中国核工业华兴建设有限公司台山维修项目部
摘要：本文主要针对汽轮机基座底板大体积混凝土的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对混凝土的要求作了介绍，并详细论述了大体积混凝土从配合比设计到施工整个流程的质量控制，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：汽轮机基座；基座底板；混凝土施工
引言
汽轮机基座是衡量一个发电厂建筑施工能力和质量控制水平的主要标志，并且其还是发电厂汽轮发电机的基础。因此，我们便要重视汽轮机基座的施工，做好相应的大体积混凝土的工程建设。基于此，本文就汽轮机基座底板大体积混凝土的施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1工程概况及对混凝土的要求
某核电站汽轮发电机采用了大功率半速机组，设备外形与荷载都较大。汽轮机基座为现浇钢筋混凝土框架结构，其最大的一道梁截面尺寸为5.885m×2.8m，结构一次浇筑成型不设施工缝，为典型的大体积混凝土结构。
设计要求汽轮机基座混凝土通过提高水泥用量、混凝土强度等级；控制氯离子含量、碱含量等措施，使结构混凝土使用年限不少于60年。
2 大体积混凝土设计的原则
2.1 大体积混凝土的定义
ACIC116将大体积混凝土定义为“任何大体积的现浇混凝土，其尺寸足够大以致要求处理混凝土所放出的热量和伴随的体积变化以减少开裂”。
GB50496-2008《大体积混凝土施工技术规范》将大体积混凝土定义为：“混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。
2.2大体积混凝土的裂缝成因
大体积混凝土裂缝产生的原因有如下几个方面：水泥水化热的影响；混凝土收缩变形；内外温差；内外约束。大体积混凝土控制要点为控制混凝土有害裂缝的产生，确保大体积混凝土施工质量。
3大体积混凝土原材料的选择
随着水泥新标准的发布和高性能外加剂的使用，水泥与外加剂之间的适应性已经是选择材料前必须进行的试验，只有适应性好的水泥与外加剂，才能配出和易性良好、坍落度损失小等性能优良的混凝土。
3.1水泥
大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），因此核电工程要求水泥中铝酸三钙（C3A）含量低于7%，7d水化热小于290kJ/kg，以降低早期水化热。同时由于水泥中铝酸三钙（C3A）含量的降低，造成水泥起反应较慢，有可能造成混凝土泌水严重，因此需提高水泥的比表面积，本项目经试验验证水泥比表面积在340m2/kg左右时，7d水化热符合要求，且混凝土不会发生泌水。最终采用了某水泥厂专窑生产的核电专供水泥，其技术指标如表1所示。
4大体积混凝土配合比的设计原则
4.1水灰比和最小水泥用量以及胶凝材料用量的选择
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。
自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体的相对湿度降低，体积减小。水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小，而自身收缩增大。
GB50108-2008《地下工程防水技术规范》要求，防水混凝土的配合比应符合：胶凝材料的用量根据抗渗等级和强度等级等选择，其最小胶凝材料用量应不低于320kg/m3，在满足抗渗等级、强度等级及耐久性的条件下，其水泥用量不宜小于260kg/m3；水胶比不大于0.50，有侵蚀性介质时水胶比不应大于0.45；最终选择水灰比为0.45。
4.2用水量
收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和胶凝材料的用量，混凝土中的用水量和胶凝材料用量越高，混凝土的收缩就越大。
在保证可泵性的前提下，混凝土入模坍落度控制在120～150mm，减少混凝土中游离水的含量，以避免水分蒸发时产生的毛细孔。大体积混凝土的用水量宜控制在140～165kg/m3。
4.3粉煤灰的掺量
