简述火力发电工程中大体积混凝土施工工艺及控制

郑善懂

山东电力建设第一工程公司

简述火力发电工程中大体积混凝土施工工艺及控制

郑善懂

山东电力建设第一工程公司

随着我国对火电厂的建设要求日益提升，对于火电厂的大体积混凝土施工的质量有着非常严苛的规定。在具体建设的过程中必须对施工程序进行有序的把控。

大体积；配合比；浇筑

1.前言

大体积混凝土最开始是被应用在水利工程建设中的混凝土水坝，在社会经济发展过程中，各种大型建设工程纷纷开展，大体积混凝土施工的应用范围也越来越广，在很多高层建筑、船坞、大型火电厂基础中都会用到。和普通的混凝土施工不一样，大体积混凝土施工厚度大，尺寸也大，混凝土用量更多，整体施工工艺更加复杂。

2.大体积混凝土出现裂缝的类型

在目前开展的大型工程建设中，大体积混凝土施工工艺具有非常重要的地位，并表现出以下特点。

1)大体积混凝土是由骨料、水泥、水以及各种气体混合成的一种不均匀的混合材料，随着周围环境中湿度与温度的变化，混凝土会完成硬化过程，硬化过程中可能会出现变形。但是因为混合材料中骨料与水泥随着温度变化发生收缩程度是不一样的，因此，混凝土的变形并不规则，并且可能会出现裂缝。

2)大体积混凝土承载着来自自身的负荷以及内部水泥在水化热过程中产生的温度应力，当两种应力共同发生作用时，应力增强，当突破一个限度时会造成裂缝。

3)大体积混凝土具有一定的抗压强度，但不具备良好的抗拉伸变形能力。而大体积混凝土由于浇筑量大，需要消耗大量的水泥，水泥在水化热时会在内部产生高温，当内外温差过大时，会造成体积变化，当产生的拉应力超出大体积混凝土的承受范围后，会出现裂缝。

4)虽然在进行大体积混凝土施工设计时会对结构进行严密的设计，但是设计中出现的断面尺寸与实际受力情况很难完全保持一致，这种差异会使构件的刚度出现差异化，内部的温度应力也会有差距，使存在构件差异的部位产生裂缝。

3 火力发电工程大体积混凝土裂缝控制施工

在火力发电工程大体积混凝土施工中要有效防止裂缝的出现，可以从改进混凝土自身的性能，提升抗裂缝性能以及在施工中控制好温度，减少温差入手。

3.1 混凝土材料选择控制

在大体积混凝土搅拌的过程中，应选择最合适的的材料，凭借材料的性能降低混凝土水化热过程中的温度上升情况。

3.1.1 尽量选择水化热较低的水泥。不同水泥中掺入的矿物质成分与数量是不一样的，导致不同水泥的水化热差别很大，一般来说，混合材料多的水泥水化热较低，而含有较多的铝酸三钙和硅酸三钙的水泥水化热较高，如果工程对抗渗性能有要求时，水泥中的铝酸三钙和硅酸三钙含量不能超过8%。为了减少裂缝的出现，大多在满足混凝土其他需求的基础上使用低水化热的水泥，比如使用中热的硅酸盐水泥和低热的矿渣水泥。

3.1.2 降低水泥用量。大体积混凝土因为温差产生体积变化主要是由于混凝土中的水泥水化过程中出现的水化热，而混凝土在干湿变化以及化学反应中也会出现体积的变化，但是体积变化比较小，因此，为了减小混凝土温差引起的变形，要尽可能地减少水泥用量。

3.1.3 掺加矿渣粉和粉煤灰等掺合料。在大体积混凝土配比过程中加入适当的矿渣粉可以有效减少混凝土中需要的用水量以及水泥量，对水灰比进行有效控制，延缓混凝土凝结的时间，推迟水泥水化热过程中的热峰出现的时间，从而有效提升混凝土的抗裂缝性能，使大体积混凝土获得更好的性能。而粉煤灰的加入也有着明显的优势，从水化热来看，比水泥要小；从水灰比来看，使用优质的粉煤炭具有良好的减水作用，而且可以降低水灰比；从抗收缩来看，能有效减小混凝土自身存在的体积收缩，以防止裂缝的产生。根据火力电厂建设中对大体积混凝土强度的要求，可以在掺料的过程中掺入较多的粉煤灰，但是也要注意控制量，不要超过胶凝材料的40%。

3.1.4 优化混凝土的骨料粒径和级配。因为骨料的粒径越大，骨料的孔隙率以及表面积就越小，混凝土的水灰比就更小，因此，在选择骨料时应尽可能地选择最大的粒径，采用大的骨料的最大粒径，并对骨料的含泥量进行严格控制。

3.1.5 合理选用外加剂。在大体积混凝土配比过程中需要添加的外加剂是通过试验确定的，从而影响混凝土在硬化过程中的收缩性能，一般来说，由于减水剂具有缓凝作用，使用较多。

3.2 施工阶段控制

3.2.1 混凝土配合比的优化确定。在混凝土配合比的优化过程中，需要对过往火力发电工程的配合比设计经验进行总结，根据具体的施工环境以及特点有针对性地进行设计，在不断的重复试验中确定最终的配合比，并尽可能地减小水灰比，维持在0.40～0.43，而含砂率也应尽量保持在38%～42%，减少水与水泥的使用量，确保混凝土的抗渗等级比设计中的抗渗等级高0.2MPa，使混凝土的初次凝结时间保持在11～12h。

3.2.2 降低骨料温度及混凝土入模温度。天热时可以借助洒水措施降低混凝土原材料的温度，确保混凝土入模时温度低于30°；在冷天时可借助热水拌和或掺加热骨料来提升混凝土原材料的温度，确保混凝土入模时温度高于5℃。

3.2.3 合理分层分块浇筑。在确定混凝土的浇筑厚度时，要综合考虑浇筑中使用的振捣器的作业深度以及混凝土的实际和易性，确保在进行整体的连续浇筑时厚度保持在300～500mm。当开展连续浇筑时，要缩短间歇时间，间歇时间最长不能超过混凝土的初凝结时间，要确保在前层浇筑的混凝土初凝前完成下一次的浇筑作业，一旦间歇时间过长，就要对施工层面按照有施工缝隙进行后续处理。需要注意的是，浇筑过程中要严格按照由低到高的顺序，从一边向另一边作业，条件允许时，可以开展多点同时作业。

3.2.4 混凝土表面保温措施。为了尽可能减少混凝土表面与混凝土内部存在的温度差，避免温差过大引起裂缝，需要在水泥水化热过程中通过人力控制来影响温度，确保混凝土的强度满足工程需要。在大体积混凝土施工完成时，需要做好保温养护工作，根据混凝土浇筑体内外温度的监控数据及时调整保温方案，塑料膜、麻袋等都可以用作保温材料。一般来说保温养护时间不能低于14d，要注意保持混凝土表面的温度，根据施工地的具体自然条件调整保温养护时间。

4 结语

综上所述，大体积混凝土施工涉及到不同施工程序及应用工艺，在火力发电工程施工的过程中必须采取科学安全举措，不断优化施工水平，提升工程的整体质量，保证火电厂正常运行。

[1]曹滨.大体积混凝土温度裂缝控制及常见病害处理[J].中国科技博览，2016(02)：34～35.