大体积混凝土基础裂缝的控制措施.doc

大体积混凝土基础裂缝的控制措施李姝国(河北钢铁集团宣钢公司动力厂，河北宣化075100)摘 要：大体积混凝土往往是重要的建、构筑物的基础，它的质量好坏直接决定了上部结构的安全与否。宣钢在大体积混凝土基础施工中通过采用埋设波纹导热管导出混凝土内部热量，优化配合比，降低水化热，严格控制入模温度、分层推进、薄层浇筑，利用应力松驰特性降低内拉应力等一系列措施，使整个养护期间混凝土都处于受控状态，达到了控制降温速率和内外温差的目的，避免了混凝土开裂。关 键 词：大体积混凝土；基础裂缝；水化热；温度控制1 前言宣钢130 th全燃气锅炉基础为钢筋混凝土基础，包括锅炉本体基础、紧身支架基础和烟道基础，设计要求整体浇筑。基础坐落于第四系统全新冲洪积层上，场地土类型为中软土，场地类别为类场地，经地震液化判别本工程场地地层液化。液化平均指数1260，中等液化，为抗震不利地段，场地的标准冻结深度为14 m。根据以上地质条件，基础设计底面积为27739 m2，厚度为4 m，需一次性连续浇筑，不留施工缝。混凝土强度等级C40，属大体积混凝土，施工中不能出现裂缝。2 施工难点浇筑130 th全燃气锅炉大体积混凝土基础，要避免出现温度裂缝，有以下难点。(1)混凝土强度等级高，所需水泥强度等级亦高，用量大，产生的水化热大。(2)底板超厚，体积大，混凝土内部水化热不易散发，混凝土内部温度高。(3)基础经地基处理，阻力系数大，外约束强，易产生贯穿性裂缝。3 混凝土温度控制措施防止大体积混凝土产生贯穿性裂缝，就要控制混凝土内部的温度收缩应力，使其小于混凝土抗拉强度。为此，首先要降低混凝土内部最高温度，减小总降温温差，本工程控制温升的措施如下。31埋设波纹导热管。导出混凝土内部热量混凝土内部埋设2层金属波纹导热管，垂直间距为1 m，水平间距为3 m。导热管浇筑于混凝土内，闭路循环，外部接水箱和循环水泵。混凝土浇筑完成后2天开启循环水泵，用循环水把混凝土内部产生的热量导出来。混凝土养护期过后，且循环水温度两天内均控制在30左右即可拆除外部循环水管道，再用水泥砂浆封堵混凝土内部波纹导热管。32优化混凝土配合比。降低水化热经多次配合比试验，确定选用水化热较低、强度等级为425的普通水泥，掺入12粉煤灰取代部分水泥，添加。NF减水剂和CEA微膨胀剂。33严格控制混凝土入模温度要求混凝土入模温度不大于25，而浇筑时的最高气温已达到29，要满足此要求有一定的难度。为此，混凝土搅拌站采用地下水使搅拌水温度低于15，粗细骨料放置于阴凉处；混凝土运输过程中铺设湿麻袋降温，通过降温措施，保证了混凝土的人模温度在25以下。34分层推进。薄层浇筑基础混凝土浇筑分2层向前推进，先浇筑下层，待推进到一定高度后，并且在混凝土初凝前开始浇筑上一层混凝土。在各层混凝土浇筑中，采用“一个坡度，落层浇筑，一次到顶”的方法，保证了底板的连续浇筑，避免出现施工冷缝，尽可能地增大了混凝土的散热面，有利于早期混凝土水化热的散发。通过采取以上措施，混凝土中心实际温度在浇筑34天后达到最大值(58左右)，取得了预期的效果。35混凝土养护基础上层采用覆盖1层塑料薄膜和2层麻草袋洒水养护，基础侧面为4层麻草袋覆盖。养护时间15天，昼夜安排人员养护、监测。实测温差和降温速率与预计基本相符。养护期间采取不同的养护方式，以保证混凝土质量并缩短工期。(1)混凝土终凝前进行人工反复抹压，以消除表面干缩及沉缩裂缝。(2)终凝至温度峰值出现采用保温散热的方法，即洒水后覆盖一层塑料薄膜。(3)降温开始第1天覆盖减半，严格按计算选定的养护材料及覆盖厚度养护。(4)大体积混凝土由于处在高温环境下，到第10天时，通过测压现场同条件养护的试块，证明强度已达设计强度等级标准值的80以上，以后逐渐减少了养护材料厚度和洒水频率。36混凝土测温通过采用对循环水回水温度的测量来指导养护，确定是否改变养护材料厚度和养护方式，使整个养护期间混凝土处于受控状态。混凝土核心实际最高温度基本符合以下关系式：混凝土核心最高温度=入模温度+(3134)与理论计算最高温度=入模温度+31997基本一致。4 混凝土内拉应力控制措施混凝土不是一种简单的脆性材料，而是具有相当的流变特征即徐变和应力松弛特性。若能尽量降低荷载速度，混凝土的极限拉伸应力可提高13倍，故可利用混凝土的应力松弛特性来降低由降温引起的最大拉应力。混凝土的松弛系数与发生约束变形时混凝土的龄期有关，尽可能缓慢地降温，使降温曲线变缓，降温时间变长，最终叠加起来的松弛应力就会变小。由此分析，基础混凝土浇筑的温控目的除控制内外温差外，主要是尽可能减缓基础混凝土的降温速率。为此，采取了以下措施：(1)循环水箱内不得补充温度过低的新水，只让循环水在水箱内自然降温。(2)增加覆盖厚度，延长覆盖保温、保湿养护的时间。5 结语基础养护期间，由市级建筑试验室用TDS-303温度监测系统对基础内部温度进行监测，实测混凝土中心的降温曲线平缓，达到了控制降温速率和内外温差的目的，避免了混凝土开裂。