簡述火力發電工程中大體積混凝土施工工藝及控制

鄭善懂

山東電力建設第一工程公司

簡述火力發電工程中大體積混凝土施工工藝及控制

鄭善懂

山東電力建設第一工程公司

隨著我國對火電廠的建設要求日益提升，對于火電廠的大體積混凝土施工的質量有著非常嚴苛的規定。在具體建設的過程中必須對施工程序進行有序的把控。

大體積；配合比；澆筑

1.前言

大體積混凝土最開始是被應用在水利工程建設中的混凝土水壩，在社會經濟發展過程中，各種大型建設工程紛紛開展，大體積混凝土施工的應用范圍也越來越廣，在很多高層建筑、船塢、大型火電廠基礎中都會用到。和普通的混凝土施工不一樣，大體積混凝土施工厚度大，尺寸也大，混凝土用量更多，整體施工工藝更加復雜。

2.大體積混凝土出現裂縫的類型

在目前開展的大型工程建設中，大體積混凝土施工工藝具有非常重要的地位，并表現出以下特點。

1)大體積混凝土是由骨料、水泥、水以及各種氣體混合成的一種不均勻的混合材料，隨著周圍環境中濕度與溫度的變化，混凝土會完成硬化過程，硬化過程中可能會出現變形。但是因為混合材料中骨料與水泥隨著溫度變化發生收縮程度是不一樣的，因此，混凝土的變形并不規則，并且可能會出現裂縫。

2)大體積混凝土承載著來自自身的負荷以及內部水泥在水化熱過程中產生的溫度應力，當兩種應力共同發生作用時，應力增強，當突破一個限度時會造成裂縫。

3)大體積混凝土具有一定的抗壓強度，但不具備良好的抗拉伸變形能力。而大體積混凝土由于澆筑量大，需要消耗大量的水泥，水泥在水化熱時會在內部產生高溫，當內外溫差過大時，會造成體積變化，當產生的拉應力超出大體積混凝土的承受范圍后，會出現裂縫。

4)雖然在進行大體積混凝土施工設計時會對結構進行嚴密的設計，但是設計中出現的斷面尺寸與實際受力情況很難完全保持一致，這種差異會使構件的剛度出現差異化，內部的溫度應力也會有差距，使存在構件差異的部位產生裂縫。

3 火力發電工程大體積混凝土裂縫控制施工

在火力發電工程大體積混凝土施工中要有效防止裂縫的出現，可以從改進混凝土自身的性能，提升抗裂縫性能以及在施工中控制好溫度，減少溫差入手。

3.1 混凝土材料選擇控制

在大體積混凝土攪拌的過程中，應選擇最合適的的材料，憑借材料的性能降低混凝土水化熱過程中的溫度上升情況。

3.1.1 盡量選擇水化熱較低的水泥。不同水泥中摻入的礦物質成分與數量是不一樣的，導致不同水泥的水化熱差別很大，一般來說，混合材料多的水泥水化熱較低，而含有較多的鋁酸三鈣和硅酸三鈣的水泥水化熱較高，如果工程對抗滲性能有要求時，水泥中的鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量不能超過8%。為了減少裂縫的出現，大多在滿足混凝土其他需求的基礎上使用低水化熱的水泥，比如使用中熱的硅酸鹽水泥和低熱的礦渣水泥。

3.1.2 降低水泥用量。大體積混凝土因為溫差產生體積變化主要是由于混凝土中的水泥水化過程中出現的水化熱，而混凝土在干濕變化以及化學反應中也會出現體積的變化，但是體積變化比較小，因此，為了減小混凝土溫差引起的變形，要盡可能地減少水泥用量。

3.1.3 摻加礦渣粉和粉煤灰等摻合料。在大體積混凝土配比過程中加入適當的礦渣粉可以有效減少混凝土中需要的用水量以及水泥量，對水灰比進行有效控制，延緩混凝土凝結的時間，推遲水泥水化熱過程中的熱峰出現的時間，從而有效提升混凝土的抗裂縫性能，使大體積混凝土獲得更好的性能。而粉煤灰的加入也有著明顯的優勢，從水化熱來看，比水泥要小；從水灰比來看，使用優質的粉煤炭具有良好的減水作用，而且可以降低水灰比；從抗收縮來看，能有效減小混凝土自身存在的體積收縮，以防止裂縫的產生。根據火力電廠建設中對大體積混凝土強度的要求，可以在摻料的過程中摻入較多的粉煤灰，但是也要注意控制量，不要超過膠凝材料的40%。

3.1.4 優化混凝土的骨料粒徑和級配。因為骨料的粒徑越大，骨料的孔隙率以及表面積就越小，混凝土的水灰比就更小，因此，在選擇骨料時應盡可能地選擇最大的粒徑，采用大的骨料的最大粒徑，并對骨料的含泥量進行嚴格控制。

3.1.5 合理選用外加劑。在大體積混凝土配比過程中需要添加的外加劑是通過試驗確定的，從而影響混凝土在硬化過程中的收縮性能，一般來說，由于減水劑具有緩凝作用，使用較多。

3.2 施工階段控制

3.2.1 混凝土配合比的優化確定。在混凝土配合比的優化過程中，需要對過往火力發電工程的配合比設計經驗進行總結，根據具體的施工環境以及特點有針對性地進行設計，在不斷的重復試驗中確定最終的配合比，并盡可能地減小水灰比，維持在0.40～0.43，而含砂率也應盡量保持在38%～42%，減少水與水泥的使用量，確保混凝土的抗滲等級比設計中的抗滲等級高0.2MPa，使混凝土的初次凝結時間保持在11～12h。

3.2.2 降低骨料溫度及混凝土入模溫度。天熱時可以借助灑水措施降低混凝土原材料的溫度，確保混凝土入模時溫度低于30°；在冷天時可借助熱水拌和或摻加熱骨料來提升混凝土原材料的溫度，確保混凝土入模時溫度高于5℃。

3.2.3 合理分層分塊澆筑。在確定混凝土的澆筑厚度時，要綜合考慮澆筑中使用的振搗器的作業深度以及混凝土的實際和易性，確保在進行整體的連續澆筑時厚度保持在300～500mm。當開展連續澆筑時，要縮短間歇時間，間歇時間最長不能超過混凝土的初凝結時間，要確保在前層澆筑的混凝土初凝前完成下一次的澆筑作業，一旦間歇時間過長，就要對施工層面按照有施工縫隙進行后續處理。需要注意的是，澆筑過程中要嚴格按照由低到高的順序，從一邊向另一邊作業，條件允許時，可以開展多點同時作業。

3.2.4 混凝土表面保溫措施。為了盡可能減少混凝土表面與混凝土內部存在的溫度差，避免溫差過大引起裂縫，需要在水泥水化熱過程中通過人力控制來影響溫度，確保混凝土的強度滿足工程需要。在大體積混凝土施工完成時，需要做好保溫養護工作，根據混凝土澆筑體內外溫度的監控數據及時調整保溫方案，塑料膜、麻袋等都可以用作保溫材料。一般來說保溫養護時間不能低于14d，要注意保持混凝土表面的溫度，根據施工地的具體自然條件調整保溫養護時間。

4 結語

綜上所述，大體積混凝土施工涉及到不同施工程序及應用工藝，在火力發電工程施工的過程中必須采取科學安全舉措，不斷優化施工水平，提升工程的整體質量，保證火電廠正常運行。

[1]曹濱.大體積混凝土溫度裂縫控制及常見病害處理[J].中國科技博覽，2016(02)：34～35.