摘要：在大体积混凝土施工过程中常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性、耐久性。本文结合工程实例，探讨了大体积混凝土温度裂缝产生的机理和应对措施，以期对同类工程的设计施工有一定借鉴作用。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；施工
近年来，电厂建设发展迅速，机组容量增大，工艺设备更趋复杂，结构荷重也愈大，相应的汽机基础、烟囱基础等体积也越来越大，由于上部设备要求的限制，对大体积混凝土的工程质量要求也越来越严格。
1温度裂缝产生机理及应对措施
大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行施工。施工体积厚大，由此带来的问题是水泥水化作用所放出的热量使混凝土内部温度逐渐升高，而混凝土导热性能较差，由此产生的内部热量不易导出，造成较大的内外温差。当温度变形受到约束时，混凝土内部便会产生拉应力。加之混凝土早期的抗拉强度低，弹性模量小，当混凝土承受的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度时，便会产生温度裂缝。因此，对大体积混凝土温度裂缝的控制主要应从以下几个方面着手：减小混凝土内外温差；提高混凝土自身的抗裂能力；降低外界条件对混凝土变形的约束。
大体积混凝土内外温差主要受混凝土配合用料、散热边界条件、外部环境温度等的影响，可以认为由浇筑温度、水泥水化热温升和混凝土散热温度三部分组成，其中，水泥水化热引起的温升起主要作用。相应的温度控制方法也主要是针对这几个部分。
1.1从材料和设计方面着手，优化配合比、减少水泥用量、掺加减水剂和外掺料（如粉煤灰），选用低热膨胀系数的大粒径骨料、低热或者中热水泥。
所选水泥宜满足以下条件：在最初12h抗压强度较小，最好不超过6MPa，弹性模量发展较快，同时此阶段内水化放热应较小。采用低热膨胀系数的骨料可以减小混凝土的温度变形，从而减小混凝土的温度应力。碎骨料对于混凝土的抗拉强度是有益的，因为粗糙的表面可以产生较大的粘着力，提高抗拉强度。大粒径集料可减少水泥用量，降低水泥水化热从而减小混凝土温升，同时对提高混凝土拌和物的工作性也十分有利。但应注意大粒径骨料会在一定程度上降低混凝土的抗拉强度。粉煤灰可改善混凝土拌合物的和易性，有效地降低水化热温升，降低混凝土的早期强度，增强混凝土的抗裂能力。
1.2从施工方面着手，严格控制混凝土入模温度、降低浇筑温度和速度，分块分层浇注，延缓混凝土升温速率，减小混凝土基础内外温差，避免表面温度骤降，采用二次振捣工艺等。可通过预冷水泥、集料，冷却拌合用水等方法来降低混凝土的浇注温度。较低的浇注温度可降低混凝土的最大温升，减缓水化放热反应，减小大体积混凝土的内外温差。在保证不出现施工冷缝的前提下，分块分层，尽量减缓浇注速率，利用浇注层面散热。施工时必须采取保温措施，避免温度骤降，混凝土内外温差过大，产生贯穿性裂缝。采用二次振捣工艺，即在混凝土初凝之前进行第二次振捣，可以提高混凝土的密实度和抗拉强度，减少混凝土的收缩变形。从养护方面着手，采取一定的保温、保湿措施，降低混凝土的内外温差，防止裂缝的产生。可通过循环水或冷空气来进行混凝土内部冷却，也可通过绝热保温措施提高混凝土的表面温度，来降低混凝土的内外温差。在养护过程中，应保持良好的湿度和抗风条件，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行。对隐蔽混凝土工程，在满足混凝土强度要求的前提下，如条件许可，应尽快按技术要求回填。
2大体积混凝土施工技术
2.1模板工程
2.1.1主厂房土方大开挖，基础标高为-4.6m，而发电机组基座底板底标高为-5.3m，对于-5.3m~-4.6m段采用370砖砌外模，-4.6~ -2.0m段的模板采用组合钢模，钢模横排，有利于多采用大规模板和扩大支承件的间距。相邻模板端缝应尽量错开排列，以提高模板的整体刚度。
