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摘要：大体积混凝土施工是混凝土施工中的重点和难点，如何防止大体积混凝土施工中出现有害裂缝一直是施工的核心问题。某核电厂所在地气候炎热，干旱少雨，日照充足，昼夜温差明显，当地及周边基础工程建设较薄弱，这些不利条件增加了大体积混凝土施工的难度。本文通过某核电项目核岛筏基大体积混凝土施工实践，从施工技术角度总结了适用于该地区气候的大体积混凝土施工技术。
关键词：大体积混凝土 混凝土温控 防裂措施 保温保湿养护
1.工程概述
某核电项目厂址气候干热，平均年降雨量不超过532毫米，60-70%雨量集中在7-9月的季风季节。夏季气温最高达51℃，冬季温和，很少低于0℃。
该工程核岛筏基尺寸为88.3m×90.3m，东西向90.3m，南北向88.3m；结构大部分厚度为1.7m，最厚处3.90m，混凝土总方量17006m3（不包括安全壳基础）。设计选用C30混凝土，抗渗等级为S6。
2.大体积混凝土施工技术难点
通过实践总结本工程大体积混凝土施工难点如下：
1）混凝土施工阶段处于天气干燥炎热（最高气温达42℃）、昼夜温差大的时期，水泥的水化热在环境温度高时进行，加上水泥细度的增加和混凝土早期强度快速增长，散热速率较高，增大了温控难度；温度高还导致混凝土收缩加大；
2）基础整体性和抗渗性能、抗裂性要求较高，底板整体位于地下水位线以下约1m，局部地下室位于水位以下7m；防水要求高，面积大，节点处理复杂，防水施工持续时间长。
3）基础总面积达7973.49㎡，部分施工块混凝土布料困难，汽车泵使用存在较大限制；
4）当地电力基础建设薄弱、电力供应缺口较大，存在施工供电突然中断的情况。
3.混凝土温度和收缩控制技术
结合该项目现场情况，大体积混凝土温度和收缩裂缝控制主要从控制混凝土的水化热温升、减缓降温速率、减少混凝土早期收缩等多方面考虑。
3.1选用中低热水泥
水泥沿用当地出产的低水化热水泥，相当于国内中低水化热的P.042.5普通硅酸盐水泥。
3.2控制骨料的质量和细度模数
混凝土骨料优选结构致密、天然连续级配的优质骨料，均采用前期工程合作供应商的碎石和中砂。碎石粒径为连续级配5~31.5mm，含泥量控制在1%以下。中砂细度模数为2.8，在规范允许值之内，含泥量小于3%。控制杂质及含泥量能够有效提高混凝土的抗拉能力。
3.3掺入外加剂调整混凝土性能
在外加剂使用上，综合考虑一二期工程经验、气候特点和相关因素，三期工程调整了外加剂的性能。大体积混凝土施工仍采用广州富斯乐外加剂。外加剂的掺入改善了混凝土的终凝时间、泌水率、减水率等性能，减少泌水能够有效减少混凝土的早期收缩。
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3.4混凝土配合比充分利用后期强度
最终配合比在保证设计强度的前提下，严格按规范要求及配合比试配方案进行试验。加入减水率较大、增强效果明显、终凝时间长的外加剂和选用中低水化热的普通硅酸盐水泥，以及添加石粉，选用90d龄期进行强度评定，减少了单方混凝土的水泥用量，充分利用混凝土后期强度，达到了推迟和减少水化热的目的，使混凝土散热趋于平缓，有利于温控。
3.5 搅拌站搅拌机组升级
为保障大体积混凝土供应、有效降低混凝土入模温度，项目部对前期旧搅拌站机组进行了升级。增加1台混凝土搅拌机组，改造了旧制冰机并另购1台KTI制冰机以满足降低混凝土出机温度和入模温度的要求。混凝土运输采用8辆混凝土罐车，在浇筑最大单块基础时另租用3台混凝土罐车，以确保大体积混凝土的供应，减少混凝土暴露时间和浇筑时间。同时采取原材材料预冷和罐车遮阳保温等措施降低混凝土出机温度。
