翁源县恒鑫建设工程有限公司 512600
摘要：介绍韶钢炼钢厂3#转炉基础大体积混凝土施工实践，通过选用合理的混凝土原材料、优良控制现场混凝土配合比及较好的施工技术，不仅保证了该基础强度设计要求，也解决了大体积混凝土的防裂通病问题。
关键词：转炉基础 大体积混凝土 配合比设计 施工
1概述
韶钢炼钢厂3#转炉工程是在原1#、2#转炉不停产的情况下，对原1#、2#转炉的辅助设施进行重新布局和调整，让出场地，并延长部分厂房而进行平面设计的，场地非常狭窄，工期压缩为正常施工工期的三分之二。而3#转炉基础是又整个项目的关键工程，该基础外形为工字型，基础承台平面尺寸为16.72m×10.3m，其厚度由边缘的3.0m变化到最厚处的10.265m，两个支座之间由M36的螺杆拉紧，将二个支座连成整体。混凝土强度等级为C30，总方量约1260m3，为大体积混凝土结构，除满足强度、耐久性等要求外，还须控制裂缝的问题。根据施工条件和温控要求，该基础混凝土施工纵向分3层，中间设置后浇带，共分六次浇注，分层厚度自下而上为3.0 m、5.2 m、2.0m，单次最大浇注基础桩承台方量456 m3，上部支座采用组合钢模板。基础结构如图1所示。
2 混凝土配合比设计优化
2.1 技术要求
根据基础的结构特点，拟定混凝土技术要求如下：①初凝时间3.0～3.5h；②终凝时间≤10h；③初始坍落度160～190㎜；④1h后坍落度＞100㎜；⑤混凝土拌合物和易性良好；⑥混凝土拌合物无泌水；⑦混凝土7d绝热温升值≤35℃。
2.2 配合比设计难点及技术措施
⑴混凝土水化热温升：大体积混凝土应尽量降低混凝土的绝热温升，降低绝热温升的有效方法是掺加适量粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥。这样可改善混凝土的和易性，增加胶凝物质，降低混凝土的水胶比，使混凝土的早期水化热明显降低，同时掺加缓凝剂可延缓混凝土浇注时的温度峰值，从而降低混凝土开裂的风险。
⑵混凝土泌水：大体积混凝土由于低水泥用量使混凝土容易泌水，通过降低混凝土的水胶比，以尽量减少混凝土拌合物的自由水，是降低泌水的有效方法，以部分超细粉煤灰取代混凝土中的部分水泥，也可以改善混凝土泌水。
⑶粉煤灰上浮：3#转炉基础混凝土的粉煤灰取代水泥量为25%，粉煤灰的密度为2.2g/㎝3，水泥的密度为3.1g/㎝3，所以大掺量粉煤灰混凝土在振捣时粉煤灰很容易上浮，造成表面快速干裂又无强度。通过采用降低水胶比，减小混凝土初始坍落度等办法可以有效解决粉煤灰上浮问题。
⑷混凝土抵抗“过振”：为不出现内部微裂、蜂窝、麻面、空洞等质量缺陷，现场振捣工人在浇注混凝土时难免会出现“过振”的现象，因此所设计混凝土配合比时应有抵抗“过振”而不出现“翻砂”的能力。降低水胶比和掺加增稠剂提高混凝土拌合物粘度的方法，可以较好地解决此问题。
⑸混凝土收缩：为降低混凝土泌水而采用了低水胶比的技术线路，使水胶比相对较小。这同时也导致了混凝土的收缩加大。因碎石的强度、密度、吸水率和外加剂种类对混凝土干缩影响也很大，故该配合比设计时降低混凝土收缩的途径为：①降低砂率；②选用强度高、密度大、吸水率小的花岗岩碎石；③选用收缩较小的聚羧酸系外加剂。
2.3 原材料优化
⑴水泥：根据相关要求，为了改善混凝土的体积稳定性和抗裂性能，选用英德某水泥厂的穗华牌水泥，其细度符合GB/T1345-2005。
⑵粉煤灰：粉煤灰的烧失量应尽量低，选用了粉煤灰，其性能指标为：含水率0.02%，细度13.2%，烧失量3.81%，需水量比99%，SO3含量1.72%。
⑶矿渣粉：我们使用韶钢生产的矿渣粉S95，其性能指标为：比表面积为460㎡/㎏，需水量比99%，碱度系数1.7，玻璃体含量大于85%，密度2.86g/㎝3，中粒径（D50）是17.25μm；主要化学组成是无定形的非晶态矿物质。也是水泥和混凝土的优质掺合料，可以大大改善混凝土的性能，如泌水少、流动度和可塑性好，水化热降低，有利于防止大体积混凝土内部温升引起的裂缝和变形。
⑷砂：选用韶关北江的中河砂，经实验室检测，无潜在碱活性，坚固性试验的失重率＜5%，各项物理指标均符合规范要求。
