泵送大体积混凝土在电厂基础中的应用

摘 要:该文介绍洛阳豫能阳光电厂联产项目（2 × 135MW）卸煤沟底板及侧壁板泵送商品混凝土，在夏季高温施工条件下，通过严格控制混凝土温度、降低内外温差、预防收缩缝、运程23km 的情况下减少坍落度损失、延缓凝结时间，确保顺利泵送和浇筑质量所采取的一系列技术措施及其取得的效果。
关键词：大体积混凝土 泵送商品混凝土

    在建筑工程中，当基础的厚度超过1m 时，均应视为大体积混凝土施工。施工中，水泥的水化是放热反应，大体积混凝土又具有一定的保温性能，因此混凝土内部升温幅度较表面要大的多。而在温度达到峰值后的降温过程中，内部又比表面慢的多。工程实践中，一般混凝土内外温差不超过25oC。最近施工的洛阳豫能阳光电厂联产项目卸煤沟底板及侧壁板厚达1.1m，又正值夏季、远距离运输。如何做好这样的施工呢？的确是一个十分需要注意的技术问题。

1.    工程概况和特点

    工程概况:洛阳豫能阳光电厂联产项目是2005 年11 月竣工的电厂工程，地处洛阳市高新技术开发区，是新区重要的城市基础设施配套工程,一期建设规模为两台13.5万千瓦供热发电机组，配两台每小时440 吨锅炉，概算总投资12.6 亿元，年供热量达400 万吉焦，年发电量15 亿度。其中卸煤沟工程为钢筋混凝土结构，卸煤沟挖深11.1m，混凝土底板厚1.1m，混凝土设计强度等级C30，抗渗等级为P6，混凝土总量为5200m3（其中底板1 3 2 0 m 3，墙壁板混凝土为2 3 0 0 m 3，其它部分1 6 0 0m 3 ），全部采用泵送商品混凝土，为便于施工及工期要求，我公司采用两台汽车泵进行浇筑，混凝土坍落度为（14 ± 2）cm，底板要求一次连续浇筑，不留施工缝。

    工程特点：①混凝土运输距离远，从洛阳市河阳搅拌站到洛南电厂施工现场达23km，且需经过一条铁路线，道路堵塞严重，在通行相对正常的情况下，混凝土运达现场约需（0 .75～1.0）h ；②基础混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在7 月上旬，正值盛暑炎热，洛阳山区的气候为白天较热，夜晚较凉，温差大，日最高温度达41 ℃；③结构体积大，基础长102m，宽11.8m，底板厚1.1m，钢筋密集，施工技术要求高。根据这些特点，除必须满足混凝土强度、耐久性和抗渗性等要求外，其关键是确保混凝土的可泵性，控制混凝土的最高温升及其内外温差，防止结构出现有害裂缝。

2.大体积混凝土易产生裂缝的原因

2.1收缩变形作用
    温度、收缩、不均匀沉降等变形作用都可能会引起大体积混凝土开裂。混凝土在硬化早期，因其体积厚大、导热不良、内部大量水化热不易散去,内外有较大的温差，引起温度应力，一旦超过其抗拉强度，裂缝自然产生。

2.2约束作用
    不受约束作用的混凝土,不易产生应力导致其开裂。当混凝土在收缩变形时，若受到地基或其边界原有结构的制约，就会产生拉应力，严重时引起开裂。另外混凝土内部各质点相互制约，也易引起开裂。如其内外有较大温差。内部温度高体积膨胀，外部温度低体积收缩，其结果是内部混凝土受压外部受拉。

2.3 混凝土抗拉强度低
    混凝土的抗拉强度一般为其抗压强度的10%左右，极限拉伸也小, 大体积混凝土的变形作用受到约束时的拉应变（或拉应力）。极有可能超过混凝土的极限拉应变（或抗拉强度）而开裂。

3.施工技术措施

3.1限制水泥用量降低混凝土内部水化热
(1)选择水泥，采用低水化热水泥品种。选用孟州水泥厂水化热较低的425 ＃矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3d 的水化热约可低30%。

