綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)C35高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)基座混凝土施工工藝及其控制

陳漫天 李志生 李艷艷

摘要：介紹了涼山州會(huì)東縣綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)C35高性能混凝土配合比的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程；明確高山風(fēng)電場(chǎng)施工條件與環(huán)境下，混凝土能夠達(dá)到低滲透性，并滿(mǎn)足混凝土的抗凍性能；介紹風(fēng)機(jī)基座混凝土的施工工藝及其現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：配合比設(shè)計(jì)；高性能混凝土；耐久性；風(fēng)機(jī)基座；施工工藝；控制

1工程概況及混凝土技術(shù)要求

1.1工程概況

綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)距會(huì)東縣城約 40km，海拔高度在3100m～3300m之間，風(fēng)電場(chǎng)海拔較高，受西南氣流影響，大風(fēng)頻繁出現(xiàn)，且春節(jié)季風(fēng)尤為明顯。綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量 77.5MW，主要由交通道路工程、31臺(tái)單機(jī)容量2500kW的風(fēng)電機(jī)組、31臺(tái)箱式變壓器、3回35kV集電線(xiàn)路組成。本風(fēng)電場(chǎng)由于海拔高度較高，山地氣候明顯，晝夜溫差極大，且涉及大體積混凝土澆筑施工技術(shù)要求較高，特別是在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫，而混凝土配合比設(shè)計(jì)、各項(xiàng)原材料檢測(cè)及混凝土的施工工藝是確保質(zhì)量、滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的重要手段，因此需要從材料選擇上、配合比的設(shè)計(jì)上和技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)需做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證基礎(chǔ)大體積混凝土順利完成澆筑。

1.2混凝土技術(shù)要求

根據(jù)合同要求，明確了綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)工程混凝土主要性能技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.2.1混凝土原材料要求

混凝土由水泥、摻合料、水、砂、石、外加劑等基本組成材料構(gòu)成，原材料的性質(zhì)在很大程度上直接影響到混凝土強(qiáng)度、耐久性及其他性能，為了了解材料基本性質(zhì)，必須對(duì)原材料進(jìn)行材料品質(zhì)試驗(yàn)檢測(cè)。

綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)混凝土配合比試驗(yàn)用混凝土原材料主要為四川會(huì)東利森水泥股份有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥普通硅酸鹽水泥；攀枝花德昆工貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的F類(lèi)II級(jí)粉煤灰；減水劑選用江蘇蘇博特生產(chǎn)的PCA聚羧酸高性能減水劑及GYQ（Ⅰ）引氣劑。

1.2.1.1 水泥

水泥采用會(huì)東利森水泥股份有限公司生產(chǎn)p.o42.5普通硅酸鹽水泥，水泥檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007要求。

1.2.1.2 粉煤灰

粉煤灰采用攀枝花德昆工貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的F類(lèi)II級(jí)粉煤灰，粉煤灰檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》對(duì)F類(lèi)II級(jí)灰的要求，具體見(jiàn)表2。

1.2.1.3 骨料

A.細(xì)骨料采用本項(xiàng)目自產(chǎn)的人工砂，檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足DL/T5144-2015《水工混凝土施工規(guī)范》及合同中規(guī)定的要求。

B.粗骨料采用本項(xiàng)目自產(chǎn)的人工碎石（5～20mm、20～40mm），檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足DL/T5144-2015《水工混凝土施工規(guī)范》的要求.

2 配合比設(shè)計(jì)、試配、調(diào)整與確定

2.1配合比試驗(yàn)

2.1.1減水劑摻量選擇試驗(yàn)

減水劑與膠凝材料有一定的適應(yīng)性，一般外加劑摻量低、混凝土坍落度合適且和易性較好的減水劑摻量為最佳摻量，此時(shí)減水劑與膠凝材料的相容性較好，具體見(jiàn)下表3。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用PCA高性能減水劑最佳摻量為0.60%。

2.1.2混凝土單位用水量、最優(yōu)砂率選擇試驗(yàn)

混凝土單位用水量的多少，是影響混凝土拌和物流動(dòng)性大小的主要因素。在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度、耐久性等設(shè)計(jì)要求和施工和易性前提下，力求混凝土單位用水量最小，最大限度的減少混凝土中的膠凝材料用量，從而降低水化熱，減少溫度裂縫，同時(shí)由于混凝土用水量的減少，混凝土干縮裂縫的幾率也會(huì)降低、混凝土的耐久性能也將提高。單位用水量選擇試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表12。

