泵送大體積混凝土在電廠基礎(chǔ)中的應(yīng)用

摘 要:該文介紹洛陽(yáng)豫能陽(yáng)光電廠聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目（2 × 135MW）卸煤溝底板及側(cè)壁板泵送商品混凝土，在夏季高溫施工條件下，通過(guò)嚴(yán)格控制混凝土溫度、降低內(nèi)外溫差、預(yù)防收縮縫、運(yùn)程23km 的情況下減少坍落度損失、延緩凝結(jié)時(shí)間，確保順利泵送和澆筑質(zhì)量所采取的一系列技術(shù)措施及其取得的效果。
關(guān)鍵詞：大體積混凝土 泵送商品混凝土

    在建筑工程中，當(dāng)基礎(chǔ)的厚度超過(guò)1m 時(shí)，均應(yīng)視為大體積混凝土施工。施工中，水泥的水化是放熱反應(yīng)，大體積混凝土又具有一定的保溫性能，因此混凝土內(nèi)部升溫幅度較表面要大的多。而在溫度達(dá)到峰值后的降溫過(guò)程中，內(nèi)部又比表面慢的多。工程實(shí)踐中，一般混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)25oC。最近施工的洛陽(yáng)豫能陽(yáng)光電廠聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目卸煤溝底板及側(cè)壁板厚達(dá)1.1m，又正值夏季、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。如何做好這樣的施工呢？的確是一個(gè)十分需要注意的技術(shù)問(wèn)題。

1.    工程概況和特點(diǎn)

    工程概況:洛陽(yáng)豫能陽(yáng)光電廠聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目是2005 年11 月竣工的電廠工程，地處洛陽(yáng)市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是新區(qū)重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施配套工程,一期建設(shè)規(guī)模為兩臺(tái)13.5萬(wàn)千瓦供熱發(fā)電機(jī)組，配兩臺(tái)每小時(shí)440 噸鍋爐，概算總投資12.6 億元，年供熱量達(dá)400 萬(wàn)吉焦，年發(fā)電量15 億度。其中卸煤溝工程為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，卸煤溝挖深11.1m，混凝土底板厚1.1m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30，抗?jié)B等級(jí)為P6，混凝土總量為5200m3（其中底板1 3 2 0 m 3，墻壁板混凝土為2 3 0 0 m 3，其它部分1 6 0 0m 3 ），全部采用泵送商品混凝土，為便于施工及工期要求，我公司采用兩臺(tái)汽車泵進(jìn)行澆筑，混凝土坍落度為（14 ± 2）cm，底板要求一次連續(xù)澆筑，不留施工縫。

    工程特點(diǎn)：①混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，從洛陽(yáng)市河陽(yáng)攪拌站到洛南電廠施工現(xiàn)場(chǎng)達(dá)23km，且需經(jīng)過(guò)一條鐵路線，道路堵塞嚴(yán)重，在通行相對(duì)正常的情況下，混凝土運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)約需（0 .75～1.0）h ；②基礎(chǔ)混凝土澆筑按工期和施工進(jìn)度要求，安排在7 月上旬，正值盛暑炎熱，洛陽(yáng)山區(qū)的氣候?yàn)榘滋燧^熱，夜晚較涼，溫差大，日最高溫度達(dá)41 ℃；③結(jié)構(gòu)體積大，基礎(chǔ)長(zhǎng)102m，寬11.8m，底板厚1.1m，鋼筋密集，施工技術(shù)要求高。根據(jù)這些特點(diǎn)，除必須滿足混凝土強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性等要求外，其關(guān)鍵是確?；炷恋目杀眯裕刂苹炷恋淖罡邷厣捌鋬?nèi)外溫差，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。

2.大體積混凝土易產(chǎn)生裂縫的原因

2.1收縮變形作用
    溫度、收縮、不均勻沉降等變形作用都可能會(huì)引起大體積混凝土開(kāi)裂?；炷猎谟不缙?，因其體積厚大、導(dǎo)熱不良、內(nèi)部大量水化熱不易散去,內(nèi)外有較大的溫差，引起溫度應(yīng)力，一旦超過(guò)其抗拉強(qiáng)度，裂縫自然產(chǎn)生。

2.2約束作用
    不受約束作用的混凝土,不易產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致其開(kāi)裂。當(dāng)混凝土在收縮變形時(shí)，若受到地基或其邊界原有結(jié)構(gòu)的制約，就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)引起開(kāi)裂。另外混凝土內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)相互制約，也易引起開(kāi)裂。如其內(nèi)外有較大溫差。內(nèi)部溫度高體積膨脹，外部溫度低體積收縮，其結(jié)果是內(nèi)部混凝土受壓外部受拉。

2.3 混凝土抗拉強(qiáng)度低
    混凝土的抗拉強(qiáng)度一般為其抗壓強(qiáng)度的10%左右，極限拉伸也小, 大體積混凝土的變形作用受到約束時(shí)的拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）。極有可能超過(guò)混凝土的極限拉應(yīng)變（或抗拉強(qiáng)度）而開(kāi)裂。

3.施工技術(shù)措施

3.1限制水泥用量降低混凝土內(nèi)部水化熱
(1)選擇水泥，采用低水化熱水泥品種。選用孟州水泥廠水化熱較低的425 ＃礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3d 的水化熱約可低30%。

