邹嘉玮 俞梦乔 徐兵先
中国联合工程有限公司
摘要:电厂施工中大体积混凝土的应用部位主要是大型设备基础(风力发电风机基础、发电机基础)、构筑物基础(间冷塔基础、烟囱基础),上部结构(汽轮机基座、空冷岛、核电的核岛的安全壳)。上述部位的结构部位多为振动或转动设备提供基础或者防止核辐射污染,对混凝土结构的整体性要求严格,因此大体积混凝土的施工质量直接决定了该设备和构筑物的使用性能和耐久性。在此情况下为了保障结构的施工质量,减少裂缝问题,大体积混凝土施工就必须采取可靠的施工技术保障,为电厂设备的稳定的运行和安全提供基础条件。
关键词:电厂建设;施工进度;控制分析
引言
在科学技术快速发展的趋势下,电力机组所具有的容量不断增大,设备工艺也不断复杂,这对基础施工结构上的要求更高。大体积混凝土的使用对于电厂基础施工有着非常大的作用,其施工质量的好坏与否都和电厂建设质量有着直接联系。在进行混凝土施工的时候,极其容易发生裂缝问题,这对施工结构造成很大程度的影响。所以,在施工时,需要利用较为科学先进的施工技术,最大限度防止裂缝产生,提高施工的质量。
1大体积混凝土的主要特点
大体积混凝土施工时,对于水泥种类的选择错误或者配合比中水泥的用量偏大会加剧初期上强度的过程中水泥水化热增加,热量的积累令混凝土的内部温度快速增加,因体积尺寸大内部热量不易散发,内部混凝土体积膨胀,而外部混凝土温度散发较快温度降低体积收缩,因此产生内外的温度应力,当外表面的温度应力超过混凝土内外的约束力时,便会产生裂缝缺陷。
2大体积混凝土的主要特点和产生裂缝的原因
(1)在混凝土施工过程中,如果水泥用量过大,就会增加水泥水化热,导致混凝土因收缩变形而产生裂缝。一般来说,混凝土体积越大,需要用到的水泥总量就越大,这就意味着大体积混凝土水泥用量较大。然而,水泥遇水会产生水化热,这种热量难以散出,导致混凝土的内部温度在短时间内迅速上升,大大增加了混凝土体积变化速度。当混凝土浇筑完成后,内部温度往往低于外部温度,产生内外温差,这就使得大体积混凝土构件表面拉应力增加,从而造成混凝土裂缝,这一裂缝被称为“早期裂缝”或“初始裂缝”。(2)混凝土构件具有抗拉性较低的特性,这也是混凝土裂缝产生的主要原因。混凝土属于脆性材料,其抗压性较高,但是抗拉性较低,不到抗压性的1/10。此外,混凝土的极限拉伸更是小于1×10-4。在这种情况下,混凝土因温度变化产生的拉应力很容易超出其抗拉强度,从而导致裂缝产生。在设计大体积混凝土结构时,对于其结构有着拉应变方面的要求。但是,在实际施工过程中,大体积混凝土构件不可避免地会产生较大拉应力,与此同时,要控制这种因温度变化而产生的拉应力难度较大。
3大体积混凝土施工技术要求
3.1有效核实设计图纸
在开始施工前,必须要对施工设计图纸开展耐心仔细的审查,准确核实混凝土内部钢筋设计方面情况,同时在温度钢筋的使用数量上需要有效确定。对于构件来说,其转折的地方、底面还有较为凸出的截面处,必须添加斜向配筋,以能够有效地改善大体积混凝土应力过于集中的情况,在一定程度上防止混凝土裂缝现象的产生。
3.2编制浇筑专项方案
大体积混凝土施工过程中最重要的步骤之一就是编制专项施工方案,施工技术人员要结合工程特点和自身管理水平,施工能力,制定技术措施和综合抗裂措施。方案中要对施工阶段的浇筑部位绝热温升、温度应力及收缩应力进行试算,确定浇筑部位的混凝土温升峰值、里标温差及降温速率的控制指标,通过计算数据分析并结合施工经验确定相应的温控技术措施。在浇筑专项施工方案中应根据结构图计算本次施工需要的浇筑量,根据搅拌站的搅拌能力、罐车运输能力、泵车浇筑能力综合制定浇筑方案确保浇筑施工能连续进行。