⑸碎石：选用本地的10～31.5㎜的花岗石。该碎石质地均匀坚固，颗粒形状和级配良好，吸水率低，空隙率小，经公司实验室检测，无潜在碱活性，各项物理指标：含水率0.5%，最大粒径30㎜，容重1530㎏/m3，视密度2.83g/㎝3，片状含量2%，压碎指标5%。
⑹外加剂：在混凝土中掺加高效减水剂，可以改变水泥浆体的流变性能，改变水泥及混凝土结构，起到改善混凝土性能的作用。选用HP100R型聚羧酸系列混凝土外加剂，聚羧酸外加剂减水率高，掺量低，与低碱水泥适应性好，延缓混凝土温升峰值出现的时间，减少混凝土的收缩。
2.4配合比设计
经实验室大量试验，最终确定以下配合，混凝土配合时，混凝土胶凝材料用量应始终在（320±20）㎏/m3以内波动，水胶比较大，混凝土拌合物中游离水较多，混凝土拌合物就容易泌水，水胶比太小会加大混凝土的收缩，故在进行混凝土试拌时，水胶比在0.37～0.40范围内波动，如表1所示：
3 混凝土施工技术
3.1 浇筑工艺
混凝土浇筑前应根据施工方案认真交底，并做好浇筑前的各项准备工作，尤其应对模板、支撑、钢筋、预埋件等认真细致检查，合格并做好相关隐蔽验收后，才可浇筑混凝土。
桩承台混凝土浇注采用汽车泵车浇注，分层振捣，每一振点的振捣持续时，应使混凝土不再往上冒气泡，表面呈现浮浆和不再沉落为止。每层浇注厚度控制在40㎝以内，由中心向两边浇注，采用插入式振捣器振捣时，应快插慢拔，移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，与模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍；并应避免碰撞钢筋、模板、芯管、预埋件等，振捣器插入下层混凝土深度不小于50㎜；同时用钢筋头轻敲模板，检查里面混凝土是否密实，并派专职质检员现场监督检查，为尽量减少模板顶口段的气泡和浮浆需进行处理，每段预留的施工接口，在混凝土初凝前要按设计要求预留插筋。
当桩承台浇注完，进行上部支架柱钢筋安装和模板的安装，经监理验收合格才能进行上部第二段（-0.5m～+4.765m）混凝土的浇筑，在浇筑时，为防止浇筑中混凝土发生离析现象，应采用串筒、溜槽、溜筒或振动溜管使混凝土下落。在第三层（+4.76m～+6.765m）浇注前要检查所有预埋螺栓和预埋件是否按设计要求安装完毕，并要办理预埋件和预埋螺栓验收的中间工序交接，在浇注时要保证预埋件不位移，如发现模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞有变形、移位时，应及时采取措施进行处理。顶层混凝土浇注完毕后，在顶部混凝土初凝前，对其进行二次振捣，并压实抹平。
3.2 基础混凝土的养护
混凝土终凝后要及时进行养护，由于该基础在厂区内并紧靠在生产2#转炉旁，施工区温度较高，我们采用保湿养护，在基础上部覆盖麻袋布，并及时洒水养护，保证基础表面在湿润的状态。养护时间不少于14d。
3.3 基础外观质量、裂纹检查
浇注完成的混凝土，颜色均匀，无蜂窝，麻面等质量通病；同条件混凝土抗压试件强度合格，并回弹检测验证强度合格；监理人员确认混凝土有害裂纹，最后经综合评定，该单项工程被质监站评为为优良工程。
4.结语
实践表明，3#转炉基础混凝土配合比设计的技术线路正确，配合比设计合理，施工现场配合比控制成功。特别是在混凝土配合比中有效掺入25%的粉煤灰及30%的矿渣粉和一定比例的减水剂，大大降低了混凝土的水化热温升和减少了水泥的用量，对防止大体积混凝土开裂和降低混凝土的有效成本起到了至关重要作用，为今后大体积混凝土施工提高了参考。
参考文献：
[1]GB/50119-2003 混凝土外加剂应用技术规范[S]
[2]刘秉京，混凝土技术（第二版）[M]北京：人民交通出版社，2004。
[3]姚燕，新型高性能混凝土耐久性的研究与工程应用[C].北京：中国建材工业出版社，2004。
论文作者:邹扬勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/1
标签：混凝土论文; 转炉论文; 基础论文; 预埋件论文; 体积论文; 粉煤灰论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第9期论文;