高标号大体积混凝土异形试验台设备基础质量控制要点

刘江涛

（中国直升机设计研究所，江西 景德镇333001）

1 引言

高标号大体积混凝土异形设备基础有着较高的施工要求，有着容易开裂、水化热高等特点，尤其是在具体施工中，要避免混凝土因水泥水化热出现温度应力裂缝。因此，要高度重视设备基础大体积混凝土浇筑，将之作为施工重难点[1]。需要从技术措施、材料选择等多方面着手，使准备工作更为全面，进而使设备基础大体积混凝土的有序施工得以保障。大体积混凝土施工的重难点，就是要最大限度地减少温度应力所产生的影响，避免产生裂缝。

2 工程概述

拟建918 号试验厂房室外试验场地位于景德镇市602 所内，总建筑面积约300m2，地基沉降的敏感程度为敏感。场地位于半山腰，南、北、东三面为树林，西面为浆砌片石挡土墙，周边30m 范围无建（构）筑物。试验台设备基础位于918 号复合推力全系统试验厂房西北，基础为钢筋混凝土筏板基础，C60混凝土，抗渗等级P6，筏板厚1500mm，侧壁高2000mm，顶板厚1880mm，混凝土约1000m3，属大体积混凝土。

3 技术准备

高标号混凝土开始浇筑时，要对混凝土的表面温度和中心温度、大气温度和表面温度的差值进行控制，内部预埋冷却管通水降温，避免混凝土发生温度裂缝。在冬天施工的时候，平均大气温度只有约5~10℃，一般要采用2 方面措施来控制混凝土的中心温度：（1）提高混凝土入模浇筑温度；（2）降低混凝土的水化温度，通过上述措施，从原材料升温、混凝土配合比展开处理。

3.1 混凝土配合比设计

根据设计要求，本工程地为二a 类环境。基础混凝土使用普通抗硫酸盐水泥，混凝土的碱含量应≤3.0kg/m3，水灰比应≤0.40，水泥中的铝酸三钙含量应≤8%，结合本设计图纸的相关要求，将矿物掺合料、钢筋阻锈剂及抗硫酸盐外加剂掺入。

3.2 设备基础混凝土温差计算

因水泥水化热导致的绝热温升，主要是受到混凝土单位体积中的水泥品种和水泥用量的影响，同时，随着混凝土龄期增长按指数关系增长，通常浇筑后的3~6d 是混凝土内部的最高温度，这时候会接近最终绝热温升，在进行计算的时候取t=3d、6d、9d、12d、28d，粉煤灰61kg/m3；水泥用量445kg/m3。

3.2.1 最大绝热温升

最大绝热温升计算采用：

式中，Th为混凝土最大绝热温升，℃；mc为水泥在混凝土中的用量，kg/m3；Q为水泥28d 水化热，375kJ/kg；c为混凝土比热、取0.97kJ/（kg·K）；ρ 为 混 凝 土 密 度，2400kg/m3；e 为常数，取2.718；t为混凝土的龄期，d；m为系数、随浇筑温度改变，取0.295。

3.2.2 计算混凝土内部中心温度

计算混凝土内部中心温度根据：

式中，T1（t）为t龄期混凝土中心计算温度，℃；Tj为混凝土浇筑温度，℃；ξ（t）为t龄期降温系数。

4 大体积混凝土的裂缝质量控制

设备基础的厚度为6m，混凝土的浇筑量达1000m3/次；所以，混凝土内有着较高的水化热，若混凝土的内外有着过大温差，就会因为温度应力的加大，而致使混凝土出现裂缝。因此，需要采取以下措施进行：

1）对混凝土配合比设计进行优化，混凝土内部分水泥用粉煤灰取代，以使混凝土的水化热得以减少。

2）在具体施工中，为了确保混凝土符合要求，每车均要对混凝土的出罐温度和坍落度进行检测。

3）结合具体的大气温度，使用电子温度计对混凝土的内外温差做实时监测，良好控制温度[2]。

4）合理养护混凝土，使内外温差最大程度减少。同时，要派专人负责养护，根据规定对测温记录进行记录，并结合测温记录采用有效的预控措施，以使设备基础混凝土内外温差不超过25%。

5）设备基础混凝土浇筑时，为避免施工缝的出现，浇筑方法应选择连续分层法。上层混凝土的浇筑时间要小于下层混凝土的初凝时间。并且为避免分层，在进行配合比设计时，要添加高效缓凝剂，根据运输的距离与施工方案，搅拌站要计算出合理的初凝时间[3]。

6）振捣要加强，尤其是钢筋比较密集的地方，如柱、墙插筋，要安排专人振捣。

5 模板支撑体系方案

经反复验算论证，结合工程成本，支模支撑体系选用如表1 所示。

表1 支模支撑体系

6 结语

总之，高标号大体积混凝土裂缝控制是工程施工的重要内容，要最大限度降低裂缝的出现概率，应采用有效的措施来降低水化热，对设计施工配合比进行优化，注意异形模板支撑体系的建立，从而最大限度避免坍塌、坠落等意外事故的发生，提高施工质量。