七台河大体积砼冬季方案

大体积混凝土冬期施工技术措施前言七台河发电厂2350MW机组新建工程是由省火电一公司承建的，其中的汽机基础由美国GE公司设计，由美方代表在现场指导施工，施工中均按美方的标准要求进行施工。在施工1#汽机基础8．2m至12．55m运转层时，由于由美方供货的汽轮机地脚螺栓没有按时到货，致使汽机基础模拟台板施工延期。在1#汽机基础运转层具备混凝土浇筑条件时，已进入11月份。根据我们黑龙江省多年的气象资料表明，在每年的10月15日至来年的4月15日，建筑工程基本处于冬期施工中。这期间由于施工条件及环境不利，是工程质量事故易出现的多发季节，其质量事故出现约占全年事故的三分之二以上，而其中尤以混凝土工程居多。质量事故出现的隐蔽性，滞后性，大多数在春季才暴露出来。因而给事故处理带来了很大的难度，轻者进行修补，重者返工重来，不仅给工程带来重大损失，而且严重影响了工程使用寿命。但如果1#汽机基础运转层等到来年春季再进行混凝土施工，势必影响1#汽轮发电机设备的安装就位，进而给七台河电厂的按期投产发电带来极大的影响。因此经过多方论证，最终决定1#汽机基础运转层的混凝土施工在冬期进行。但在施工前一定要有可靠的技术保证措施。1当时的基本情况1．1汽机基础运转层为大体积混凝土施工，结构最大截面为3．15m3．795m，截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使2内部的温度升高，混凝土内部的最高温度大多发生在砼浇筑后的3—5天；而在冬期施工中，混凝土结构表面的温度较低，如果内外温差过大，将产生温度应力，当混凝土的表面抗拉强度不足以抵抗温度应力时，将会产生温度裂缝，给结构的安全稳定性带来极大的危害。1．2如果单存考虑结构内部的水化热温升，过度降低混凝土的入模温度，将有可能使混凝土发生受冻的现象，同样也会给结构的安全稳定性带来危害。1．3在1#汽机基础运转层施工时，厂房还没有进行封闭，整个运转层结构全部暴露在外面，而底模下部的钢管支撑系统严密，给保温带来了相当大的难度。1．4由于七台河地区的天气特点，冬期一直刮西北风，风力一般都在四，五级左右，给施工及保温养护都增加了很大的困难。1．5搅拌站与施工现场相距较远，混凝土在运输途中将散失很大一部分热量，因此混凝土的入模温度不易控制。1．6所有这些都给这次施工带来了极大的困难。因此在混凝土施工中采用合理的配合比，理想的入模温度及严密的保温措施将是本次汽机运转层混凝土施工中保证质量的关键。2优化混凝土施工配合比为保证此次混凝土浇筑的施工质量，首先对混凝土的配合比进行优化。所采取的措施主要有以下几个方面：2．1水泥：汽机基础混凝土的设计强度等级为C31，本次施工采用525#普硅水泥进行配制。但应注意，在能够保证混凝土强度的同时，3应尽量减少水泥用，因为根据实际经验表明，每立方米混凝土中每减少10公斤水泥用量，水化热将降低1度。2．2骨料：粗骨料选用级配良好的碎石，粒径为5—31．5mm，含泥量不大于1%；细骨粒选用中砂，含泥量不大于3%，并且通过0．315mm筛孔的颗粒应大于粗细骨料总量的15%。2．3本次汽机基础运转层混凝土施工采用混凝土输送泵浇筑。因此在混凝土中掺加泵送剂。泵送剂中含有减水成分，可降低水灰比，以达到降低水化热的目的；同时掺加泵送剂也有利于泵送混凝土的要求。2．4掺加防冻剂：本次混凝土施工掺加由黑龙江省低温研究所生产的WN—D型防冻剂，这种防冻剂在以往的施工中证明具有良好的效用。WN—D型防冻剂同时具有防冻，早强，减水，阻锈的作用。2．5防冻剂的掺量应由实验室出具的混凝土试验配合比报告单为准。试验室做了在不同温度条件下防冻剂掺量的试验，以满足在不同温度条件下混凝土施工的需要。2．6降低混凝土的水灰比，水灰比应控制在0．5以下。3对结构进行保温3．1混凝土浇筑前，对结构的外露部分（包括底模）进行覆盖保温。