焦炉底板大体积混凝土温度裂缝的控制

(1.包头钢铁(集团)有限责任公司凯捷建设公司；

2.包头钢铁(集团)有限责任公司焦化厂，内蒙古   包头   014000)

摘要：文章通过对大体积混凝土工程中原材料选用，配合比设计及施工艺控制的方法，防止因温度差引起大体积混凝土有裂缝的产生，并为保证焦炉底板大体积混凝土的施工质量，制定了一系列控制温度变化的措施，取得了良好的效果。

关键词：底板；大体积混凝土；温度裂缝；施工控制

中图分类号：TF063+.2      文献标识码：B      文章编号：1007—6921(2009)23—0083—01

温度差是引起大体积混凝土产生裂缝的主要因素之一，在大体积混凝土施工中由于水泥水化热引起混凝土内部温度和应力的变化，产生的约束应力超过混凝土抗拉强度时，将导致微裂缝产生，微裂缝扩展到一定程度将成为有害裂缝，就会影响结构安全和正常使用。因此控制有害裂缝的产生是大体积混凝土施工中的重中之重，所以在施工过程中必须从原材料选择、配合比设计、混凝土搅拌、运输、浇筑工艺以及养护、测温全过程中都应采取严格的控制和管理。
1 工程概况

包钢焦化厂10#焦炉工程，混凝土基础结构由底板、顶板、柱及两端抵抗墙所组成。其中底板长63.7m，宽27.98m，沿长度方向距两端8.5m抵抗墙下部底板厚度为1.5m，其余部位底板厚度均为1.0m，底板底筋为双向Φ25200，面筋为双向Φ22200，底板混凝土强度等级为C25，抗渗等级为P6，底板混凝土要求连续浇筑，不设施工缝和后浇带，混凝土量大约为2600m³。
2 原材料选择与控制

水泥选用“祁连山牌”PS32.5矿渣水泥，体积安定性合格。砂子选用昆河中砂，细度模数控制在2.6左右，含泥量小于2%。石子选用乌兰计碎石，颗粒级配为5～31.5mm，含泥量小于1%。粉煤灰选用达旗电厂生产的一级粉煤灰，膨胀剂选用“钢鹿牌”GL-D。缓凝型高效减水剂选用“钢鹿牌”GL-B3-1。
3 配合比设计

在配合比设计过程中遵循下列原则：

①根据JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》和JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》、GBJ/T146-1990《粉煤灰混凝土应用技术规范》进行配合比设计；②为降低水化热峰值，充分利用粉煤灰对降低混凝土水化热和增加混凝土后期强度的贡献，经设计同意将混凝土龄期由28d改为60d；③控制水泥用量并使用低水化热的水泥品种；④全面考虑骨料对混凝土收缩的限制作用及对混凝土的工作性和可泵性性影响。

根据以上原则并有针对性的选择原材料后，经过试验室的多次试配及调整，最终确定施工配合比为：水泥∶中砂∶碎石∶粉煤灰∶膨胀剂∶减水剂∶水=330∶760∶1080∶40∶20∶4.26∶180
4 混凝土搅拌及运输

混凝土采取搅拌站集中统一搅拌，混凝土罐车运送，混凝土汽泵一次泵送到位的方法，搅拌站距施工现场仅2km，极大的缩短了混凝土在路途中的运送时间，避免了混凝土在运送过程中的温度升高，根据施工现场作业面，两辆杆长为42m汽车泵分别位于基坑两侧，沿底板长边方向，从一端开始，向另一端进行浇筑。整个浇筑时间从下午13点开始至次日晚19点结束，历时30h。
5 混凝土浇筑工艺

混凝土采用斜面分层，薄层浇筑，循序渐进，一次到顶连续施工的方法，根据混凝土泵送自然形成的流淌坡度沿坡度布置两道振动棒，第一道在混凝土的出料处，负责出管混凝土振捣密实，第二道布置在斜面中下部，确保中下部混凝土密实，随着浇筑的推进，振动棒也相应跟上。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，还应随时将面上的浮浆刮走，尽早将其赶至坡脚下，以减少表面浆体厚度，较大的缓和了混凝土塑性收缩裂缝的发生。在振捣上层混凝土时，振动棒应插入下层混凝土至少50mm，以便上下混凝土充分咬合形成整体。最后待混凝土初凝前用刮杠按设计标高找平后，用木抹子抹压，初凝后终凝前再用木抹子抹压数遍，使混凝土表面更加密实，闭合收水裂缝。
6 保温养护

本工程根据热工计算，混凝土内部最高温度可达65℃，要想把混凝土内外温差控制在25℃以内，同时还要保持湿度和防风干，使混凝土在良好的环境中提高强度，需覆盖一层塑料薄膜，上面加盖一层草袋，保温养护时间不得少于14d，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土应力的松驰效应。
7 测温点控制

测温点布置根据底板平面形状，尺寸和厚度，考虑具有代表性，能全面反映整个底板各部位温度，在底板边缘和中心部位，适当布点进行测温。采用简易测温法，在混凝土中埋设Φ48mm脚手架管，底口用铁板焊死，上口高出混凝土面100mm，孔深按混凝土表面、中部、底部分为500mm、900mm及1400mm三种。内放300mm高度水，用木塞封住上口，测温用普通温度计，第1～5天每2h测1次，第6～10天每4h测1次，第11～15天每8h测1次，直至混凝土内外温度同大气温度一致后方可停止测温。测温管内始终保持大于等于300mm深度水，每次测温数据由大气温度、塑料薄膜下温度，草袋下的温度，混凝土表面，中心和底部温度组成，全面掌握各部位温度变化值，如发现数据突变，及时调整养护保温措施。从连续15天的测温记录表明，混凝土中心最高温度为62℃，与计算温度65℃相比，只差3℃，在预测范围内，混凝土上、中、下部最高温度均在浇筑后第3~4天出现，混凝土内部温度与覆盖层下温度最大差值为22℃，混凝土内部相邻温差值最大14℃，养护工作结束后，对整个焦炉底板进行了检查，未发现有裂缝。
8 施工体会

①大体积混凝土配合比设计采用三掺技术，效果良好，降低水泥用量，合理掺粉煤灰，延长混凝土龄期，选用缓凝减水剂等方法是降低水化热的有效途径，而使用膨胀剂可在钢筋及四边限制条件下有效补偿混凝土收缩，提高混凝土抗裂性；②严格控制原材料质量是避免大体积混凝土裂缝的关键；③大体积混凝土表面适宜的保温与适当的潮湿的养护可有效减少混凝土内外温差，但同时还必须考虑温度应力，控制好混凝土内外温差，及时调整保温养护措施，可有效控制有害裂缝的出现；④在控制好原材料选用，混凝土施工配合比及改善约束条件的前提下，只要施工组织合理，技术管理严密，施工工艺确实可行，措施得当，大体积混凝土的质量是可以保证的。
［参考文献］
［1］王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社,1997.
［2］朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制［M］.北京：中国水力水电出版社,1998.