鄭善懂

山東電力建設(shè)第一工程公司

簡述火力發(fā)電工程中大體積混凝土施工工藝及控制

鄭善懂

山東電力建設(shè)第一工程公司

隨著我國對火電廠的建設(shè)要求日益提升，對于火電廠的大體積混凝土施工的質(zhì)量有著非常嚴(yán)苛的規(guī)定。在具體建設(shè)的過程中必須對施工程序進(jìn)行有序的把控。

大體積；配合比；澆筑

1.前言

大體積混凝土最開始是被應(yīng)用在水利工程建設(shè)中的混凝土水壩，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，各種大型建設(shè)工程紛紛開展，大體積混凝土施工的應(yīng)用范圍也越來越廣，在很多高層建筑、船塢、大型火電廠基礎(chǔ)中都會用到。和普通的混凝土施工不一樣，大體積混凝土施工厚度大，尺寸也大，混凝土用量更多，整體施工工藝更加復(fù)雜。

2.大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的類型

在目前開展的大型工程建設(shè)中，大體積混凝土施工工藝具有非常重要的地位，并表現(xiàn)出以下特點(diǎn)。

1)大體積混凝土是由骨料、水泥、水以及各種氣體混合成的一種不均勻的混合材料，隨著周圍環(huán)境中濕度與溫度的變化，混凝土?xí)瓿捎不^程，硬化過程中可能會出現(xiàn)變形。但是因?yàn)榛旌喜牧现泄橇吓c水泥隨著溫度變化發(fā)生收縮程度是不一樣的，因此，混凝土的變形并不規(guī)則，并且可能會出現(xiàn)裂縫。

2)大體積混凝土承載著來自自身的負(fù)荷以及內(nèi)部水泥在水化熱過程中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，當(dāng)兩種應(yīng)力共同發(fā)生作用時(shí)，應(yīng)力增強(qiáng)，當(dāng)突破一個(gè)限度時(shí)會造成裂縫。

3)大體積混凝土具有一定的抗壓強(qiáng)度，但不具備良好的抗拉伸變形能力。而大體積混凝土由于澆筑量大，需要消耗大量的水泥，水泥在水化熱時(shí)會在內(nèi)部產(chǎn)生高溫，當(dāng)內(nèi)外溫差過大時(shí)，會造成體積變化，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出大體積混凝土的承受范圍后，會出現(xiàn)裂縫。

4)雖然在進(jìn)行大體積混凝土施工設(shè)計(jì)時(shí)會對結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的斷面尺寸與實(shí)際受力情況很難完全保持一致，這種差異會使構(gòu)件的剛度出現(xiàn)差異化，內(nèi)部的溫度應(yīng)力也會有差距，使存在構(gòu)件差異的部位產(chǎn)生裂縫。

3 火力發(fā)電工程大體積混凝土裂縫控制施工

在火力發(fā)電工程大體積混凝土施工中要有效防止裂縫的出現(xiàn)，可以從改進(jìn)混凝土自身的性能，提升抗裂縫性能以及在施工中控制好溫度，減少溫差入手。

3.1 混凝土材料選擇控制

在大體積混凝土攪拌的過程中，應(yīng)選擇最合適的的材料，憑借材料的性能降低混凝土水化熱過程中的溫度上升情況。

3.1.1 盡量選擇水化熱較低的水泥。不同水泥中摻入的礦物質(zhì)成分與數(shù)量是不一樣的，導(dǎo)致不同水泥的水化熱差別很大，一般來說，混合材料多的水泥水化熱較低，而含有較多的鋁酸三鈣和硅酸三鈣的水泥水化熱較高，如果工程對抗?jié)B性能有要求時(shí)，水泥中的鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量不能超過8%。為了減少裂縫的出現(xiàn)，大多在滿足混凝土其他需求的基礎(chǔ)上使用低水化熱的水泥，比如使用中熱的硅酸鹽水泥和低熱的礦渣水泥。

3.1.2 降低水泥用量。大體積混凝土因?yàn)闇夭町a(chǎn)生體積變化主要是由于混凝土中的水泥水化過程中出現(xiàn)的水化熱，而混凝土在干濕變化以及化學(xué)反應(yīng)中也會出現(xiàn)體積的變化，但是體積變化比較小，因此，為了減小混凝土溫差引起的變形，要盡可能地減少水泥用量。

