达电330MW机组锅炉基础大体积混凝土施工技术

　　
　　　一、工程概况
　　内蒙古电建三公司承建的达电三期5#机组锅炉基础，是达电三期2×330MW机组扩建工程建设的重点工程之一。其中，J－1a、J－1b南北两侧锅炉筏式基础为锅炉基础群的重中之重，两个筏式基础埋深－5.90m，垫层采用C15混凝土厚100mm，单个筏式基础混凝土用量为1320m3，根据日本JASS5钢筋混凝土规范中，对大体积混凝土含义规定：构件断面最小尺寸大于50cm，由水化热产生的最高温度与室外温度之差值在25℃以上时称为大体积混凝土，所以从测温数据和混凝土断面尺寸来讲，锅炉基础J－1a、J－1b均为大体积混凝土施工。
　　由于施工时正值秋季，当地气温中午较高，早晚较低温差较大。考虑到浇筑大体积混凝土时产生温度裂缝破坏，在施工之前对锅炉基础混凝土浇筑施工方案进行了合理的设计和计算。在施工中混凝土浇筑方法和温控措施紧密结合，保证了混凝土的施工质量，未出现浇筑大体积混凝土时产生的温度裂缝。
　　二、分析锅炉基础裂缝产生的原因
　　温度裂缝是由于大体积混凝土截面尺寸较大，在硬化期间水泥水化过程中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用产生的温度应力和混凝土收缩应力而引起混凝土结构出现裂缝。为避免温度裂缝的产生，就必须从产生裂缝的原因入手，并有效地控制裂缝的产生和发展，达电三期筏式锅炉基础因属大体积混凝土施工，内部的水化热较高，并且热量不易散发，因而内部混凝土的温度会很快升高。同周围环境相比出现温差，当时室外最高温度为+20℃，而混凝土内部温度第三天中午的最高值达到+72℃。根据国标显示，内部梯度大于15℃容易产生裂缝，为了避免温度裂缝就必须从根本原因入手，有效的控制产生裂缝的原因。
　　三、材料选用
　　3.1、为了解决内外温差降低水化热，选用Ps32.5蒙西产低水化热矿渣硅酸盐水泥。
　　3.2、选择骨料级配良好含泥量较低的骨料，锅炉基础的骨料含泥量为碎石0.5%，砂为1%。
　　3.3、为了节约水泥改善混凝土的和易性，掺入相应的外加剂。（见表一）
　　3.4、降低水灰比，选择合理的配合比。（见表二）
　　材料选用

　　四、浇筑方法
　　由于锅炉筏式基础属大体积混凝土，对整体性要求较高并且需连续浇筑。因此在施工工艺上采取了两台T60拖式泵从一端开始分层、分段进行浇筑，（混凝土坍落度为平均为14.5），避免了冷缝的产生。为了减少混凝土的温度应力变化，控制裂缝的产生，故将锅炉基础中间部位设置后浇带（设计要求），后浇带尺寸为1000mm。在分层浇筑时，每层厚度为30cm左右，混凝土振捣从上到下，并逐渐上移，振捣过程中快插慢拔，捣点均匀，并连续排列，振捣时间为20S。
　　五、降低混凝土入模温度和降低混凝土温度
　　5.1、由于筏式锅炉基础施工正值秋季，中午气温较高，所以浇筑时合理安排开盘时间，尽可能少占用中午时间。
　　5.2、采用达电三期地下小拌和降低了混凝土入模温度。
　　5.3、在混凝土浇筑之后，做好混凝土保湿，并在混凝土内部设置降温水管，使混凝土缓慢降温，并做好混凝土养护工作。
　　六、混凝土测温措施
　　为了及时掌握混凝土内部温度变化，对筏式基础混凝土进行了测温控制。
　　6.1、测温方法：采用预埋测温导线，用电子测温仪进行测温。
　　6.2、测温点布置，见图（单个筏式基础）
　　6.3、温度监控从混凝土浇筑后12h开始测温，升温阶段每2h测一次，下图为24小时测温最高值。
　

