火电厂汽轮机基础大体积混凝土施工

来源:用户上传      作者: 喻义军

　　摘要：本文重点简述大体积砼的施工和温度控制，做好施工前的温控准备措施，并重视砼浇筑中的过程控制，通过温度监测，针对实际温差及时采取措施，控制温差，减小温度应力，确保施工质量和结构安全。
　　关键词：大体积砼施工； 温度控制
　　
　　中图分类号：TU755.6+7
　　文献标识码：B
　　文章编号：1008-0422（2008）08-0196-03
　　
　　1工程简介
　　
　　贵州某火电厂一期工程装机容量为2×600MW。汽机房内共设二座汽轮机基座。该基座是电厂建设的大型动力设备基础，有电厂的“心脏”之称，主要分为底板及上部结构两大部分。基座底板长46.7m，宽13.7m，厚3m，底标高-7.5m，混凝土浇筑量为1919.37m3，为一大体积混凝土施工。混凝土采用泵送，要求一次连续浇筑，不留后浇带。
　　为了降低水化热，改善混凝土的和易性和泵送性，控制内外温差不大于25℃，采用水化热低的PS42.5级矿渣水泥，掺加粉煤灰及粉质复合型泵送剂，制成缓凝型补偿收缩砼。混凝土浇捣采用两台HBT80・13・90s型砼输送泵。
　　
　　2施工工艺流程及操作要点
　　
　　2.1施工工艺流程
　　施工准备――清理和湿润模板――钢筋绑扎――埋设降温水管――埋设测温装置――确定混凝土配合比――混凝土搅拌――混凝土运输――混凝土浇筑（分层）――混凝土振捣――砼的泌水处理――混凝土养护――测温。
　　2.2操作要点
　　2.2.1模板清理
　　浇筑前应将模板内的杂物清除干净，对混凝土基层应浇水润湿，但基层表面不应留有积水。
　　2.2.2钢筋绑扎
　　基础底板钢筋绑扎：基础底板钢筋绑扎前，按照钢筋位置，制定出各编号钢筋详细的绑扎顺序，并把钢筋间距在模板上划线标识，以保证钢筋间距均匀。
　　由于基础底板骨架高度3.0m左右，长度最长达到46.7m，因此钢筋骨架的顺直和垂直及整体稳定性非常重要，在绑扎下层钢筋前，先测出其两外边钢筋的准确位置，拉线绑扎，并将钢筋与箍筋及定位钢筋绑扎牢固。下层钢筋绑扎完后，用Φ48钢管搭设支撑架，间距2500mm，拉线绑扎内部钢筋网片，最后绑扎顶面钢筋。
　　保护层控制：根据设计要求采用C20混凝土，在垫层面冲筋控制。
　　由于基础底板钢筋长度达到46.7m长，采用直螺纹接长。接头按规范做检测试验，合格后方可施工下道工序。
　　2.2.3循环水管布置
　　循环水管采用DN25钢管，用钢筋固定在中部立筋上，其布置见（图1）。
　　循环水管进水口及出水口都高出混凝土面200mm，接头用丝口连接。在混凝土浇筑前，先对循环水管进行水压试验，确认接头处不漏水后，方可浇筑混凝土。
　　在混凝土浇筑24h后，接通循环水，对混凝土内部进行降温。使用自来水作为循环水，流量在40m3/h以上。流出的循环水用来养护混凝土。
　　在混凝土升温及降温过程中，通过控制循环水的流量，来控制混凝土的降温速度。在浇筑3d后，混凝土开始降温，此时混凝土内部降温速度要求控制在1.5℃/d，在混凝土浇筑7d后，混凝土内部降温速度控制在2-3℃/d之间。当混凝土内外温差降到10℃以内时，可停止使用循环水降温。
　　2.2.4混凝土配合比
　　应根据使用的材料，通过试配确定混凝土材料配合比。要求水泥用量宜控制在260－300Kg/m3。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33－0.37(泵送时宜为0.4－0.45)。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在100－140mm为宜，严格掌握，随时检查。为防止冷缝出现，砼掺缓凝剂，砼初凝时间控制在4h以上。
　　2.2.5混凝土搅拌
　　在施工现场设制混凝土搅拌站，采有电子配料。
　　加料顺序如下：石子→水泥→砂子。如需要加粉煤灰等掺和料和其他粉状外加剂时，应与水泥一并加入；如需掺液状外加剂时，应先将外加剂加水调制成一定浓度的溶液，再按定量与水同时倒入搅拌机。
　　为使混凝土搅拌均匀，自全部拌合料倒入搅拌筒中起，到混凝土拌合物开始卸料，一般不应少于1.5min。开盘后，应随时检查混凝土的坍落度、和易性和搅拌时间等。
　　2.2.6混凝土的运输
　　从搅拌机中卸出的混凝土，应及时运到浇筑地点进行浇筑，在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。如发生离析现象，必须在浇筑前进行人工拌合均匀后，方可入模。
　　2.2.7混凝土的浇灌
　　2.2.7.1砼浇捣应尽量避免高温天气施工，施工当日气温宜在30℃以下。
　　2.2.7.2混凝土必须连续浇筑。底板砼分别采用2台输送泵平行后退浇筑。各分两个捣固组分别从1轴-4轴（汽机轴线）方向推进。由于砼具有流动性，当插入振动器后，砼可斜向流淌5-6m，可采用"斜面分层法、薄层浇筑、循序推进、一次到顶"的程序浇捣。每层浇筑厚度在500mm以内，且应确保砼均匀上升，避免过大高差。
　　上、下层混凝土的时间间隔不得超过砼初凝之前，不出现冷缝。这种自然流淌形成斜坡的浇筑方法，能较好地适应泵送工艺，从而提高泵送效率，减少砼的沁水。
　　2.2.8混凝土振捣
　　振捣工艺采用二次振捣法。根据砼泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、后布置两道振动器。第一道布置在砼卸料点，主要解决上部结构砼的捣实；第二道布置在砼坡脚处，确保下部砼的密实；随着砼浇筑工作的向前推进，振动器相应跟上，从而确保整个砼的质量。振捣时应严格振捣时间和插入深度，振捣区上下层搭接范围50～100mm，振动器插点要均匀。浇筑混凝土每振捣完一段应随即用铁锹摊平拍实。
　　已浇筑好的砼，在振动界限以前给予二次振捣，能排除砼因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的空隙，提高砼与钢筋的握裹力，防止因砼沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土的密实性和抗拉强度，减少收缩，从而提高其抗裂性。进行二次振捣时，要做到“快插慢拔”，先将运转着的振动棒以其自身的重力逐渐插入砼中进行振捣，然后小心拔出振动棒。每一插点要掌握好时间，过短不易捣实，过长可能引起混凝土产生离析现象，一般每点振捣时间为20~30s。此时砼仍可恢复塑性并能自行闭合，而不会在砼中留下孔穴。
　　2.2.9砼的泌水处理
　　混凝土入模分层浇筑振捣后，由于水泥的析水和骨料的沉降，其表面聚集一层游离水（浮浆层）。这层泌水对混凝土的危害极大，会使混凝土表面产生大量浮浆，损害各层之间的粘结力，造成混凝土强度不匀，并极易出现沉降缝和塑性裂缝。故装模时在底板端头一侧后部设排水口，使大体积砼在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土斜坡下流至坑底，最后用小型泵排出坑外。

