循环冷却管在混凝土的施工意义和降温原理

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混凝土冷却管的施工意义

大休积混凝土作为建筑物基础时,尤其需要考虑水化热引起的温度应力。因为温度应力所引起的裂纹很大程度上会影响到结构的承载力、防水性以及耐久性等。在混凝土浇筑之后,水泥的水化反应会使得混凝土体积产生膨胀或收缩,进而受到内部或者外部的约束便形成温度应力。而为降低水化热,可以采用将循环冷却水管应用于大体积混凝土施工中的方法。本文主要以溧阳市城市防洪工程新村枢纽流道墩墙为主要案例,探讨采用循环冷却水管降温的方案设计及其施工。

大体积混凝土施工中,混凝土浇筑后都将会产生数量可观的水热化。其中,水泥的水热化一般是发生在早期,也就是混凝土浇筑之后的不久,在此期间,混凝土的温度上升将会很快,直至到达一定温度后开始下降。但由于混凝土导热性能较差,水泥水化热产生的热量需要在很长一段时间才能散发完,这会导致在施工期间形成混凝土内部温度和表面温度的不一致,进而产生表面裂缝。并且在混凝土降温阶段,会因为体积的收缩所引起的各种原因导致变形引起拉应力,拉应力超过混凝土抗拉能力时,便往往导致混凝土开裂。而对混凝土温度变化进行控制是能够防止其产生温度应力的一种有效手段。

由于冷却管是混凝土温控的一种应用广泛并且效果显著的方法,故对于循环冷却水管在大体积混凝土温控中的应用研究已经成为了值得重视的问题。在采用冷却水管对大体积混凝土进行冷却时降温效果与大体积混凝土内冷却水管的间距、水管直径、水管壁厚、层高及冷却水水源温度等息息相关。因此为了使大体积混凝土冷却效果显著,对冷却水管设计布置也就成为了一项十分重要的研究任务。

循环冷却管的降温原理

循环冷却水管的降温原理主要指在施工过程中,要在结构体内预先埋好循环冷却水管,在混凝土浇筑完毕或者混凝土浇筑过程中及时地通冷却水。发挥水管的导热性能,使混凝土的部分热量便随着冷却水的流动而被带走,从而使得混凝土的温度有所降低。但根据混凝土降温阶段的日的,我们将其分为初期冷却和后期冷却,两期冷却中主要依靠通冷却水流动带走热量。初期冷却指的是,在混凝土初凝之后进行,或是在混凝土浇筑时进行,这样能够有效削减水化热引起的温差,从而将水化热引起的温度应力达到满足允许温差要求。后期冷却则是指,在水泥水化热作用基本完成之后的某一个时间开始,其目的在于满足接缝灌浆的温度要求。