2.1.2钢模板竖围檩（双根中48X3.5钢管）间距750mm；横围檩（双根中48x3.5钢管）间距600mm；用[16槽钢扣件及钩头螺栓与模板连接。单头对拉螺丝中12共设四道，上道与底板面层钢筋焊接，下三道与预制砼方桩顶环形埋件或锚固钢筋根部焊接。
2.1.3通过对模板侧压力计算，决定采用中12对拉螺丝，为了保证模板不变形，在模板外侧增加三道水平支撑。
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2.1.4为了保证底板砼面的平整和标高的正确，在钢筋绑扎结束后，用水准仪在每根柱的中40主筋上用红油漆三角标柱底板砼面标高；柱与柱之间区域，用中12短钢筋焊在面层主筋上作标志。
2.2混凝土工程
2.2.1泵送砼浇筑前的准备
（1）根据底板的平面尺寸以及现场的施工条件，泵车布设在主厂房的固定端，泵送管设在宽度方向的中间，即与汽轮发电机器心线重合。砼由搅拌站50m'/h搅拌楼集中供料，搅拌车送料。
（2）底板砼浇捣方向由扩建端1轴线退向固定端IV轴线，浇捣采用斜面分层浇筑，每层厚度45cm，在浇灌时保证上层砼盖好下层已浇筑的砼，且下层砼不超过初凝时间。
（3）土建试验室提供砼初凝时间不小于5小时，根据以往的施工经验，泵送砼自然流淌坡度不大于1：7，为防止浇筑面出现施工冷缝，每层需砼量136.5m'，则搅拌站每小时供料不小于27.3m"，入泵坍落度为13土2cm。
（4）浇灌过程中，应控制好泵车浇灌速度，每小时泵送量与搅拌站供应量相吻合，浇筑面向前推进时，力争使砼形成弧形向前推进，以便砼泌水能及时从两则钢模板孔处排除。
（5）为防止浇灌过程中雷雨、暴雨等，搭设钢管防护栅，随浇随移。泵车接料口处亦搭设钢管防护栅，防雨、防晒，金属泵管上铺设湿草包，保证泵送坍落度不受损失和砼的入模温度尽可能降低。
3技术总结
冬天低温季节施工大体积混凝土一次性浇筑，尤其是对烟囱环状筏板基础进行施工，采用混凝土表面覆盖保温措施，能够较好地控制混凝土的温差，减少裂缝的产生。
（1）混凝土绝热温升值直接影响大体积混凝土的施工措施，掺加粉煤灰的混凝土绝热温升值按文献中的计算方法，与实际测得混凝土的最高温升值接近；温度修正系数的取值影响理论计算结果，对修正系数可在总结实际工程运用的基础上，进一步确定其取值范围，以适应不同条件、不同工况下的计算。
（2）低温条件下的烟囱环状筏板基础施工，在掌控原材料质量的基础上，应重点控制好混凝土的施工浇捣工艺和保温工作；以理论计算的温升值，信息化自控技术掌握基础内部混凝土实际温度的变化，结合现场实时监控温度的变化情况，以便发现有偏差时及时调整混凝土表面保温覆盖材料。
（3）混凝土裂缝理论计算是指导施工的依据，因此不可忽视降温阶段的混凝土养护。通常低温季节烟囱基础大体积混凝土养护15d后，温差可控制在允许的范围。在对大体积混凝土的施工组织上，混凝土浇灌浇捣的允许时间间隔必须小于初凝时间。因此，只有科学合理地安排混凝土运输车辆，才能确保混凝土浇灌的连续性和时效性，避免混凝土冷接缝的产生。
4结语
综上所述，大型电厂发电机组底板基础的特点是混凝土体积较大，施工过程中必须解决低水化热和大体积混凝土裂缝控制的问题。所以在施工过程中从材料、配合比、浇筑施工养护以及温控等方面采取了一系列的措施，并通过对混凝土温度的现场实测来调整和控制裂缝的产生，实践证明，本工程大体积混凝土施工较好的满足工程质量要求，未出现温度裂缝，取得了良好的实际效果。对于大体积基础混凝土，在施工中，只要多总结、多分析，编制出详细的施工方案，采取切实有效的措施，并认真执行，大体积混凝土的裂缝是完全可以避免的。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[3]杨俊悌，钟立明.对大体积混凝土冬季施工裂缝的经济有效的控制方法[J].建筑安全，2007，22（4）.
[4]李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理-附实例[M].中国建筑工业出版社，2006
论文作者:董海龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 温差论文; 抗拉强度论文; 《基层建设》2018年第23期论文;