大体积混凝土基础裂缝的控制措施.pdf

总第 1 9 6期 2 0 1 2年 第4期 河 北冶金 HEB EI M _ E TAL L UR GY To r a l NO 1 9 6 2 0 1 2， Nu mb e r4 大体积混凝土基础裂缝的控 制措施 李姝国 ( 河北钢铁集团 宣钢公司 动力厂， 河北 宣化 0 7 5 1 0 0 ) 摘要： 大体积混凝土往往是重要的建、 构筑物的基础， 它的质量好坏直接决定了上部结构的安全与否。 宣钢在大体积混凝土基础施工中通过采用埋设波纹导热管导出混凝土内部热量， 优化配合比， 降低水化 热， 严格控制入模温度、 分层推进、 薄层浇筑， 利用应力松驰特性降低内拉应力等一系列措施， 使整个养 护期间混凝土都处于受控状态， 达到了控制降温速率和内外温差的目的， 避免了混凝土开裂。 关键词： 大体积混凝土； 基础裂缝； 水化热； 温度控制 中图分类号： T U 7 5 5 7 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 6 5 0 0 8 ( 2 0 1 2 ) o 4一 o 0 6 4 0 2 CONTROI ， 正 AS I 7 RES F OR CRACKS 0lN l AS S CONCRE T BAS E Li Sh u g u o ( P o w e r P l a n t ， X u a n h u a I r o n and S t e e l C o mp a n y ， He b e i Ir o n and S t e e l G r o u p ， X u a n h u a ， H e b e i ， 0 7 5 1 0 0 ) Ab s t r a c t ： M a s s c o n c r e i s a l wa y s t h e b a s e f o r an i mp o rtant b u i l d i n g o r f r a me ，an d i t s q u i t y d i r e c t l y d e c i d e s t h e s a f e t y o f u p p e r c o n s t r u c t i o n I n the c o n s t r u c ti o n o f ma s s c o n c r e t e b a s e i n Xu an S t e e l the f o l l o wi n g me a s u r e s a r e a d o p t e d：b u r y i n g c o r r u g a t e d h e a t c o n d u c ti n g p i p e i n c o n c r e t e t o t r an s f e r the he at i n t h e c o n c r e t e ， o p t i mi z i n g p r o p o r t i o n i n g r a t i o，l o we ri n g h y d r a t i n g h e at ，s t r i c t l y c o n t r o l l i n g c a s ti n g t e mpe r a t u r e ，s tr a ti fi c a ti o n p r o mo ti n g，t h i n c o u r s e d p o u ri n g，an d l o we ri n g i n n e r t e n s i l e s tr e s s wi th s t r e s s r e l a x a t i o n p r o p e r t y；an d S O the c o n c r e t e i s a l wa y s i n c o n tr o l l e d s t a tus d u r i n g the wh o l e c u ri n g p e ri o d，c r a c k s a r e a v o i d e d Ke y W o r d s ： ma s s c o n c r e t e ；b a s e c r a c k；h y dra t i n g he a t ；t e mp e r a t u r e c o n tr o l 1 前 言 宣钢 1 3 0 t h 全燃气锅炉基础为钢筋混凝土基 础， 包括锅炉本体基础、 紧身支架基础和烟道基础， 设计要求整体浇筑。