| 标题 | 汽轮发电机底板大体积混凝土施工工艺及裂缝控制 |
| 范文 | 龙 平 摘要:文章通过工程实例分析了大体积混凝土施工裂缝产生的原因,并针对成因提出了有效的控制措施。施工要做到优化配合比,选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,以降低混凝土最高温升和内外温差,从而降低混凝土温度应力,控制大体积混凝土裂缝的产生。 关键词:大体积混凝土;施工裂缝;成因;控制 云南华电镇雄电厂新建2×600MW机组工程汽轮发电机基座底板平面尺寸为:44100mm×12260mm,厚度为3500mm,底标高为-8.0m。设计混凝土等级为C30,混凝土保护层厚度:底板下部为100mm,其余为40mm,混凝土量为1895m3,钢筋总重量为312t,属典型的大体积钢筋混凝土结构。其主要特点是体积大,表面小,水泥水化热释放较集中,内部温升较快。如果不能有效地采取降低混凝土内外温差的技术措施,使其内外温差小于20℃时,混凝土将会产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上加以分析,采取措施来保证施工的质量。 1 大体积混凝土施工裂缝产生的原因 造成大体积混凝土施工裂缝的原因是复杂的,而且是综合性的,主要有以下几种: 由于温差较大引起的,混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,砼内部膨胀高于外部,此时混凝土表面将受到很大的拉应力,而混凝土的早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此裂缝只在接近表面的范围内发生,表面层以下结构仍保持完整。 由结构温差较大,受到外界的约束引起的,当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基)上时,又没有采取特殊措施降低,放松或取消约束,或根本无法消除约束,易发生深进,直至贯穿的温度裂缝。 混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土(特别是泵送大流态混凝土)施工中也是非常多的。混凝土浇筑成型后,养护工作不到位,没有及时地进行表面履盖,表面水份散失过快,导致混凝土内部与外部不均匀收缩。其表面干收缩大于其内部干收缩值。由于此干缩快慢差而形成的混凝土表面拉应力,也是混凝土产生裂缝的重要原因。主要表现在振捣不密实,沉实不足,或者骨料下沉,表层浮浆过多,混凝土浇筑后,没有及时抹压实(特别是初凝前的二次拌压),且表面覆盖不及时,受风吹日晒,表面水份散失快,产生干缩,混凝土早期强度又低,不能抵抗这种变形而导致开裂。 2 混凝土的配合比设计 水泥的选用:应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。 粗细骨料:粗骨料宜采用连续级配,细骨料应选用细度模数在2.7~3.1之间含泥量最低的中砂。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高掺合料及骨料的含量,以降低单方混凝土的水泥用量。 减水剂:为满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。除加入减水剂外,有些混凝土还要根据需要加入其他外加剂,如引气剂、膨胀剂、泵送剂等。 根据以上原则,结合工程实际情况,经多次试验后确定了适宜的施工配合比为:Po42.5水泥300Kg、机制中砂914Kg、碎石981Kg、Ⅱ级粉煤灰74Kg、减水缓凝型外加剂4.96Kg。 3 混凝土的浇筑与振捣 浇筑方案,除应满足每一处混凝土在初凝前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种: 全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应使第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。这种方案适用于结构平面尺寸不太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。 分段分层。混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。 斜面分层。要求斜面坡度不大于1/3,适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。 依据本工程项目结构尺寸,混凝土浇筑方案选用斜面分层法进行浇筑,即从结构平面长方向的一端开始,逐渐向另一端推进上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺,采取在每个斜面层的上、下各布置一道振动器,中间每隔约6米布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处,保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进,震动器也相应跟上。为保证混凝土浇筑振捣密实,每一浇筑层厚度应控制在500mm左右,浇筑层振捣按从坡脚处逐渐上移的程序进行振捣,且要求振动棒需插入下层混凝土约50mm。 4 混凝土的温控措施 4.1 水泥水化热温升计算 混凝土升温时间较短,根据工程实践,一般在浇筑后的二至三天内,混凝土弹性模量低、基本处于塑性与弹塑性状态,约束应力很低。当水化热温升至峰值后,水化热能耗尽,继续散热引起温度下降,随着时间逐渐衰减。作为工程预控措施,经试验选用低水化热的P.O42.5水泥,并利用掺合料减少水泥单方用量。根据确定混凝土配合比,经计算水泥水化热温升和各龄期温差值如下: Tmax=CQ/c=(300×461)/(0.96×2450)=58.8℃ 混凝土各龄期内外温差:1d龄期:?驻T=9.3℃;3d龄期:?驻T=24.62℃;7d龄期:?驻T=34.13℃;15d龄期:?驻T=34.57℃ 由以上计算可知,养护期内混凝土内外温差最大为34.57℃,大于《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)中关于大体积混凝土温度内外温差为20℃的规定,应采取措施降低混凝土内外温差。 4.2 混凝土温度裂缝措施 根据以往施工经验,结合施工期(7至9月)当地气象资料和实际情况,同时采取以下措施降低混凝土的内外温差,控制其因温度应力产生的裂缝问题。 采用内部降温法降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行,可有效控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。鉴于汽轮发电机基座底板厚度大,采用三层DN25的普通焊管作冷却循环水管来降低混凝土内部水化热,并在冷却循环水管上安装测温孔以观察混凝土内部温度的变化情况。每层使用一个进水口,即在冷却循环水入口处设置三个进水口并安装阀门,根据实测的混凝土内部温度及时调整冷却水的流量;必要时启动增压水泵增大冷却水量和流速,以控制混凝土内外温差小于20℃。 保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料。用两层塑料薄膜加一层湿润草袋覆盖养护,以提高混凝土表面温度。在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃。 4.3 混凝土测温孔采用DN25的普通焊管,每个测温点上安装2根测温管。长度按测温深度进行埋设,且上下端封闭,待测温时再开启。测温孔安装结束后必须检查温管埋设是否安装牢固,位置是否正确。测温从开始浇筑后10小时开始测量,白天每隔2小时测量一次,夜晚每隔4小时测量一次,并做好每一次的测温记录 4.4 混凝土拆模时,混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。 结语 大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能,通过采取以上方法来降低混凝土的水化热产生的内外温度差,大体积混凝土浇筑中出现的开裂问题得到有效的控制,经拆模后检测:混凝土表面平整密实,未发现有表面裂纹现象,表观质量得到好评。 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。