摘要：選煤廠儲煤筒倉基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫控制是筒倉施工的一個質(zhì)量控制點(diǎn)，也是一個難題。本文通過神華準(zhǔn)能哈爾烏素露天礦選煤廠擴(kuò)能改造毛煤倉工程基礎(chǔ)混凝土澆筑實(shí)踐的分析，從原材料及混凝土配合比設(shè)計、施工工藝及養(yǎng)護(hù)測溫措施等多方面對其進(jìn)行探討，同時提出一些經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，行之有效的裂縫控制措施。

　　關(guān)鍵詞： 大體積混凝土、裂縫、控制

　　中圖分類號：TV544+.91  文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A        文章編號：

　　Abstract: Choose coal factory to keep a coal tube Cang foundation the big physical volume concrete crack control is a tube Cang a quality control point of the construction, is also a hard nut to crack. This text passes absolute being China quasi- can admire black vegetable strip mine of Er to choose coal factory to expand the analysis that can reform the hair coal Cang engineering foundation concrete to sprinkle to build fulfillment, from original material and concrete match with ratio design, construction craft and protect to measure etc. various as to it's carry on a study, put forward some examination of hazing been practiced at the same time, the effective crack controls measure.

　　Key Word: big physical volume concrete, crack, control

　　現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩、選煤廠筒倉基礎(chǔ)、儲煤槽倉漏斗等。它主要的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。工程條件復(fù)雜（一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大（預(yù)計超過25度），由于它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。大體混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因?yàn)槠矫娉叽邕^大，約束作用所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生裂縫。

　　一、裂縫分類及產(chǎn)生原因

　　大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。

　　但出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。

　　對于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在0.1～0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過一段時間后，裂縫可以自愈。如超過0.2～0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。

　　大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時，即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。

　　產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面：

　　1、水泥水化熱

　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。

　　2、外界氣溫變化

　　大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。

　　溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60～65℃，并且有較長的延續(xù)時間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

　　3、混凝土的收縮

　　混凝土中約20℅的水份是水泥硬化所必須的，而約80℅的水份要蒸發(fā)。多余水份的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

　　影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養(yǎng)護(hù)條件）等。

　　二、工程實(shí)例

　　本文以神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司哈爾烏素露天煤礦選煤廠擴(kuò)能毛煤倉工程為例，綜合闡述大體積混凝土綜合控溫防裂措施。毛煤倉為2個內(nèi)徑25m的圓形筒倉，基礎(chǔ)采用鋼筋砼筏板基礎(chǔ)，底板直徑30m，厚度1.5m，為大體積混凝土，澆筑期間氣溫18℃～30℃。為確保混凝土施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制超規(guī)范裂縫出現(xiàn)，澆筑前制定了通過以下幾方面來對大體積混凝土裂縫進(jìn)行了綜合控制，并取得了較為理想的效果。

　　2.1原材料及混凝土配合比設(shè)計

　　哈爾烏素露天煤礦選煤廠擴(kuò)能毛煤倉工程C40配合比如下:

　　材料名稱

　　用量(公斤)水水泥砂石子粉煤灰泵送劑

　　1立方米混凝土用料量1924087609687212

　　混凝土配合比（重量比）0.471.001.862.370.180.029

　　選用原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　2.1.1粗骨料宜采用連續(xù)級配5~31.5mm，細(xì)骨料宜采用中粗砂。

　　2.1.2外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。

　　2.1.3大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。

　　2.1.4水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。

　　但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性。混凝土泌水性的大小與用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應(yīng)及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。本工程選用硅酸鹽水泥。

　　大體積砼配合比設(shè)計時，一是要盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現(xiàn)的時間，如采用60d齡期的砼強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度（此點(diǎn)必須征得設(shè)計單位的同意），以降低水泥用量；摻粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反應(yīng)較慢，可推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；摻外加劑也可達(dá)到減少水泥、水的用量，推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；

　　2.2施工過程控制

　　大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進(jìn)行，使混凝土沿高度均勻上升；

　　澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時進(jìn)行，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃；