3.1.3 摻加礦渣粉和粉煤灰等摻合料。在大體積混凝土配比過程中加入適當(dāng)?shù)牡V渣粉可以有效減少混凝土中需要的用水量以及水泥量，對水灰比進(jìn)行有效控制，延緩混凝土凝結(jié)的時(shí)間，推遲水泥水化熱過程中的熱峰出現(xiàn)的時(shí)間，從而有效提升混凝土的抗裂縫性能，使大體積混凝土獲得更好的性能。而粉煤灰的加入也有著明顯的優(yōu)勢，從水化熱來看，比水泥要??；從水灰比來看，使用優(yōu)質(zhì)的粉煤炭具有良好的減水作用，而且可以降低水灰比；從抗收縮來看，能有效減小混凝土自身存在的體積收縮，以防止裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)火力電廠建設(shè)中對大體積混凝土強(qiáng)度的要求，可以在摻料的過程中摻入較多的粉煤灰，但是也要注意控制量，不要超過膠凝材料的40%。

3.1.4 優(yōu)化混凝土的骨料粒徑和級配。因?yàn)楣橇系牧皆酱?，骨料的孔隙率以及表面積就越小，混凝土的水灰比就更小，因此，在選擇骨料時(shí)應(yīng)盡可能地選擇最大的粒徑，采用大的骨料的最大粒徑，并對骨料的含泥量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.1.5 合理選用外加劑。在大體積混凝土配比過程中需要添加的外加劑是通過試驗(yàn)確定的，從而影響混凝土在硬化過程中的收縮性能，一般來說，由于減水劑具有緩凝作用，使用較多。

3.2 施工階段控制

3.2.1 混凝土配合比的優(yōu)化確定。在混凝土配合比的優(yōu)化過程中，需要對過往火力發(fā)電工程的配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)具體的施工環(huán)境以及特點(diǎn)有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，在不斷的重復(fù)試驗(yàn)中確定最終的配合比，并盡可能地減小水灰比，維持在0.40～0.43，而含砂率也應(yīng)盡量保持在38%～42%，減少水與水泥的使用量，確保混凝土的抗?jié)B等級比設(shè)計(jì)中的抗?jié)B等級高0.2MPa，使混凝土的初次凝結(jié)時(shí)間保持在11～12h。

3.2.2 降低骨料溫度及混凝土入模溫度。天熱時(shí)可以借助灑水措施降低混凝土原材料的溫度，確保混凝土入模時(shí)溫度低于30°；在冷天時(shí)可借助熱水拌和或摻加熱骨料來提升混凝土原材料的溫度，確?；炷寥肽r(shí)溫度高于5℃。

3.2.3 合理分層分塊澆筑。在確定混凝土的澆筑厚度時(shí)，要綜合考慮澆筑中使用的振搗器的作業(yè)深度以及混凝土的實(shí)際和易性，確保在進(jìn)行整體的連續(xù)澆筑時(shí)厚度保持在300～500mm。當(dāng)開展連續(xù)澆筑時(shí)，要縮短間歇時(shí)間，間歇時(shí)間最長不能超過混凝土的初凝結(jié)時(shí)間，要確保在前層澆筑的混凝土初凝前完成下一次的澆筑作業(yè)，一旦間歇時(shí)間過長，就要對施工層面按照有施工縫隙進(jìn)行后續(xù)處理。需要注意的是，澆筑過程中要嚴(yán)格按照由低到高的順序，從一邊向另一邊作業(yè)，條件允許時(shí)，可以開展多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)。

3.2.4 混凝土表面保溫措施。為了盡可能減少混凝土表面與混凝土內(nèi)部存在的溫度差，避免溫差過大引起裂縫，需要在水泥水化熱過程中通過人力控制來影響溫度，確?；炷恋膹?qiáng)度滿足工程需要。在大體積混凝土施工完成時(shí)，需要做好保溫養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)混凝土澆筑體內(nèi)外溫度的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整保溫方案，塑料膜、麻袋等都可以用作保溫材料。一般來說保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于14d，要注意保持混凝土表面的溫度，根據(jù)施工地的具體自然條件調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

4 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土施工涉及到不同施工程序及應(yīng)用工藝，在火力發(fā)電工程施工的過程中必須采取科學(xué)安全舉措，不斷優(yōu)化施工水平，提升工程的整體質(zhì)量，保證火電廠正常運(yùn)行。

[1]曹濱.大體積混凝土溫度裂縫控制及常見病害處理[J].中國科技博覽，2016(02)：34～35.