(2)摻加磨細(xì)粉煤灰,充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少水泥用量。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性，可節(jié)約水泥50kg。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1～1.2℃，因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5～6℃。

(3)選用優(yōu)質(zhì)外加劑。為達(dá)到既能減水緩凝，又使坍落度損失小的要求，經(jīng)比較，最后選用了上海產(chǎn)效果明顯優(yōu)于木鈣的E.A— 2 型緩凝減水劑，可減少拌和用水10% 左右，相應(yīng)也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。

(4)摻入適量的微膨脹劑。實(shí)踐證明，可使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少了混凝土的溫度應(yīng)力。

(5)綜合上述因素，考慮高溫和遠(yuǎn)距離運(yùn)送造成的坍落度損失較大，控制出機(jī)坍落度（1 8 ± 2 ）c m ，水泥用量控制在370kg/m3 以下,可降低混凝土溫度16℃～18℃。

3.2 用原材料降溫控制混凝土出機(jī)溫度
    根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機(jī)溫度T ，說(shuō)明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比，為此對(duì)原材料采取降溫措施：
①將堆場(chǎng)石子連續(xù)澆水，使其溫度自澆水前的56℃降至澆水后的2 9 ℃，且可預(yù)先吸足水分，減少混凝土坍落度損失；且設(shè)置了避陽(yáng)措施。
②黃砂在宜陽(yáng)起水時(shí)，利用河水淋水冷卻，使之降溫。
③雖混凝土中水的用量較少,但它的比熱最大,故在攪拌混凝土用的2個(gè)貯水池內(nèi)全部采用地下水,從而使入模溫度大為降低。

3.3 保持連續(xù)均衡供應(yīng)及施工方案
(1)為了緊密配合施工進(jìn)度,確?；炷恋倪B續(xù)均勻供應(yīng)，經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算和準(zhǔn)備，在與洛陽(yáng)河陽(yáng)攪拌站簽訂合同中要求，配備10 輛8m3 攪拌車和2 輛汽車泵，并在車上設(shè)置遮陽(yáng)措施，在兩天兩夜里須始終保持了穩(wěn)定的供應(yīng)量，做到泵車不等攪拌車，攪拌車不等泵車，不得發(fā)生由于相互等待而造成堵泵現(xiàn)象。

(2)混凝土采取斜面分層澆筑，錯(cuò)開(kāi)層與層之間澆筑推進(jìn)的時(shí)間以利下層混凝土散熱，但上下層之間嚴(yán)格控制，不得超過(guò)混凝土初凝時(shí)間，不得出現(xiàn)施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多，在澆筑后即用直尺刮平。約間隔1～2h，用木抹子打壓兩次，以免出現(xiàn)表面收水裂縫。

3.4 加強(qiáng)混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)
    混凝土抹壓后，當(dāng)人踩在上面無(wú)明顯腳印時(shí)，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，不使透風(fēng)漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量。并在薄膜上蓋濕麻袋片保濕保溫養(yǎng)護(hù),以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，減少混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)實(shí)測(cè)混凝土3 天內(nèi)表面溫度在40～47℃之間，且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。

3.5 通過(guò)監(jiān)控及時(shí)掌握混凝土溫度動(dòng)態(tài)變化
(1)溫度監(jiān)控的最終目的是為了掌握混凝土內(nèi)部的實(shí)際最高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度，保證規(guī)范要求的內(nèi)部與表面的溫差小于25℃及降溫速率。

(2)溫度是直接關(guān)系整個(gè)混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況，進(jìn)行原材料溫度、出機(jī)溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養(yǎng)護(hù)溫度、混凝土內(nèi)部溫度等6 個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試，便于及時(shí)調(diào)整溫控措施。

(3)基礎(chǔ)的混凝土溫度按不同平面部位和深度共布置了16個(gè)測(cè)點(diǎn)，由專人負(fù)責(zé)連續(xù)測(cè)溫一周，每間隔4 h 測(cè)一次。

4.效果及結(jié)論

(1)混凝土強(qiáng)度按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(GBJ 107-8 7 ) 》進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果合格。

(2)由于摻入了緩凝減水劑、磨細(xì)粉煤灰及微膨脹劑，延緩了凝結(jié)時(shí)間,減少了坍落度損失,改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高溫、遠(yuǎn)距離運(yùn)送條件下仍能順利泵送,也未發(fā)生堵泵。

(3)混凝土出機(jī)溫度和入模溫度共實(shí)測(cè)12次，原材料溫度測(cè)試9 次，混凝土內(nèi)外溫度連續(xù)測(cè)一周，混凝土中心最高溫度出現(xiàn)在澆注后的3～4d之間，與文獻(xiàn)介紹的一致。內(nèi)外溫差僅為15℃，且低于規(guī)范規(guī)定不得大于25℃的要求。

(4)經(jīng)各有關(guān)單位的嚴(yán)格檢查，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫(僅表面有個(gè)別收水裂縫)?；炷撩軐?shí)平整光潔，無(wú)蜂窩麻面。既滿足了業(yè)主的要求，又總結(jié)了泵送大體積混凝土施工的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)
[1]《建筑施工手冊(cè)2》中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.5 第四版
[2]《大體積混凝土施工》葉琳昌等編 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1986
[3]《混凝土的收縮》黃國(guó)興等編 中國(guó)鐵道出版社,1990