　　注意施工縫的合理連接；

　　在炎熱季節(jié)施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運(yùn)輸時吸收外界熱量等降溫措施；

　　混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道，進(jìn)行水冷散熱；

　　2.3養(yǎng)護(hù)及測溫

　　大體積砼的溫度變化先是一個升溫過程，升到最高點(diǎn)后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。 一般大體積砼澆筑后3～5d出現(xiàn)最高點(diǎn)。

　　大體積砼養(yǎng)護(hù)時的溫度控制一般有兩種方法：

　　一種是降溫法，即在砼澆筑成型后，通過循環(huán)冷卻水降溫，從結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部進(jìn)行溫度控制；

　　另一種是保溫法，即砼澆筑成型后，通過保溫材料、碘鎢燈或定時噴澆熱水、蓄存熱水等辦法，提高砼表面及四周散熱面的溫度，從結(jié)構(gòu)物的外部進(jìn)行溫度控制。保溫法基本原理是利用砼的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過程中（通過人為控制），使砼獲得必要的強(qiáng)度。

　　大體積砼養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件。

　　保溫養(yǎng)護(hù)作用：

　　1、減少砼表面的熱擴(kuò)散，減小砼表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。

　　2、延長散熱時間，充分發(fā)揮砼的潛力和材料的松弛特性。使砼的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砼抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。

　　保濕養(yǎng)護(hù)的作用：

　　1、剛澆筑不久的砼，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。

　　2、砼在潮濕條件下，可使水泥的水化作用順利進(jìn)行，提高砼的極限拉伸強(qiáng)度。

　　砼測溫點(diǎn)的布置、測溫時間頻率、測溫工具的選用

　　為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律，以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進(jìn)行溫度監(jiān)測控制。

　　（1）測溫點(diǎn)的布置--必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度，應(yīng)布置在底部、中部和表面，垂直測點(diǎn)間距一般為500～800㎜；平面則應(yīng)布置在邊緣與中間，平面測點(diǎn)間距一般為2.5～5m。當(dāng)使用熱電偶溫度計時，其插入深度可按實(shí)際需要和具體情況而定，一般應(yīng)不小于熱電偶外徑的6～10倍，測溫點(diǎn)的布置，距邊角和表面應(yīng)大于50㎜。

　　采用預(yù)留測溫孔洞方法測溫時，一個測溫孔只能反映一個點(diǎn)的數(shù)據(jù)。不應(yīng)采取通過沿孔洞高度變動溫度計的方法來測豎孔中不同高度位置的溫度。

　　（2）測溫制度--在砼溫度上升階段每2～4h測一次，溫度下降階段每8h測一次，同時應(yīng)測大氣溫度。

　　所有測溫孔均應(yīng)編號，進(jìn)行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。

　　測溫工作應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)、責(zé)任心強(qiáng)的專人進(jìn)行。測溫記錄，應(yīng)交技術(shù)負(fù)責(zé)人閱簽，并作為對砼施工和質(zhì)量的控制依據(jù)。

　　（3）測溫工具的選用--為了及時控制砼內(nèi)外兩個溫差，以及校驗(yàn)計算值與實(shí)測值的差別，隨時掌握砼溫度動態(tài)，宜采用熱電偶或半導(dǎo)體液晶顯示溫度計。采用熱偶測溫時，還應(yīng)配合普通溫度計，以便進(jìn)行校驗(yàn)。

　　在測溫過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度差超過25℃時，應(yīng)及時加強(qiáng)保溫或延緩拆除保溫材料，以防止砼產(chǎn)生溫差應(yīng)力和裂縫。

　　三、結(jié)束語

　　選煤廠大直徑筒倉基礎(chǔ)大體積混凝土不同于普通部位混凝土，其施工質(zhì)量直接影響筒倉整體結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，故裂縫的控制是質(zhì)量控制的重中之重，只有不斷的通過數(shù)據(jù)的實(shí)測積累統(tǒng)計，才能不斷的改進(jìn)施工工藝，進(jìn)而減少混凝土有害裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而保證工程的內(nèi)在質(zhì)量。