大体积砼温控技术概述

摘要：大体积砼配合比设计，势必要考虑材料选择和水化热计算以及温控措施的实施，否则会影响砼的质量。本文从大体积砼内外温差计算，降低砼最高温度，等方向阐述了大体积砼的施工过程及自己的体会。

关键词：大体积；砼温差控制；计算

一、砼块体中心最高温升计算

计算数据按照经优化后的砼配合比、水泥用量、粉煤灰用量及试验测定的水化热值。主要用了三种计算公式：

①理论计算公式：T（t）=WcQ(t)cρ

式中：T(t)―不同天数的最高温升值，℃；

Wc―砼级配中水泥用量：（Kg）取380Kg；

Q(t)―不用时间的水化热值，Kj/Kg，三天取224；

c―砼质量密度（Kg），取2400Kg/m3；

ρ―砼热比，取0.96j/KgK。

T（3）=380×224/2400×0.96=34.05℃

②经验公式：Tmax=Wc/10+FA/50

式中：FA―粉煤灰重量（Kg），以100Kg计算；

则：Tmax=380/10+100/50=40℃

③根据我最近几年来的现场实测数据，经统计整理水化热温升状态，根据类似工程进行计算。当块体厚2m，夏季施工（30～35℃）时，水化热温升值为20℃；

各项调整系数：

K1=1.13(水泥标号修正系数）

K2=1.0（水泥品种修正系数）

K3=380/275=1.38（水泥用量修正系数）

K4=1.4（木模板修正系数）

则：Tmax=20×1.13×1.0×1.38×1.4=43.6℃

作温控方案时，取用了较大值：43.6℃

二、内外温差计算

砼内外温差指块体中心最高温度和砼表面温度之差，表面温度无保温措施时，可按外气温计算。假设某超长底板厚2m，浇灌砼期间日平均气温30℃左右，日平均高气温（指白天）35℃，低气温（夜间）25℃左右。内外温差计算应取日平均低气温值25℃。砼入模温度按25℃-35℃计算，计算砼最高温度应取35℃，则砼最高温度

Tmax（t）=Tmax Xξ+T0

式中：Tmax（t）―不同龄期水化热最高温升值；

ξ―2m厚砼筏板散热系数，取0.84；

T0―砼入模温度，取35℃。

砼最高温度Tmax=43.6×0.84+35=71.6℃

内外温差为：砼最高温度-日平均气温=71.6℃-25℃=46.6℃以上计算均为三天龄期时温差，砼三天时达到最高温度。经过以上计算，内外温差大大超过了允许标准值25℃，因此必须采取温控措施。

三、尽量降低砼最高温度

1、优化砼配合比，尽量减少砼最高温升：温控计算表明，温控的关键问题是严格控制砼在硬化过程中，由于水泥水化热而引起的内部温升过大，以减少内外温差。因此，首先要优化砼配合比，选用低热水泥，减少水泥用量并在砼中掺加粉煤灰及减水剂（双掺）。①筏板砼设计标号为C45S8，为尽量减少水泥用量，设计标准强度采用60天龄期。使用525#低水化热矿渣水泥（3天水化热为224Kj/Kg），水化热比普硅低10%左右（普硅三天水化热251 Kj/Kg）。②掺加粉煤灰：砼中掺加粉煤灰可以提高砼密实度和增加砼流动度利于泵送砼施工。同时由于它们早期不参与水化反应，因此可降低水泥早期的水化热。本工程要求掺入10～15%粉煤灰。③掺加高效减水剂：砼中要求掺加萘系高效减水剂MF-5R，掺量为水泥用量的1～1.5%。减水剂标准应符合GB8076-97标准。加入减水剂减水率可达到15%，同时可节约水泥15%左右，并可延长砼凝结时间。按以上要求配制的砼，称“双掺”砼，有利于泵送施工，减少水泥用量，缩小水化热内外温差，有利于大体积砼的温控。

2、采取降温措施，尽量降低砼出机温度和浇灌温度。对砼要采取粗骨料遮阳及淋水，以降低骨料温度。拌合时用冷水（深井地下水）或冰水拌合，以降低砼出机温度。砂、石、水、水泥每升1℃会使砼出现温度升高0.25℃、0.34℃、0.31℃、0.08℃。石子比热较小，但占的比例较大，水的重量虽只占8%左右，但比热大，二者都是影响内部温升的主要因素。所以采取对石子进行喷水降温，拌合加冰水的办法，能有效降低砼的出机温度。要求砼出机温度不得大于30℃。

四、覆盖保温材料厚度计算

δ=0.5λH(Ta-Tb)K/λ1(Tmax-Ta)

式中：δ―保温层厚度（m）；

λ―保温材料的导热系数（W/MK）草袋为0.14；

λ1―砼导热系数（W/MK）取2.3；

Tmax―砼最高温度，取72.1℃；

Ta―砼与保温材料接触面的温度，取47℃；

Tb―大气温度（可以按平均气温）取25℃；

K―传导系数修正值，取1.3；

H―砼板厚度（m）

δ=0.5×2×0.14×（47-25）×1.3/2.3×（72.1-47）

=4.004/57.4

=0.06m

=6cm

采用二层塑料布，二层麻袋可以。

五、蓄热保温时间计算

按砼最高温度72.1℃计算，砼浇灌好后半个月内日平均低气温（夜）25℃计算，拆除保温层时间以砼块中心温度与外气温差小于25℃标准。

则：块体中心最高温度应降到：25℃+25℃=50℃以内。最高温度降低数为：72.1℃-50℃=22.1℃按平均日降温1.5℃计，则22.1/1.5=14.6天故保温时间不得少于14天，具体应以实测温度计算温差后决定。

总之，受砼强度等级、平面尺寸、浇灌厚度、散热条件、浇灌气温等多种影响。计算过程中难免会出现误差，现在通用的方法是使用理论及经验公式。