沙河渡槽高温季节混凝土温控措施计划:沙河渡槽水到渠成

来源:读书笔记 发布时间:2019-07-03 点击:

  【摘 要】沙河渡槽工程所在地河南省鲁山县属大陆性季风气候区,夏季受大陆低气压控制,成为主要降水季节。其中,6~9月多年平均气温约32℃,多年极端温度则达43.3℃。该时段外界气温教高,水的蒸发量大,对于新浇筑混凝土易出现干燥快、凝结快或出现裂缝等现象,为此,我部通过对施工设备和仓面设施采取相关措施来控制混凝土浇筑前后的温度从而保证施工质量和进度。
  【关键词】高温季节;原材料;施工设备;仓面设施;温控措施
  沙河渡槽2标箱基渡槽工程所在地河南省鲁山县属大陆性季风气候区,夏季受大陆低气压控制,成为主要降水季节。其中,6~9月多年平均气温约32℃,多年极端温度则达43.3℃。该时段外界气温教高,水的蒸发量大,对于新浇筑混凝土易出现干燥快、凝结快或出现裂缝等现象,为此,我部通过对施工设备和仓面设施采取相关措施来控制混凝土浇筑前后的温度从而保证施工质量和进度。
  1 温控要求
  根据《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)要求,混凝土浇筑温度不宜大于28℃;按设计要求混凝土浇筑温度宜控制在5~26℃。
  而结合工程设计要求,混凝土浇筑温度宜控制在5~26℃,内外温差不超过20~25℃,混凝土表面与环境温差不超过15℃。
  2 主要温控措施
  2.1 骨料降温
  为保证骨料不受雨雪天气、沙尘暴以及酷热天气的直接影响,整个储料仓采用钢构搭设了大棚遮阳挡雨。砂料可直接在封闭的情况下防止暴晒而自然降温;
  在石料大棚内布设管路,喷淋15℃的深井水降温,料仓地面采用混凝土进行了硬化,利于脱水。高温季节喷淋洒水可有效降低大棚内骨料温度4~5℃;
  2.2 浇筑温度控制
  通过仓面形成小环境以减少混凝土温升,具体措施如下:
  2.2.1 仓面喷雾,降低仓面环境温度
  在底板仓布置仓面喷雾机。喷雾机放置在相邻已浇跨空腔中或架设在浇筑仓外。当喷雾机在仓内时,喷雾嘴下应设截水槽防止向仓内滴水。
  2.2.2 出机口温度控制
  (1)混凝土拌和温度
  基本原理:设混凝土拌合物热量由各种原材料供给,拌合前混凝土原材料的总热量与拌合后流态混凝土的总热量相等,从而混凝土拌合温度可按下式计算:
  式中:T0—混凝土的拌合温度(℃);Ts、Tg—砂、石子的温度(℃);
  Tc、Tw—砂、石子的温度(℃);mc、ms、mg—水泥、砂及石子的重量(kg);mw、ws、wg—水及砂、石子中游离水的重量(kg);cc、cs、cg、cw—水泥、砂、石子及水的比热容[kJ/(kg·K)]。
  上式取cc=cg=cs=0.84kJ/(kg·K),cw=4.2kJ/(kg·K)。
  (2)根据混凝土浇筑温度计算混凝土出机口温度
  混凝土拌和出机后,经运输平仓振捣等过程后的温度称为浇筑温度。混凝土浇筑温度受外界气温影响,夏季浇筑,外界气温高于拌和温度,浇筑后就比拌和温度要高,这种冷量的损失,随混凝土运输工具类型、运输时间、运转次数及平仓、振捣的时间而变化,根据实践,混凝土的浇筑温度一般可按下式计算:
  式中:Tp—浇筑温度(℃);T0—拌和温度(℃);Ta—室外气温(℃); —温度损失系数:
  假设气温Ta=32℃,装卸和运转2min,搅拌运输车运输10min,泵送混凝土入仓1 min,平仓、振捣至混凝土浇筑完毕共120min,混凝土浇筑温度取设计值T0=26℃;则混凝土出机温度:
  ①先求各项温度损失系数值
  装卸和运转 θ1=0.032×2=0.064 运输 θ2=0.0042×10=0.042
  泵送入仓θ3=0.004×1=0.004 平仓、振捣θ4=0.003×120=0.36
  ②混凝土出机温度
  26=T0+(32-T0)×(0.064+0.042+0.004+0.36),则T0=20.7℃
  通过计算:若在夏季高温时段自然天气气温拌制混凝土,出机口温度将在28℃左右;若按设计要求的浇筑温度进行反算,则出机口温度将在20.7℃左右。
  (3)混凝土出机温度控制
  参考《建筑工程计算手册》(第四版),为了降低混凝土的浇筑入模温度和混凝土的最高温度,减小内外温差,控制降温温差收缩裂缝的出现,常常采取将一部分拌合用水以冰屑代替,由于冰屑溶解时需要吸收335KJ/kg的潜热(溶解热),可降低混凝土拌合温度,具体掺冰计算公式如下:
  式中:p—加冰率,实际加水量的%;
  箱基渡槽混凝土配合比为:水泥mc=270kg,粉煤灰ma=70kg,砂ms=786kg,石子mg=1085kg,水mw=136kg,砂含水量Ws=5%,石子含水量Wg=1%。
  经现场测试水泥温度Tc=50℃,粉煤灰温度TA=50℃,水温Tw=14℃,砂温度Ts=28℃,石子温度Tg=26℃,则拌和水加片冰搅拌混凝土,不同的片冰掺量将得到不同的出机口温度。经对T0试算,当加冰率控制在55%时,T0为20.6℃,可满足本标段混凝土施工要求。
  2.3 制冰系统选择
  加冰率按55%控制时,混凝土应加片冰约47kg/m3。根据混凝土入仓情况,其单台楼平均强度约20 m3/ h;拌和楼每天生产按20h计,制冰生产能力为:18800~22560kg/d。
  为确保混凝土出机口温度控制,拟采用40t/d片冰生产能力的大型机组,该机组将采用两台螺旋机同时向两台拌和楼供冰。在高温及浇筑高峰期,可暂停一条螺旋,将所制的冰通过一条螺旋输送至工作中的搅拌站,保证拌和用冰。
  3 结语
  通过采取上述措施,混凝土浇筑温度得到有效控制,施工质量和进度也得到相应保障,但仍存在下列需要注意的问题:
  (1)夏季气温高,原材料温度控制较难,最直接有效的办法是加冰拌和。经周边制冰情况调查,无较大型制冰企业。为保证设计提出的温控指标,建立了较大型的制冰系统,相应增大了混凝土施工成本;
  (2)尽管浇筑温度得到有效控制,但因夏季正午时节气温过高,对运输过程中温升影响较大,因此建议尽量避开正午时节混凝土施工。
  参考文献:
  [1]李湘宁,张宝宽,吴庆节.西霞院工程大坝混凝土高温季节温控措施简介[C].《云南水力发电》,2003.
  作者简介:
  吴倩,1986年06月生,女,汉族,籍贯湖北省宜昌市,助理工程师,2008年毕业于三峡大学科技学院水利水电工程系,现任中国葛洲坝第一工程有限公司南水北调沙河渡槽2标项目经理部商务部部长。

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