3.6 施工采用二次振捣工艺提高混凝土的密实度。严格控制振捣质量，避免漏振和过振。
3.7 采用混凝土二次抹面工艺压面，初凝后、终凝前进行收面拉毛处理，以防止表面裂纹的产生。
3.8合理分层分段浇筑
根据工程特点和当地气候，将核岛筏基分成3层8块进行浇筑。最大分块为B1+C1层，长46.1m，宽44.1m，浇筑大面深度为1.7m，最大深度为3.90m，一次性浇筑混凝土总方量为3905m3，浇筑面积2033㎡。
3.9 调整浇筑次序和浇筑方式，多点浇筑，避免水化热积聚。
3.10减少混凝土从出机到浇筑的等待时间，最大限度确保混凝土坍落度。
3.11 在变截面位置适当设置防裂钢筋，“抗放结合”，减少裂缝的产生。
4 混凝土保温养护技术
采用洒水养护并覆盖保温袋保温的方式进行温控。混凝土终凝后覆盖和浇水进行保湿养护以补充混凝土水分的损失，根据温控监测数据采取保温措施以控制混凝土内外温差，阻止或促使混凝土强度的正常发展，防止有害裂缝的产生。
混凝土养护期间，应定时浇水养护，浇水次数根据能保持混凝土处于湿润状态来确定。一般情况日气温在15°C以上，在最初3天内，白天每隔2h浇水一次，夜间至少浇水两次。3天以后，在24h内至少浇水4次。基础侧面采用晚拆模和带模养护的方法。
5 混凝土测温技术
1）测温点布置
混凝土测温监测点的布置范围以所选混凝土浇筑块体平面对称轴线的半条轴线为测温区（对长方体选取短半轴），在测温区内温度测点呈平面布置，温度监测的位置与数量可根据混凝土块体内温度场的分布情况及温控地区要求确定。沿混凝土浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量设置为3个。混凝土浇筑块体的外表面温度以混凝土外表面以内100mm处的温度为准；中心温度以块体中心位置的温度为准，底表面温度以混凝土底表面以上100mm处的温度为准。
2）测温设施
为确保测温数据准确，本工程采用测温误差不超过0.3℃的测温元件、JDC-2电子混凝土测温仪，经标定后方可使用。
3）测温频率
混凝土养护前3天直至中心温度峰值出现，应加强监测，峰值出现后开始降温过程，要重点监测，及时收集测温数据并记录。
4）测温控制
混凝土中心温度与表面温度的差值（不含混凝土收缩的当量温差）宜小于25℃。混凝土降温速率不大于2℃ /d。内外温差临界值控制为23℃，当温差记录显示有持续扩大趋势，应采取养护应急措施。降温速率临界值为1.5℃ /d，如加强监测后降温速率有明显增大趋势，应采取养护应急措施。
6结语
设计阶段的“抗放结合”以及施工阶段的精心组织施工，是大体积混凝土的质量保证。在施工阶段的“内外结合”也很重要，混凝土浇筑前优化混凝土配合比设计，合理的浇筑分块，通过各项措施降低入模温度和水化热，充分利用混凝土坍落度等；浇筑中采取合理的浇筑措施，减低水化热，重视浇筑质量；保温养护期的温控监测，实时调节保温措施等都是大体积混凝土施工要点，对于当地炎热气候，前期应多做分析验证工作，以免造成不可弥补的损失。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第四版）．中国建筑工业出版社，2005．
[2] 王铁梦．钢筋混凝土结构裂缝的控制．安徽建筑，2001．
[3] 王铁梦，王铁梦教授谈控制混凝土工程收缩裂缝的主要因素。混凝土，2003.
论文作者:王磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期
论文发表时间:2020/1/7
标签：混凝土论文; 测温论文; 水化论文; 体积论文; 温度论文; 温差论文; 裂缝论文; 《建筑学研究前沿》2019年20期论文;