化热量（J/kg），查表1求得7天龄期时Q=282 J/kg，；C---混凝土的比热在0.84~1.05 kJ/kg℃，一般取0.96 kJ/kg℃；ρ---混凝土的质量密度，根据经监理工程师批准的混凝土配合比取2416kg/m³；e---常数1为2.718；t--龄期（d）；m---与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，一般取0.2~0.4；（1-e-mt）和e-mt可按下表查用；T t=m c Q/Cρ（1-e-mt）=204*282/0.96/2416*0.942=23.36℃4..混凝土水化热调整温升值计算根据混凝土内部的中心温度计算公式：T max=T0+ T t*ζT max---混凝土内部中心最高温度（℃）；T0---混凝土的浇筑入模温度（℃）；T t---在t龄期时混凝土的绝热温升（℃）；ζ---不同浇筑块厚度的温降系数。

消力池浇筑块厚度1.5m,由表2可知ζ为0.46。

根据上述计算得及根据混凝土内部的中心温度计算公式：T max=T0+ T t*ζ= 29.35+23.36*0.46=40.1℃同理，根据上述计算方法，可分别计算出出4月、5月、6月、7月、8月、9月各旬的出机口、浇筑温度、7d水化热温升及混凝土内部中心最高温度，具体详见下表。

二、夏季混凝土需进行温控措施主要施工时段部位及混凝土工程量夏季混凝土主要施工时段为6月、7月、8月、9月主要施工部位为剩余未施工完成的脱离基础约束区闸墩混凝土（EL.36.9以下）及消力池底板等部位混凝土。

结合混凝土施工总进度及混凝土温度控制计算，我部需采取温控措施的混凝土主要时段为5月下旬、6月、7月、8月、9月上旬消力池底板混凝土，工程量详见六、混凝土夏季施工控制措施炎热夏季浇筑混凝土，易加速水化反应，对混凝土拌制、运送、浇捣都有不利的一面，因而需要采取有效控制措施，限制夏季混凝土出料温度不得大于设计要求，来保证混凝土的浇筑质量。

1．根据混凝土热工列表法计算分析可知，在混凝土组成各种原材料中，对混凝土拌和温度影响最大的是骨料温度、其次是砂子和水的温度，水泥的温度影响最小。

因此，要降低混凝土拌合料的温度，首先应降低原材料的温度，特别是降低比热最大的水和用量最多的骨料的温度。

2．控制夏季混凝土最佳浇筑时间。

尽量控制夏季混凝土浇筑时间，在早晨6点前和下午5点钟后进行，以此控制混凝土内外温差。

3．降低混凝土浇筑温度的主要措施（1）为降低骨料温度，我部料场已采用下列措施：1）成品料场的骨料，堆高一般满足规范要求不宜低于6m；2）通过地垅廊道取料；3）根据气温情况喷洒水雾（砂子除外）等。

（2）混凝土拌和时，可采用低温水、加冰等降温措施，（3）在高温季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施，以减少混凝土的温度回升。

（4）缩短混凝土的运输时间，入仓后对混凝土及时进行平仓振捣，加快混凝土的入仓覆盖速度，缩短混凝土的曝晒时间；(5）混凝土运输工具应有隔热遮阳措施；(6）宜采用喷水雾等方法，以降低仓面周围的气温；(7）混凝土浇筑应尽量安排在早晚、夜间以及阴天进行；(8）入仓后的混凝土平仓振捣完至下一层混凝土下料之前，宜采用隔热保温被将顶面接头部位覆盖。

4．其他附助措施。

在满足混凝土的各项设计指标的前提下，应采用加大骨料粒径、改善骨料级配、掺用掺合料、外加剂等综合措施，合理地减少单位水泥用量；在混凝土施工过程中，应每1～3h测量一次混凝土原材料的温度、机口混凝土温度，并应有专门记录。

5．采取措施控制夏季施工混凝土坍落度。

在夏季高温条件下，混凝土的可操作性能有所降低，其中坍落度损失是比较明显的。

而引起坍落度损失原因虽多，但水分蒸发与长距离运输造成坍落度损失是主要的。

根据本工程特殊的工期要求，基本上每个特大桥、大桥建有特定的混凝土拌合站，运距相当短，故运输问题不是造成坍落度损失的主要原因。

如何降低拌合料及浇筑中的坍落度损失是其控制的主要措施：（1）试验人员做到加强旁站，对现场混凝土配制、拌合过程、骨料计量增加检测力度，根据砂、石含水量即时调整施工配合比；（2）缩短浇筑时间，使其坍落度损失不低于原坍落度的90%；（3）掺加缓凝剂改善和易性，以利振捣密实。