砂率的大小對(duì)混凝土的和易性和用水量有很大的影響。砂率過(guò)大，拌和物顯得干稠，流動(dòng)性減小；砂率過(guò)小，混凝土拌和物中砂漿量不足，造成流動(dòng)性，特別是粘聚性和保水性變差，影響混凝土強(qiáng)度，耐久性以及其它一些性能。試驗(yàn)過(guò)程中固定水膠比及用水量，調(diào)整砂率，測(cè)不同砂率下混凝土的坍落度。坍落度最大、粘聚性好、含砂量適中的砂率即為最優(yōu)砂率，最優(yōu)砂率選擇試驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，二級(jí)配160～180mm混凝土用水量在165Kg/m3左右，砂率在42%左右；二級(jí)配90～110mm混凝土用水量在150Kg/m3左右，砂率在38%左右。

2.1.3混凝土配合比試配

根據(jù)已經(jīng)采集的相關(guān)檢測(cè)參數(shù)，確定選取會(huì)東利森水泥有限公司生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥、攀枝花德昆粉煤灰、蘇博特PCA聚羧酸減水劑及GYQ（Ⅰ）引氣劑進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)。

2.1.4強(qiáng)度回歸分析

根據(jù)上表10混凝土硬化后力學(xué)性能成果，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度和膠水比進(jìn)行回歸；

2.1.5理論水膠比確定

混凝土配制強(qiáng)度參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）進(jìn)行計(jì)算。即

fcu，0=fcu，k+ tσ （1）

fcu，0----混凝土配制強(qiáng)度，MPa；

fcu，k ----混凝土設(shè)計(jì)齡期立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；

t----概率度系數(shù)，依據(jù)保證率P選定，取值參照表14；

σ----混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa；取值參照表15。

2.1.6混凝土拌和物試驗(yàn)

選取0.40水膠比、20%粉煤灰摻量，坍落度160-180mm二級(jí)配混凝土進(jìn)行拌和物性能試驗(yàn)，具體見(jiàn)表4。

2.2混凝土耐久性試驗(yàn)

2.2.1混凝土抗?jié)B試驗(yàn)

采用利森普硅水泥、攀枝花德昆粉煤灰、PCA減水劑進(jìn)行了混凝土抗?jié)B試驗(yàn)。

2.2.2 混凝土抗凍試驗(yàn)

采用利森普硅水泥、攀枝花德昆粉煤灰、PCA減水劑及GYQ（Ⅰ）引氣劑進(jìn)行了混凝土抗凍試驗(yàn)。

3筏板基礎(chǔ)混凝土施工工藝及現(xiàn)場(chǎng)施工控制措施

3.1筏板基礎(chǔ)混凝土施工工藝

工程施工過(guò)程中，在總結(jié)以往風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工過(guò)程存在的問(wèn)題，提高風(fēng)機(jī)基座混凝土澆筑質(zhì)量，力求混凝土澆筑做到內(nèi)實(shí)外光。

通過(guò)召開(kāi)了筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑質(zhì)量專(zhuān)題會(huì)議，監(jiān)理、業(yè)主和施工方共同探討和研究，并達(dá)成了共識(shí)，確定了筏板鏤空模板混凝土澆筑施原則和順序。

筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑原則：先澆筑筏板，再澆筑主梁和圈梁，最后澆筑中墩。筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑順序：力求把握“先占角”、次占邊，最后占中腹，具體澆筑順序如下：

1）首先澆筑筏板；將中墩與大梁，大梁與筏板，大梁與外圍圈梁鏤空處角、邊全部進(jìn)行封閉；以一塊板作為澆筑基面，留下一半不澆筑，從另一半開(kāi)始作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)依次把各個(gè)板全部澆筑完畢；

2）其次，澆筑大梁混凝土和次梁周圈混凝土；從八角主梁與次梁交角末端開(kāi)始下料，從下往上按梁長(zhǎng)約1/3～1/4端止為一段，混凝土下料約50cm，混凝土層厚控制在30cm（此時(shí)筏板已澆筑完畢，層厚可作為參考控制），依次順序分段、分層進(jìn)行澆筑。