例如前述风电施工时,通过计算确定每台风机基础方量650m3,搅拌站搅拌每小时搅拌80m3,泵车每小时浇筑60m3,罐车12m3/辆,同时因为风机基础多在山上距离搅拌35km,每辆车来回需要1h左右,经综合考虑必须保证在12辆罐车的前提方能保证连续浇筑施工。
3.3有效控制混凝土生产过程
当进行混凝土的生产时,必须先确定其原材料的质量是否过关,并且严格按照设计的配合比来执行过程。同时还要将控制砂石等材料进场的工作严格落实到位,在进行其搅拌前,需要先把材料通过水洗的方式,以保证沙子中的含泥量不能超过2%,石子的含泥量不能超过1%;对于出机入模的温度来说,需要在保证在其基础下,最大限度将施工进程安排在夏季进行,在用水上通常使用深井水;砂石等材料的存放必须要有效做到位,并且通过一些有用材料将其覆盖住,以避免阳光暴晒;当施工是在冬季开展时,则需要保证搅拌以及用水的温度保持在有效范围内,让混凝土入模温度最大限度降到最低,以保证搅拌能够均匀,每一次进行投料后的搅拌时间要保持在100秒以上。对于一些特殊部位需要混凝土浇筑量较大并且需要连续的进行浇筑的情况,则需要事前就将砂、石以及一些外加剂等材料准备齐全,以保证各个使用材料足够。在进行浇筑散装水泥时,事先需要让其充分的冷却之后再进行;另外,还要做好搅拌机械的检查和维护工作,以确保设备能够正常运行,保证混凝土可以持续供应。
3.4加强混凝土浇筑过程控制
在开展大体积混凝土浇筑工作之前,首先要结合施工现场的实际情况和工程特点进行浇筑方法的选择,一般来说,斜面分层和整体分层是大体积混凝土的主要浇筑方法。在浇筑过程中,通常是使用泵车或拖式泵布料来开展浇筑工作的。为了避免混凝土在浇筑时自由下落高度过大而产生离析现象,一般使用串筒下料的方式进行。在浇筑过程中,做好混凝土的振捣工作也是必不可少的,在振捣过程中,应当确保振捣棒插入足够深度,防止出现两层接缝之间无法有效对接。当混凝土振捣完成后,其表面往往会产生一层较厚的浮浆,因此要使用铲除多余浮浆并进行表面的磨平。在混凝土初凝阶段,需要在其表面进行三遍压光,以此预防混凝土表面因收缩而产生裂缝。
3.5养护与测温
在混凝土浇筑完成后及终凝前,需要确保其表面要保持良好的湿润状态,通常会利用一层塑料布及保温材料来进行覆盖,需要确保做到覆盖的严密性,每天对混凝土表面的湿润度进行检查,一旦发现表面失水过快,则需要及时进行洒水养护。在养护期间需要对混凝土每天降温的速度进行有效控制,只有当混凝土内部最高温度与外界最低温度之间的差值在20℃以下时,才能将相关的养护措施去掉。在大体积混凝土施工过程中,在对温度进行控制时通常会利用热电耦电子测温仪来进行测温,在浇筑前对各测温点进行布设,而且在每一个测温点处都需要进行埋设测温探头,从而对构件不同部位的温度值进行测量。根据混凝土温度的上升或是下降时段来决定测温的间隔时间,技术人员每天都需要对测温计录进行检查,及时发现问题并进行调整。
结束语
电厂工程施工在电力工程配设中占有首要位置。电厂配设的质量与发电出产运营的稳固性和高效能有关。与此同时,电厂工程施工,多专业交错,施工作业风险等更多的性要素。需要巩固对施工质量和安全的合理操控。
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