混凝土测温措施　

　　七、混凝土内部升的理论计算和实测分析
　　根据大体积的混凝土检查公式Tmax=T0+Q/10=20+397/10=59℃
　　T0－混凝土浇筑时温度T0取高值20℃
　　Q每m3水泥用量397kg
　　7.1、混凝土的水化绝热长值：
　　T（t）=CQ/CP(1－e-mt)
　　式中T（t）－混凝土浇筑完t段时间的绝热温升值（℃）
　　C－每立方米混凝土水泥用量，配比为每立方米：水泥：397kg，砂：683，石子：1039kg，水：198kg（此配比为参考配合比已掺15%粉煤灰）
　　Q－每千克水泥水化热量：普硅Ps32.5水泥
　　3a:取3147a：取354
　　c－混凝土的热比利时取0.96(J/KG•K)
　　p－混凝土质量密度取2400kg/m3
　　e－常数取0.718m－一般取0.2－0.4
　　t－混凝土浇筑后至计算的天数
　　T（3）=（262×314/0.69×2400）×(1－2.718-0.30×3)=29.3(℃)
　　T（7）=（363×354/0.96×2400）×(1－2.718-0.3×7)=48.8(℃)
　　7.2、混凝土的拌合物的理论温度：
　　T0[0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(Wsa
　　Msa+WgMg)C2(WsaMsa+WgMg)]/[4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg0)]
　　式中：每立方米混凝土中材料用量：Mw(水)198kgMce(水泥)397kg;
　　Msa(砂)683kg;Mg(石)1039kg
　　水、水泥、砂、石的温度Tw:15℃、Tce:15℃、Tsa:20℃、Tg:20℃
　　砂、石含水率：WsaWg;Wsa取5%Wg取2%
　　水的比热容及溶解热；C1、C2；当骨料温度7℃时C1=4.2，C2=0
　　因此：T0-[0.9×(397×15+683×20+1039×20)+4.2×15×(198-0.05×
　　683-0.02×1039)+4.2×(0.05×683×20+0.02×1039×20)/[4.2×
　　198+0.9(397+683+1039)]=18.2℃
　　7.3、混凝土出机温度：
　　T1=T0-0.16(T0-T1)
　　式中T1：混凝土出机温度T0：搅拌删内温度取20℃
　　T=18.2－0.16(18.2－20)=18.5℃
　　7.4、混凝土的入模温度：
　　T2=T1－（att=0.032n）(T1－Ta)
　　式中:tt－混凝土自运输到浇筑时的时间（h），按0.2h计算
　　n－混凝土拌合物转运次数
　　Ta－混凝土运输时的环境温度（℃）
　　a－温度损失系数，当用混凝土搅拌车运输时：a=0.25
　　因此入模温度为：T2=18.5-(0.25×0.2+0.032×1)(18.5-20)=18.6℃
　　7.5、混凝土的最高温度值为入模温度与混凝土的水化比热绝热升值之和。
　　既3天时：T=T2+T(3)=18.6+29.3=47.9℃
　　7天时：T2+T(7)=18.6+48.8=67.4℃
　　施工成果
　　1、在大体积混凝土施工前一定要编制合理的施工方案，只要施工技术措施得当，施工方法合理，完全可以控制温度裂缝的产生。
　　2、采用低水化热水泥并掺入复合外加剂，加强养护并控制内外温差，延缓降温速度是防止大体积混凝土温度裂缝的有效措施。
　　3、最高升温出现混凝土浇筑后的三天，而随着时间的推移而逐渐降低。
　　4、大体积混凝土施工时，注意环境因素变化，做好养护保温工作。
　　5、在浇筑混凝土时，尽可能放慢浇筑速度。
　　6、测温点布置要合理，24小时测温，真实的反映内部和表面温度变化。
　　7、施工前进行技术交底，认真检查现场拖式泵搅拌站的工作情况，明确职责，加计量和搅拌时间，定期检查混凝土坝落度和各罐的入模温度，发现问题及时解决。
　　