需要注意的是：主梁澆筑鋪開(kāi)面控制2條主梁為宜，澆筑完一條主梁后，順勢(shì)澆筑2條主梁之間的圈梁，注意圈梁和主梁當(dāng)頭左右1米范圍內(nèi)最后澆筑（防止混凝土流動(dòng)性過(guò)大后外溢）；

3）最后澆筑中墩混凝土；澆筑中墩外環(huán)和內(nèi)環(huán)，依次由外向內(nèi)推進(jìn)，并做好分層澆筑控制。

這樣則可防止混凝土流動(dòng)過(guò)大，混凝土鋪開(kāi)面積過(guò)大，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)分離、離析和漏振，有效避免了混凝土澆筑出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.2 筏板基礎(chǔ)混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工控制措施

在綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)澆筑時(shí)，首先考慮拌合站的生產(chǎn)能力必須滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑的需求，保證在12小時(shí)內(nèi)順利澆筑并收倉(cāng)；其次，再?gòu)幕炷潦彰婕梆B(yǎng)護(hù)中過(guò)程入手，混凝土收面過(guò)程中及時(shí)覆蓋塑料薄膜，減少水分流失，夜間養(yǎng)護(hù)再加蓋保溫被，及時(shí)觀測(cè)混凝土內(nèi)部溫度并灑水降溫，并通過(guò)以下多項(xiàng)舉措：

1）定制天氣預(yù)報(bào)，做好信息傳遞，控制基礎(chǔ)混凝土澆筑開(kāi)倉(cāng)時(shí)間，防止出現(xiàn)混凝土澆筑途中遇不利天氣；

2）做好混凝土原材料的儲(chǔ)備，在原材料準(zhǔn)備不足時(shí)，指令施工方不得開(kāi)倉(cāng)澆筑風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土，以免影響風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑施工質(zhì)量；

3）為保證混凝土拌合站設(shè)備運(yùn)行正常，在未澆筑混凝土?xí)r要求拌合站作業(yè)人員提前對(duì)拌合設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真檢查和維護(hù)，嚴(yán)禁在澆筑時(shí)間內(nèi)使用帶病作業(yè)設(shè)備，防止在攪拌中更換損壞設(shè)備導(dǎo)致澆筑間歇過(guò)長(zhǎng)，影響混凝土澆筑質(zhì)量；

4）對(duì)混凝土攪拌車(chē)和泵車(chē)及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，對(duì)混凝土運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行維護(hù)；

5）業(yè)主、監(jiān)理和施工單位共同探討、研究混凝土澆筑方法，力求在澆筑方法和澆筑順序上統(tǒng)一，并加強(qiáng)對(duì)一線(xiàn)技術(shù)人員和施工人員的管理和技術(shù)交底；

6）同時(shí)，在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑施工中，協(xié)調(diào)各有關(guān)單位各司其職，制定切實(shí)可行的施工進(jìn)度計(jì)劃和澆筑施工應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的澆筑，派專(zhuān)人全程跟蹤監(jiān)督每個(gè)基礎(chǔ)澆筑的施工作業(yè)，并加大澆筑過(guò)程中模板、鋼筋、預(yù)埋件偏位檢查，夯實(shí)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑的內(nèi)在質(zhì)量與外在工藝；

通過(guò)上述各項(xiàng)質(zhì)量控制措施，各風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)澆筑時(shí)間基本控制在12小時(shí)內(nèi)，保證了該風(fēng)電場(chǎng)混凝土澆筑質(zhì)量和混凝土觀感質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)綠蔭塘風(fēng)電場(chǎng)配合比試驗(yàn)及配制，選擇并確定了混凝土組成材料的合理比例，配制出既滿(mǎn)足工作性、強(qiáng)度、耐久性等要求又經(jīng)濟(jì)合理的高性能混凝土，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)質(zhì)量控制措施，做好現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)澆筑預(yù)案，嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)管理和控制，提高了該風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基座混凝土的澆筑質(zhì)量。該工程經(jīng)驗(yàn)可為同類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 焦曉光.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及解決措施[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化. 2018（18）.

（作者單位：四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司

北京潔源新能投資有限公司）

作者簡(jiǎn)介：陳漫天（1972-），男 ，高級(jí)工程師，從事專(zhuān)業(yè)：水電站、新能源監(jiān)理及工程造價(jià)。