火電廠大體積混凝土施工探析

侯興兆

摘要：隨著國(guó)家的發(fā)展，各領(lǐng)域的不斷提高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的工業(yè)與民用建筑規(guī)模也逐年擴(kuò)大。作為目前主要建筑材料之一的混凝土，在建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。同時(shí)無(wú)論是在火電、風(fēng)電以及核電建設(shè)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前常采用的結(jié)構(gòu)形式，其中大體積混凝土在電廠建設(shè)中更是經(jīng)常采用。

關(guān)鍵詞：火電廠;大體積混凝土;施工

引言

火電廠在混凝土施工中會(huì)遇到各種復(fù)雜的情況，尤其是大體積混凝土施工技術(shù)要求較高，裂縫防控問(wèn)題最為突出。只要混凝土結(jié)構(gòu)上存在有害裂縫，必然會(huì)影響火電廠基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命，危及全局安全、整體效益。所以在施工過(guò)程中必須防止混凝土裂縫的出現(xiàn)，這不僅要從施工技術(shù)上滿足要求，還要做好安全與質(zhì)量方面的保障工作，提高大體積混凝土施工效益。

1大體積混凝土的主要特點(diǎn)

大體積混凝土為結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小的幾何尺寸不小于1m的，往往會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而產(chǎn)生有害裂縫的混凝土。前文所述電廠中施工部位的混凝土方量從幾十立方到上千立方，而且尺寸、厚度都比較大。同時(shí)這些部位為了保證結(jié)構(gòu)的整體性都要求混凝土一次連續(xù)澆筑完成，不允許留設(shè)施工縫，以及后續(xù)養(yǎng)護(hù)中不允許產(chǎn)生裂縫。對(duì)結(jié)構(gòu)施工中的混凝土攪拌、運(yùn)輸、泵送能力等較普通部位的混凝土有更加嚴(yán)格的要求。大體積混凝土施工中的主要施工質(zhì)量缺陷就是裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下方面：（1）是因?yàn)槭┕ぴ蛞鸬氖┕だ淇p。因電廠的大部分設(shè)備基礎(chǔ)混凝土方量一次需求都比較大，施工過(guò)程中必須要求可靠的混凝土供應(yīng)量，來(lái)保證防止?jié)仓^(guò)程中因?yàn)榛炷凉?yīng)間斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)形成施工冷縫。同時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸往往也比普通構(gòu)件大，如果恰逢天氣炎熱的情況下施工，施工澆筑組織和順序不當(dāng)很容易造成上層混凝土還未澆筑，下層澆筑的已經(jīng)初凝了而形成施工縫缺陷。（2）混凝土硬化過(guò)程中因水化熱原因造成的溫度裂縫。大體積混凝土施工時(shí)，對(duì)于水泥種類的選擇錯(cuò)誤或者配合比中水泥的用量偏大，會(huì)加劇初期上強(qiáng)度的過(guò)程中水泥水化熱增加。熱量的積累令混凝土的內(nèi)部溫度快速增加，因體積尺寸大內(nèi)部熱量不易散發(fā)。內(nèi)部混凝土體積膨脹，而外部混凝土溫度散發(fā)較快溫度降低體積收縮，因此產(chǎn)生內(nèi)外的溫度應(yīng)力，當(dāng)外表面的溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫缺陷。

2火電廠大體積混凝土施工技術(shù)措施

2.1混凝土制備技術(shù)

在配制火電廠大體積混凝土?xí)r，應(yīng)選擇礦渣水泥，因?yàn)槠渌療彷^低，同時(shí)選用5-31.5mm連續(xù)級(jí)配的中粗砂、石子等材料，確保設(shè)計(jì)強(qiáng)度、泵送坍落度、和易性等滿足要求的前提下，盡可能控制水灰比，減少水泥用量。選擇外加劑時(shí)應(yīng)使用減水性能較強(qiáng)且具備微膨脹性能的外加劑，讓大體積混凝土擁有溫度收縮補(bǔ)償能力。設(shè)計(jì)配合比時(shí)則要參照該火電廠大體積混凝土結(jié)構(gòu)特征、澆筑工藝、施工季節(jié)等，并考慮對(duì)坍落度的影響。在攪拌大體積混凝土?xí)r必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)好的配合比，嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)的砂石材料的含泥量，通過(guò)水洗確保石子含泥量小于1%，砂子含泥量小于2%;當(dāng)滿足出機(jī)入模的溫度要求時(shí)，冬季施工應(yīng)注意控制攪拌混凝土所用熱水的溫度，盡可能降低其入模溫度，夏季施工應(yīng)使用深井水?dāng)嚢杌炷?，提前覆蓋石子、砂子等原材料，預(yù)防陽(yáng)光暴曬;為確保均勻攪拌大體積混凝土，每一盤混凝土投料之后攪拌時(shí)間應(yīng)超過(guò)100s;針對(duì)火電廠基礎(chǔ)混凝土澆筑方量大，需要連續(xù)澆筑的部位，應(yīng)準(zhǔn)備充足的水泥、石子、砂子和外加劑等，使其提前進(jìn)場(chǎng)，澆筑之前散裝水泥需充分冷卻;在施工之前要對(duì)攪拌大體積混凝土的機(jī)械進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，開始澆筑之后確保供應(yīng)速度，預(yù)防因混凝土不足出現(xiàn)施工冷縫;從攪拌機(jī)里卸出大體積混凝土?xí)r應(yīng)及時(shí)將其運(yùn)輸?shù)綕仓攸c(diǎn)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)防止其發(fā)生離析、坍落度變化、初凝、水泥漿流失等現(xiàn)象，如果有離析應(yīng)在澆筑之前再次拌和，均勻之后才能入模。