(2)掺加磨细粉煤灰,充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性，可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg，其水化热引起混凝土的温度相应升降1～1.2℃，因此可使混凝土内部温度降低5～6℃。

(3)选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝，又使坍落度损失小的要求，经比较，最后选用了上海产效果明显优于木钙的E.A— 2 型缓凝减水剂，可减少拌和用水10% 左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。

(4)掺入适量的微膨胀剂。实践证明，可使混凝土得到补偿收缩，减少了混凝土的温度应力。

(5)综合上述因素，考虑高温和远距离运送造成的坍落度损失较大，控制出机坍落度（1 8 ± 2 ）c m ，水泥用量控制在370kg/m3 以下,可降低混凝土温度16℃～18℃。

3.2 用原材料降温控制混凝土出机温度
    根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理，可求得混凝土的出机温度T ，说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比，为此对原材料采取降温措施：
①将堆场石子连续浇水，使其温度自浇水前的56℃降至浇水后的2 9 ℃，且可预先吸足水分，减少混凝土坍落度损失；且设置了避阳措施。
②黄砂在宜阳起水时，利用河水淋水冷却，使之降温。
③虽混凝土中水的用量较少,但它的比热最大,故在搅拌混凝土用的2个贮水池内全部采用地下水,从而使入模温度大为降低。

3.3 保持连续均衡供应及施工方案
(1)为了紧密配合施工进度,确保混凝土的连续均匀供应，经过周密的计算和准备，在与洛阳河阳搅拌站签订合同中要求，配备10 辆8m3 搅拌车和2 辆汽车泵，并在车上设置遮阳措施，在两天两夜里须始终保持了稳定的供应量，做到泵车不等搅拌车，搅拌车不等泵车，不得发生由于相互等待而造成堵泵现象。

(2)混凝土采取斜面分层浇筑，错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热，但上下层之间严格控制，不得超过混凝土初凝时间，不得出现施工“冷缝”。由于泵送混凝土的浆体较多，在浇筑后即用直尺刮平。约间隔1～2h，用木抹子打压两次，以免出现表面收水裂缝。

3.4 加强混凝土保湿保温养护
    混凝土抹压后，当人踩在上面无明显脚印时，随即用塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。并在薄膜上盖湿麻袋片保湿保温养护,以减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土内外温差。经实测混凝土3 天内表面温度在40～47℃之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。

3.5 通过监控及时掌握混凝土温度动态变化
(1)温度监控的最终目的是为了掌握混凝土内部的实际最高温升值和混凝土中心至表面的温度梯度，保证规范要求的内部与表面的温差小于25℃及降温速率。

(2)温度是直接关系整个混凝土基础质量的关键。为了客观反映混凝土温度状况，进行原材料温度、出机温度、入模温度、自然温度、覆盖养护温度、混凝土内部温度等6 个项目的测试，便于及时调整温控措施。

(3)基础的混凝土温度按不同平面部位和深度共布置了16个测点，由专人负责连续测温一周，每间隔4 h 测一次。

4.效果及结论

(1)混凝土强度按《混凝土强度检验与评定标准(GBJ 107-8 7 ) 》进行了测试，结果合格。

(2)由于掺入了缓凝减水剂、磨细粉煤灰及微膨胀剂，延缓了凝结时间,减少了坍落度损失,改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送,也未发生堵泵。

(3)混凝土出机温度和入模温度共实测12次，原材料温度测试9 次，混凝土内外温度连续测一周，混凝土中心最高温度出现在浇注后的3～4d之间，与文献介绍的一致。内外温差仅为15℃，且低于规范规定不得大于25℃的要求。

(4)经各有关单位的严格检查，未发现有害裂缝(仅表面有个别收水裂缝)。混凝土密实平整光洁，无蜂窝麻面。既满足了业主的要求，又总结了泵送大体积混凝土施工的宝贵经验。

参考文献
[1]《建筑施工手册2》中国建筑工业出版社,2003.5 第四版
[2]《大体积混凝土施工》叶琳昌等编 中国建筑工业出版社,1986
[3]《混凝土的收缩》黄国兴等编 中国铁道出版社,1990