基础坐落于第四系统全新冲洪 积层上， 场地土类型为中软土， 场地类别为 类场 地 ， 经地震液化判别本工程场地地层液化 。液化平 均指数 1 2 6 0 ， 中等液化 ， 为抗震不利地段 ， 场地 的 标准冻结深度为 1 4 m。根据 以上地质条件 ， 基础 设计底面积为 2 7 7 3 9 I l l ， 厚度为 4 m， 需一次性连 续浇筑 ， 不留施工缝。混凝土强度等级 C 加， 属大体 积混凝土 ， 施工中不能 出现裂缝。 2 施工难 点 浇筑 1 3 0 t h 全燃气锅炉大体积混凝土基础， 要 避免出现温度裂缝 ， 有 以下难点。 ( 1 ) 混凝土强度等级高， 所需水泥强度等级亦 收稿 日期 ： 2 0 1 2一 O 1一 O 2 作者简介： 李姝国( 1 9 7 3一 ) 男， 工程师， 1 9 9 5 年毕业于沈阳建筑工程 学 院土木工程专业 ， 现在河北钢铁集 团宣钢 公司动力厂从事 工业建 筑施工管理 工作 ， 电话 ： 1 3 9 3 1 3 2 6 8 5 8 高 ， 用量大 ， 产生的水化热大。 ( 2 ) 底板超厚， 体积大， 混凝土内部水化热不易 散发， 混凝土内部温度高。 ( 3 ) 基础经地基处理， 阻力系数大， 外约束强， 易产生贯穿性裂缝。 3 混凝土温度控制措施 防止大体积混凝土产生贯穿性裂缝， 就要控制 混凝土内部的温度收缩应力， 使其小于混凝土抗拉 强度。为此， 首先要降低混凝土内部最高温度， 减小 总降温温差 ， 本工程控制温升的措施如下。 3 1 埋设波纹导热管。 导出混凝土内部热量 混凝土内部埋设 2层金 属波纹导热 管， 垂 直间 距为 1 rn ， 水平间距为 3 m。导热管浇筑于混凝土 内， 闭路循环， 外部接水箱和循环水泵。混凝土浇筑 完成后 2天开启循环水泵， 用循环水把混凝土内部 产生的热量导 出来。混凝土养护期过后 ， 且循环水 温度两天内均控制在 3 0左右即可拆除外部循环 水管道 ， 再用水泥砂浆封堵混凝土 内部波纹导热管。 3 2 优化 混凝土配合 比。 降低水化热 河北冶金 2 0 1 2年 第4期 经多次配合 比试验 ， 确定选用水化热较低 、 强度 等级为 4 2 5的普通水泥 ， 掺入 1 2 粉煤灰取代部 分水泥 ， 添加 N F减水剂和 C E A微膨胀剂 。 3 3 严格控制混凝土入模温度 要求混凝土人模温度不大于 2 5 ， 而浇筑时的 最高气温 已达到 2 9 ， 要满足此要 求有一定 的难 度。为此 ， 混凝土搅拌站采用地下水使搅拌水 温度 低于 1 5 ， 粗细骨料放置于 阴凉处 ； 混凝土运输过 程 中铺设湿麻袋降温 ， 通过降温措施 ， 保证 了混凝土 的人模温度在 2 5以下。 3 4 分层推进。 薄层浇筑 基础混凝土浇筑分 2层 向前推进 ， 先浇筑下层 ， 待推进到一定高度后 ， 并且在混凝土初凝前开始浇筑 上一层混凝土。在各层混凝土浇筑中， 采用 “ 一个坡 度 ， 落层浇筑 ， 一次到顶” 的方法 ， 保证 了底板的连续 浇筑， 避免出现施工冷缝 ， 尽可能地增大 了混凝土的 散热面 ， 有利于早期混凝土水化热的散发。通过采取 以上措施 ， 混凝土中心实际温度在浇筑 3 4天后达 到最大值( 5 8 o C 左右) ， 取得了预期的效果。 3 5 混凝土养护 基础上层采用覆盖 1层塑料薄膜和 2层麻草袋 洒水养护 ， 基础侧 面为 4层麻草袋覆盖。养护 时间 1 5 天 ， 昼夜安排人员养护、 监测。