2.2混凝土澆筑振搗技術(shù)

盡量避免在高溫天氣澆筑大體積混凝土，施工當(dāng)天的氣溫最好不超過(guò)30℃;澆筑大體積混凝土?xí)r必須保持連續(xù)性，底板混凝土分別使用2臺(tái)輸送泵進(jìn)行平行后退式澆筑，由兩個(gè)搗固組分別跟隨泵車的澆筑方向向前推進(jìn)。當(dāng)然，混凝土具有流動(dòng)性，插入振搗器之后可以斜向流淌5-6m，應(yīng)根據(jù)斜面分層法和薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂?shù)某绦蜻M(jìn)行澆筑、振搗，并且每一層混凝土的澆筑厚度不能超過(guò)5m，保證混凝土均勻上升，預(yù)防高差過(guò)大。澆筑上下層混凝土間隔的時(shí)間不能遲于混凝土初凝之前，消除冷縫。這種混凝土自然流淌出現(xiàn)斜坡的澆筑技術(shù)可以更好地適應(yīng)火電廠大體積混凝土泵送施工工藝，提高泵送效率，防止混凝土出現(xiàn)裂縫，提高混凝土質(zhì)量。在振搗時(shí)，該火電廠使用二次振搗技術(shù)，按照混凝土泵送時(shí)形成的自然坡度，在每一個(gè)澆筑帶的前方與后方分別布置振搗器。第一道振搗器在混凝土卸料點(diǎn)，搗實(shí)上部結(jié)構(gòu)混凝土，第二道振搗器布置在混凝土坡腳處，搗實(shí)下部混凝土。隨著大體積混凝土澆筑施工不斷向前推進(jìn)，振搗器應(yīng)跟上，保證整體施工質(zhì)量。在振搗時(shí)要嚴(yán)格控制時(shí)間與插入深度，且振搗區(qū)的上下層搭接范圍為50-100mm，插點(diǎn)必須均勻。每完成一段振搗就要用鐵鍬將其攤平、拍實(shí)，已經(jīng)澆筑好的混凝土在達(dá)到振動(dòng)界限之前要進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因沁水在水平鋼筋下部、粗骨料部位等出現(xiàn)的空隙，增強(qiáng)混凝土和鋼筋的握裹力，避免因混凝土沉落出現(xiàn)裂縫，從而減少內(nèi)部微裂，提高大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度、密實(shí)性，減少收縮，增強(qiáng)抗裂性。在二次振搗中還應(yīng)快插慢拔，先讓運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)棒憑借自身重力進(jìn)入混凝土振搗，再小心將其拔出。把握好每一個(gè)插點(diǎn)的時(shí)間，通常是20-30s，讓混凝土恢復(fù)塑性，自行閉合，不會(huì)留下孔穴。該時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易引起離析，過(guò)短則不容易搗實(shí)。在大體積混凝土澆筑振搗施工中，通常會(huì)使用熱電偶電子測(cè)溫儀測(cè)量混凝土的溫度，應(yīng)在澆筑之前布設(shè)測(cè)溫點(diǎn)，每一個(gè)點(diǎn)都要埋設(shè)測(cè)溫探頭，測(cè)量不同部位的混凝土溫度值。測(cè)溫時(shí)間間隔是根據(jù)大體積混凝土溫度下降或上升的時(shí)段確定的，要求每天都要檢查測(cè)溫記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，妥善調(diào)整。

2.3混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

按照相關(guān)資料顯示，大體積混凝土很容易在兩個(gè)階段產(chǎn)生裂縫，一個(gè)是澆筑混凝土之后的溫升階段，由于混凝土表面和內(nèi)部的溫差過(guò)大，導(dǎo)致表面出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，造成混凝土表面裂開;另一個(gè)是混凝土的降溫階段，由于內(nèi)部降溫速度很快，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，最終在內(nèi)部形成貫穿性裂縫。所以在火電廠大體積混凝土施工中，澆筑混凝土之后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是控制其出現(xiàn)裂縫的重要部分。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)覆蓋保溫材料，延緩大體積混凝土表面的溫度散失，對(duì)澆筑塊體的表里溫差以及降溫速度進(jìn)行控制，進(jìn)而控制澆筑塊體內(nèi)部裂縫與表面裂縫的形成。而這還涉及到對(duì)大體積混凝土溫度應(yīng)力和保溫養(yǎng)護(hù)材料厚度的計(jì)算。在大體積混凝土施工中應(yīng)核算其溫度應(yīng)力，如果核算結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求，就應(yīng)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)措施，保證滿足控制溫度應(yīng)力的要求。并且在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)要計(jì)算養(yǎng)護(hù)材料的厚度，選擇覆蓋養(yǎng)護(hù)材料的最佳厚度，保證大體積混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)規(guī)定范圍。

結(jié)語(yǔ)

火電建設(shè)工程不僅需要有設(shè)備安裝隊(duì)伍，而且需要有專業(yè)的火電建筑施工隊(duì)伍。非專業(yè)的施工隊(duì)伍對(duì)火力發(fā)電廠建筑工程的復(fù)雜性不了解，就可能造成工期的延誤，影響投產(chǎn)發(fā)電，甚至給工程留下隱患，因此，火電廠建筑施工不僅要在施工技術(shù)上做到精益求精，而且還要培養(yǎng)一大批專業(yè)的施工人員。

參考文獻(xiàn)：

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[2]? 楊新強(qiáng).火電廠施工中對(duì)混凝土裂縫的控制探析[J].四川水泥，2019（7）：213.

（作者單位：山東電力建設(shè)第三工程有限公司）