大体积混凝土裂缝的控制措施

2016-03-14王树武

工程技术研究 2016年11期

关键词：水化控制措施体积

王树武

（华电龙口发电股份有限公司，山东烟台 265700）

大体积混凝土裂缝的控制措施

王树武

（华电龙口发电股份有限公司，山东烟台 265700）

电力建设项目中，对混凝土质量有着严格的要求。文章结合火力发电电站余热锅炉基础建设为案例，对大体积混凝土浇筑中的裂缝控制措施应用进行分析，旨在应用，从而保证混凝土的结构安全。

大体积；混凝土；浇筑；控制措施

本项目为南方某沿海城市火力发电电站余热锅炉基础，余热锅炉基础设计长31.295m，宽16.45m，基础底标高-4.50m，每台炉混凝土总量为1120立方，钢筋总量为115t。余热锅炉基础包括基础筏板、基础短柱和烟囱基础。其中基础筏板厚度为2m，基础内无预留孔洞，一次浇筑成型，属于大体积混凝土；上部为基础短柱等。按照《大体积混凝土施工规范》中的定义要求，大体积混凝土的施工在多数电站基础工程中都会遇到，而混凝土内部因水化热引起的质量问题更是不容忽视。

1 作用机理

混凝土在水化作用下产生硬化，硬化期间的内部水泥会产生大量水化热，随着时间的延长积聚升温。大体积混凝土无法及时释放内部温度，混凝土的表层因与自然界接触，表层热量损失较快，从而使混凝土内外形成巨大温差。温差形成后，内部会产生一定的压应力，而混凝土的表层也相应产生拉应力，如果拉应力超过混凝土抗拉强度时，由于温差而引起的裂缝，致使混凝土结构发生被破坏，混凝土在硬化过程中产生的体积收缩，也在一定程度上加剧了裂缝的扩展。

2 设计方面

开工伊始，图纸会检。在构造设计方面进行合理配筋，采取在筏板基础中间部位增加配置构造钢筋的方法，使构造筋起到温度筋的作用，对于混凝土的抗裂性能的提高有很大的助推作用。配置的构造筋为直径14mm间距150mm，提高抵抗贯穿性开裂的能力。进行全截面配筋，含筋率控制在0.3%～0.5%之间。对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂缝有部分作用，沿着混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩能力。设置应力缓和沟，即在结构的表面，每隔一定距离（一般约为结构厚度的1/5）设一条沟，设置应力缓和沟后，如果结构表面的拉应力减少20%～50%时，表面裂缝就会大大地减少。这是一种防止大体积混凝土开裂的有效方法。

3 商品混凝土供应方面

3.1 原材料选用

选用C3S和C3A含量低的中、低热水泥；对于石子的选择要优先选用粒径较大、级配良好的材料，以减少用水量和水泥用量，对于细骨料来说，以中粗砂为宜；严格控制砂、石子的含泥量；经过试配，加入适量的外加剂和粉煤灰及矿渣，目的是改善混凝土的特性，减少水泥用量，从而减少混凝土的温升速度。

3.2 细节措施

由于施工期间正值高温，要求搅拌站对砂石进行遮阳并在混凝土搅拌前进行洒水降温；混凝土用水采用冰块降温。搅拌时，采用二次投料工艺。因施工季节正遇高温多雨，下雨时，试验室增加砂石含水率的测试次数并控制混凝土塌落度的上限。

4 施工方面

4.1 浇筑方法与设备

根据混凝土的前期试配情况和以往的浇筑经验，掺加外加剂的缓凝时间在5h左右，故本次浇筑方法采用分层连续浇筑。分区布置两台泵车，每个浇筑区域配备4台～6台搅拌车，每个出料口保证1台～2台振动棒，后续安排每个作业区域3台振动棒继续跟进振捣。两个施工区域联合共同泵送浇筑。

4.2 二次鼓捣

二次振捣工艺有利于提高混凝土的强度。混凝土浇筑后的一定时间，必须重新对混凝土进行振捣。二次振捣既可以提高混凝土的强度，又可以节约水泥的用量，并且还能够增加混凝土的密实度，还可以消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。实践表明，混凝土二次振捣时间为混凝土初凝前1～4h，尤其是在混凝土初凝前1h进行效果最理想。在确定混凝土初凝时间时，考虑到一般施工工地不可能配备混凝土贯入阻力仪，故本次浇筑时要求现场试验室在测定混凝土凝结时间时，同时对每罐混凝土进行混凝土坍落度的测定。目的是以坍落度值间接判定混凝土初凝时间，对于进场混凝土的塌落度不符合合同中要求的，严禁使用。在侧模留置小孔洞或及时用舀子将混凝土表面的水排出在混凝土振捣结束后，对表面进行铁磙子碾压、刮尺刮平、木抹子打磨压实等工作。

4.3 温度监测

浇筑前，按照区域在基础内不同部位不同深度布置埋设共计5套电子测温仪，进行专人测温记录（注意测后7～10天）。确保控制温差内外≯25°与温度梯度≯15°/m。

5 加强混凝土的养护

混凝土拌合物经浇筑捣密后，即进入静置养护期，其中水泥因水化作用而增长强度，必须加强混凝土的养护。温度和湿度是水泥水化发生的必要条件。而水泥水化的速度对温度的高低影响很大，如果在炎热气候下浇筑，不及时进行洒水养护，就会使混凝土中的水分蒸发过快，从而出现脱水现象，使已形成凝胶状态的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶而失去粘结力，混凝土表面就会出现片状或粉状剥落，降低混凝土的强度。