　　大体积混凝土浇筑完毕后，应在混凝土初凝之后终凝之前进行表面抹压，排除上表面的泌水，用木抹子反复抹压密实，以闭合收水裂缝。
　　2.2.10混凝土养护
　　混凝土振捣完毕应随即覆盖，采用塑料薄膜密封养护，防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料（如麻袋，保温材料应保持干燥）能有效地控制混凝土内部和表面的温度及及混凝土表面和大气的温差，从而防止混凝土因温差应力而产生的裂缝。保温材料的拆除时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气的温差均小于25℃为准。一般混凝土浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除以10d以上为妥，降温速度不易过快，以防温差应力产生裂缝。
　　2.2.11测温工作
　　为了掌握底板混凝土的内外温差，防止混凝土温度变形引起开裂，采用JDC-2型便携式电子测温仪，每个测温区埋设一根电子测温线，测温线探头固定于需测温位置的方法进行温度监测，预埋的测温线在浇筑混凝土前绑扎固定于竖向钢筋一侧，但测温线探头应与钢筋隔离。测温点设置：平面设置四个测区，平面测点间距@15000，每个测区竖向布置五个测点@700，共布置20个测点。采用热电偶温度计时，混凝土浇筑完毕12h后开始测温。测温点布置（见图3）。
　　测温要求：第1～5d每2h测温一次；
　　第6～10d 每4h测温一次；
　　第11～15d 每6h测温一次。
　　根据测温记录绘制有代表性点位的温升曲线。测温人员在施测过程中，若发现任何一点的内部温度与表面温度之差超过25℃均应及时报告给主管领导，以便采取相应措施，确保混凝土温度变化符合规定。测温结束后，应及时将原始记录存档。
　　
　　3结语
　　
　　两座汽轮机基座已施工完毕，最大温差19℃，基座表面无任何裂纹，大体积砼施工，应注意以下几点：
　　3.1在满足耐久性的条件下，选用低热矿渣水泥。
　　3.2为了降低水化热，掺加部分粉煤灰以减少泵送混凝土水泥用量。
　　3.3为了满足和易性，减缓水泥发热量和防止裂缝产生要求，在混凝土中掺入减水剂和膨胀剂。
　　3.4为了控制内外温差，炎热天气，砂石进入搅拌机前用冷水冲洗（冲洗后含水量要进行测试，以调整混凝土中水灰比），降低混凝土出罐入模温度。
　　3.5在出入料口设置遮阳措施并在输送管上铺放麻袋并洒水降温，防止管道曝晒引起管内混凝土阻塞管道和减少塌落度损失和混凝土入模温度。
　　3.6浇捣好的混凝土表面覆盖两层草包，覆盖时间以混凝土终凝为宜，随即进行浇水养护，养护不少于14天，力求减少混凝土基础内温梯度，降低混凝土中的与表面温差和降温速度，防止裂缝产生。
　　3.7采用双掺技术，混凝土采用掺外加剂和掺合料的“双掺”技术制成补偿收缩混凝土，并采取“内降外保”等措施，控制内外温度，确保大体积混凝土施工质量。
　　3.8掺加E型膨胀剂，混凝土成为补偿收缩混凝土，使混凝土产生适量膨胀，在邻位限制下产生一定的预压应力，在一定程度上抵消混凝土收缩时产生的拉应力；掺加缓凝型减水剂，延长混凝土初凝时间，错开水化热的高峰值，防止裂缝的产生。
　　3.9大体积钢筋砼施工，不能采用含有对钢筋有腐蚀作用的碱性膨胀剂。
　　
　　参考文献：
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　　[4] 建筑工程施工质量验收统一标准.GB50300
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　　[5] 混凝土结构工程施工质量验收规范.GB50204
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　　[6] 混凝土外加剂应用技术规程.GB50119-2003.
　　[7] 混凝土质量控制标准.GB50164-92.
　　[8] 混凝土强度检验评定标准.GB50107-87.
　　
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