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重型混凝土应用
胡兵 安徽电力建设第一工程公司
【摘要】在火电厂大型设备基础施工中，根据设计院设计，采用重型混凝土≥30KN/m3,充分利用当地矿物资源，科学制定配合比，成功浇灌了近两千方重型混凝土。
In the construction of powerplant .The foundation.concret be desinged about≥30KN/m3.Minerals be used in the normal concret.
【关键词】 火电厂 设备基础 重型混凝土 矿物质
1、 工程概况
安徽沿江某发电有限公司一期工程，1#机组磨煤机布置在煤仓间②～⑧轴B～C排之间，距离C轴线3500mm，有6台磨煤机，磨煤机基础埋深的相对标高-4.000m，基础地基为PHC管桩桩基。磨煤机基础部分座落在主厂房B、C排基础承台上，基础表面尺寸为7000mm×12740mm。由于磨煤机设备换型，导致原设计普通C25混凝土基础无法满足要求，设计院重新设计，受场地限制，无法扩大基础，故将基础设计为重型混凝土。
2、 配合比设计
由于施工区铁矿物产充足，充分利用当地资源设计了配合比，如下表所示：
水

（kg/m3）
水 泥

（kg/m3）
黄 砂

（kg/m3）
铁 矿 砂

（kg/m3）
铁 矿 石

（kg/m3）
S95矿粉

（kg/m3）
SP406-A特高效减水剂 （kg/m3）
205
438
397
572
1338
68
13.7
经过计算，此配合比既满足混凝土强度等级又满足混凝土重型混凝土（≥30KN/m3）的要求。
3、 施工控制
采用一台固定泵布置在厂区道路上，混凝土搅拌车水平运输至固定泵的浇筑方案，另一台固定泵作为备用应急泵。其浇筑顺序：水平方向由南向北浇筑。采用商品混凝土供应，在混凝土浇筑之前陪同监理人员及业主对混凝土的原材料进行检查，搅拌站材料准备充分，铁矿石及铁矿砂颗粒均匀。由于铁矿石、铁矿砂比重较大，在运输的过程中铁矿石、铁矿砂将沉至搅拌车底部，在混凝土运输过程中要求每部搅拌车配备一定量的减水剂，搅拌车将混凝土运输至浇筑地点时，不要急于将混凝土输送至固定泵内，而是将混凝土在搅拌车内搅拌均匀方可进行浇筑；由于部分车辆在运输过程中失水较多，在浇筑地点边搅拌边适当增加一些减水剂，使混凝土搅拌均匀。由于混凝土比重相对于普通混凝土较大，给混凝土浇筑带来了较大的困难，在混凝土浇筑之前进行了技术交底，要求搅拌站务必及时、持续均匀的供应混凝土，否则将会发生堵塞泵管现象。
混凝土侧压力等有关计算如下：
磨煤机基础尺寸为10.49m×7m,高度为4.0m。计算公式依据《简明施工计算手册》中模板结构设计中公式；承台模板采用木制多层板，厚度15mm，内楞采用50×100mm方木和￠48×3.5普通钢管，间距500mm，楞箍采用￠48×3.5普通钢管，箍间距500mm。对拉螺栓采用￠14圆钢，间距600mm×500mm。
1.荷载设计值
（1）混凝土侧压力
1）混凝土侧压力标准值：按以下公式计算，并取其较小值：
F=0.22гCt0β1β2V1/2
F=гCH
式中： F——新浇混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）；
гC——混凝土的重力密度（KN/m3）取30KN/m3；
t0——新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t0=200/（T+15）计算（T为混凝土的温度30℃）；
V——混凝土的浇筑速度（m/h）根据搅拌站出料量综合考虑按出料量为60m3/h，混凝土自流坡度按1：6取值，计算出混凝土浇筑速度为1.5m/h；
H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）,H取1.8m；
β1——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2，β1取1.0；
β2——混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时,β2取1.15;因混凝土为泵送混凝土其塌落度为120～150mm，故β2取1.15;
混凝土侧压力的计算分布图形，见下图所示：

F1=0.22*30*200/45*1.2*1.15*2.01/2=57.25KN/m2
F2=30*4=120KN/m2
取两者中小值：即F2=57.25KN/m2
2）混凝土侧压力设计值：
F=F2*分项系数*折减系数
=57.25*1.2*0.85=58.40KN/m2
荷载分项系数的取值：查表17-79，取值为1.2；
荷载折减系数的取值：根据P1293页中，取值为0.85；
（2）倾倒混凝土时产生的水平荷载
查表17-78取值为2KN/m2
荷载设计值为2*1.4*0.85=2.4KN/m2
（3）荷载组合
F，=58.40+2.4=60.80KN/m2
2.验算
1）抗弯强度验算：
M=q1m2/2=1*14.73*2752/2=55.70*104N.mm
查施工手册“2施工常用结构计算”中受弯构件的抗弯承载能力公式为：
σ=M/W=55.70*104/5.94*103=93.77N/mm2〈f=215N/mm2 ，满足要求。
2）挠度验算：
w=q2m/24EIxj(-l3+6m2l+3m3)
=18.36*275(-5503+6*2752*550+3*2753)/24*2.06*105*26.97*104
=0.44〈［w］=1.5，满足要求
（2）内钢楞验算
查表得，Φ48*3.5mm的截面特征为：I=12.19cm4,Wx=5.08cm3
1） 化为线均布荷载：q1= F，*0.55=49.1*0.55=27.01N/mm(用于计算承载力)；
q2=F*0.55=46.7*0.55=25.69N/mm用于计算挠度)；
2）抗弯强度验算：由于内钢楞两端的伸臂长度（150mm）与基本跨度（550mm）之比，150/550=0.3〈0.4，则伸臂端头挠度比基本跨度挠度小，故可按近似连续梁计算。
M=0.10q1l2=0.1*27.01*5502=8.2*105N·mm
抗弯承载能力：
σ=M/W=8.2*105/(2*5.08*103) =80.71N/mm2〈215 N/mm2（满足要求）
3）挠度验算
w=0.677*q2l4/100EI=0.677*33.66*5504/100*2.06*105*2*12.19*104
=0.32mm〈［w］=3mm，满足要求
（3）对拉螺栓验算
查手册表，￠14螺栓净截面面积A=105mm2
1）对拉螺栓的拉力：
N= F，*内楞间距*外楞间距=60.80*0.5*0.5=15.20KN
2）对拉螺栓的应力：
σ=N/A=15.20*103/105=144.8N/MM2<170N/MM2，满足要求
故采用外钢楞间距500mm，内钢楞间距500mm，对拉螺栓采用￠14。
4、 结论
采用铁矿石、铁矿砂、磨细矿粉配制的混凝土，不仅提高了混凝土强度，且能达到重型混凝土（≥30KN/m3）要求，在周边条件限制的情况下，不必增大基础尺寸，有效地解决了一项设计施工难题。