粉煤灰的加入有利于降低混凝土水化热，有利于混凝土裂缝的控制，但是粉煤灰掺量过高时将导致混凝土抗压强度降低，这对于核电工程来说是不可接受的。同时随着粉煤灰掺量的增加，混凝土抗拉强度也将降低，这将不利于混凝土裂缝的控制。通常核电所用混凝土粉煤灰掺量不超过30%。
通过试验可以发现随着粉煤灰掺量的增加，混凝土抗折强度持续下降，混凝土抗压强度先上升，当粉煤灰掺量超过30%后抗压强度将持续下降，这与核电工程通用粉煤灰掺量不超过30%的原则是一致的。
4.4配合比的确定
通过试验室试拌，进行推演试验，并进行混凝土的可行性试验得出的最佳配合：经计算氯离子含量0.009%，碱含量1.27kg/m3时，可满足耐久性要求。
5混凝土施工
5.1混凝土的施工流程
施工准备→基层清理→混凝土搅拌→混凝土运输→混凝土布料→混凝土振捣→混凝土找平→清理、退场→混凝土养护测温→模板拆除、施工缝处理。
5.2大体积混凝土施工前的准备
搅拌站做好混凝土生产方案，各项生产准备按生产方案进行组织。做好各项应急准备。
搅拌站应采取加冷水、碎冰屑等措施以保证混凝土的入模温度。由于制冰时间较长通常在混凝土浇筑前24h完成制冰工作。
5.3大体积混凝土的生产
由试验员在入泵口每100m3进行温度、坍落度检测，并制作试块，性能符合要求后才能进行浇筑，不合格的混凝土予以退还。
标准养护试块按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002的要求取样并养护。同条件试块取样采用麻袋覆盖并浇水养护，2昼夜之后拆模，放置在底板附近和底板上进行同条件养护。
5.4大体积混凝土的养护
5.4.1混凝土浇注
（1）浇注方法：采用“水平斜向分层，薄层浇注，循序退浇，一次到底”的连续施工方法；
（2）振捣：底板混凝土下料后，用插入式振捣棒在下料点、斜坡中点、坡底等处同时进行振捣。为增加混凝土的密实度和提高抗裂性能，应采用二次振捣方法，在新浇混凝土覆盖下一层混凝土时，振捣棒应插入下一层混凝土50mm左右进行振捣，二次振捣应在混凝土初凝前完成。
（3）收面：混凝土收水并开始初凝时，用木抹子进行抹压工作，以能感觉到混凝土的柔和性为准，将面层小凹坑、气泡眼、砂眼和脚印等压平。然后在混凝土终凝前再进行二次抹面。
5.4.2大体积混凝土养护
大体积混凝土裂缝关键在于在混凝土升温和降温期间的温度控制，因此需在混凝土浇筑前设置测温点。测温点布置原则为：
（1）结构中间、边缘、迎风面等温度变化大的区域重点布置；
（2）6m左右一处，均匀布置，不得遗漏；
（3）留设一些备用测温点，避免混凝土浇筑振捣时测温点被破坏；
（4）还应设置大气测温点和保温层测温点。本汽轮机基座共布置17处测温点，每处测温点应至少设置上、中、下3个测温传感器。
在混凝土终凝后立即采用1层塑料薄膜加多层麻袋保湿养护法进行混凝土的养护。有些工程施工时因为结构侧面有模板覆盖往往成为保温覆盖的薄弱环节，但是模板导热快，同时侧面往往风力较大，是温度变化较大的区域，因此也应加盖塑料薄膜和麻袋进行养护。
大体积混凝土养护分为2个阶段，即升温期间的保湿阶段和降温期间的保温阶段。升温期间应掀开麻袋和薄膜检查，当混凝土发白、薄膜上凝结水较少时应洒水保湿养护。降温期间应根据测温结果，当发现降温较快（大于1℃/d）时增加麻袋保温，控制内外温差在25℃之内，降温速率小于1.5℃/d。
6结语
综上所述，汽轮机基座大体积混凝土的施工工程将影响着发电厂的正常运行，因此，我们必须给予一定的重视，这就需要我们不断提高施工工艺水平，并做好相应的施工设计，采取有效措施进行工程建设，以保障汽轮机基座大体积混凝土的施工质量。
参考文献：
[1]韦小东.基础底板大体积混凝土施工技术[J].企业科技与发展.2009（06）.
[2]刘波、赵飞、罗轩忠、李华.武汉绿地中心工程超厚底板大体积混凝土施工技术[J].施工技术.2015（04）.
论文作者:杨波
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/7
标签：混凝土论文; 体积论文; 测温论文; 基座论文; 水泥论文; 汽轮机论文; 水化论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;