实测温差和降温 速率与预计基本相符。 养护期间采取不同的养护方式， 以保证混凝土 质量并缩短工期 。 ( 1 ) 混凝 土终凝前进行人工反复抹 压， 以消除 表面干缩及沉缩裂缝 。 ( 2 ) 终凝至温度峰值出现采用保温散热的方 法 ， 即洒水后覆盖一层塑料薄膜 。 ( 3 ) 降温开始第 1 天覆盖减半， 严格按计算选 定的养护材料及覆盖厚度养护。 1 0天时 ， 通过测压现场 同条件养护 的试块 ， 证 明强 度已达设计强度等级标准值 的 8 0 以上， 以后逐渐 减少了养护材料厚度和洒水频率。 3 6 混凝土测温 通过采用 对循环水 回水温 度的测量来指 导养 护， 确定是否改变养护材料厚度和养护方式， 使整个 养护期间混凝土处于受控状态。混凝土核心实际最 高温度基本符合以下关系式 ： 混凝土核心最高温度 = 人模温度 +( 3 1 3 4 ) 与理论计算最高温度 ：入模温度 +3 1 9 9 7基 本致。 4 混凝土内拉应力控制措施 混凝土不是一种简单的脆性材料 ， 而是具有相 当的流变特征即徐变和应力松弛特性 。若能尽量降 低荷载速度， 混凝土的极限拉伸应力可提高 1 3 倍， 故可利用混凝土的应力松弛特性来降低由降温 引起的最大拉应力。 混凝土的松弛系数与发生约束变形时混凝土的 龄期有关， 尽可能缓慢地降温， 使降温曲线变缓， 降 温时间变长 ， 最 终叠加起来 的松 弛应力就会变小 。 由此分析 ， 基础混凝土浇筑 的温控 目的除控制 内外 温差外， 主要是尽可能减缓基础混凝土的降温速率。 为此 ， 采取 了以下措施 ： ( 1 ) 循环水箱内不得补充温度过低的新水， 只 让循环水在水箱内自然降温。 ( 2 ) 增加覆盖厚度 ， 延长覆盖保温 、 保湿养护 的 时间。 5 结语 基础养护期间 ， 由市级建筑试验室用 T D S一 3 0 3 温度监测系统对基础 内部温度进行监测 ， 实测混凝 土中心的降温曲线平缓， 达到了控制降温速率和内 外温差的 目的 ， 避免了混凝土开裂。 ( 4 ) 大体积混凝 土 由于处在高温环境下 ， 到第 ， ， l l l ， ， ， l ， l ， ， l ， ， ， ， l ， ll ， l l ， ， ， l ， l ， ， l， l ， ， l ，l ， l ， ， ， l ， ( 上接第7 3页) 对于控制泡沫来说 ， 计算机的使用可降低成本 ， 更好地控制 电机 的转速， 降低能耗 。将 消泡剂和机 械装置联合使用以及 自动化控制的引进， 将会使泡 沫控制条件更加精确 ， 同时可提高泡沫消除率 。 参考文献 1 李探微， 彭永臻， 陈志根， 等 活性污泥法的生物泡沫形成和控制 J 中国给水排水， 2 0 0 1 ， 1 7 ( 4 ) ： 7 3 7 6 2 张亨 消泡研究进展 J 精细石油化工进展， 2 0 0 6 ， 1 ( 7 ) ： 4 4 4 8 f 3 赵 国玺 表 面活性 剂作 用原 理 M1 北 京 ： 中国轻工 、 l 出版社 ， 2 0 0 3： 5 3 55 6 0 4 赵玉索 工业生产过程中的泡沫及消泡技术 J 浙江工业大学 学报 ， 1 9 9 9 ， 2 7( 3 ) ： 2 6 0 2 6 3 5 徐燕莉 表 面活性剂 的功 能 M 北 京 ： 化学 工业 出版社 ， 2 0 0 0： 1 3 81 6 3 6 王明梅 ， 常志东 ， 习海玲 ， 等 水基泡沫 的稳定 性评 价技术及影 响 因素研究 J 化工进 展 ， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 7 ) ： 7 2 3 7 2 8 7 方书起， 李肖斌， 雪金勇 机械搅拌式发酵罐中的消泡技术研究 与探讨 J 化学工程 ， 2 0 0 9 ， 3 7 ( 5 ) ： 3 4 3 7 8 杨云龙， 赵志强， 鹿敬鸿 污水处理厂泡沫问题浅析 J 山西建 筑 ， 2 0 0 9， 3 ( 1 0 ) ： 1 7 21 7 3 65