保温方法：模板—塑料布一层—30mm厚防寒毡—黑塑料布一层（黑塑料布能吸收热量）。保温材料采用搭接覆盖，覆盖严密。对突出，转角及易受冻部位加强了覆盖。3．2混凝土浇筑完，在表面压光完毕后，立即对混凝土表面进行了4保温覆盖。覆盖方法：混凝土表面—塑料薄膜一层—30mm厚防寒毡—黑色塑料布一层。3．3上述结构保温方法均经过热工计算而定。4对混凝土入模温度的控制本次施工采用水及砂加热的方法来提高混凝土的入模温度。根据WN—D防冻剂的要求，入模温度不得低于6C。所以在汽机基础运转层施工时，混凝土的入模温度应尽量控制在10C左右，不得过高，以减少混凝土内部的水泥水化热累积温升。但同时在降低混凝土入模温度的同时，要保证混凝土的成型温度不得低于8C。对混凝土拌制用的水及骨料加热温度的控制，是保证混凝土的出罐温度及进一步保证混凝土入模温度的关键。由于在冬期施工中对石子加热的效果不理想，因此本次施工只采取加热水及砂子的方法。在混凝土达不到所要求的出罐温度时，尽量提高加热水的温度来达到要求。本次进行的热工计算均按混凝土入模温度为10C进行的。当时由于考虑到天气变化的特性，对1#汽机运转层混凝土施工时的作业环境温度分为二部分进行了计算：按外界施工时环境平均温度为—5C及—12．5C分别进行的计算。4．1当施工时外界环境平均温度为—5C时的热工计算：4．1．1，求混凝土的出机温度T1：T2=T1-(.tt+0.032n)(T1-T)T2—混凝土拌合物运输至成型完成时的温度，本次取为T2=10C；5T1—混凝土拌合物的出机温度（C）；—温度损失系数；取为0．25；tt—混凝土自运输至浇筑成型完成的时间，取为0．5h；n—混凝土的转运次数，取为2次；则T—运输时的环境气温，取为—5C；10=T1-(0.250.5+0.0322)(T1+5)T1=13.5C4．1．2混凝土拌合物的出机温度T0：T1=T0–0.16(T0-Ti)T0—混凝土拌合物的出机温度（C）；Ti—搅拌棚内的温度，取为5C；T1=T0–0.16(T0-5)T0=15.2C4．1．3在石子不加热的情况下，取水加热至60C，求砂加热温度：T0=0.92(MceTce+MsaTsa+gTg)+4.2Tw(Mw–WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa+MgWgTg)-C2(WsaMsa+MgWg)4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)上式中取：Mce—每立米砼中水泥的用量，取为435KG；Msa—每立米砼中砂的用量，取为600KG；Mg—每立米砼中碎石的用量，取为1450KG；Mw—每立米砼中的用水量，取为180KG；Tce—水泥的温度，取为5C（指放入暖库中）；6Tg—碎石的温度，取为—5C（指室外环境温度）；Wsa—砂的含水率，取为5%；Wg—碎石的含水率，取为2%；C1，C2—分别为水的比热容（kj/kg.k）及溶解热（kj/kg）。当骨料温度C时，C1=4．2，C2=0；当骨料温度C时，C1=2．1，C2=335；故Tsa=43．7C。由此可见已超过骨料加热温度不能超过40C的允许值。因此，在施工时尽可能提高搅拌站的暖棚温度和水泥存放的温度，来尽量减少骨料的加热量。所以，此时拌制混凝土时，同时提高水温，来降低砂温。投料的顺序为：水—石子—砂—水泥及外加剂。所用的525#水泥不可与超过60C以上的水直接接触。4．1．4混凝土成型时的温度T3；T3=CcmcT2+CfmfTf+CsmsTs/Ccmc+Cfmf+Csms=9.5C式中：T3—考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土成型完成时的温度（C）；Cc，Cf，Cs—分别为混凝土，模板材料，钢筋的比热容(kj/kg.k)，各取为1.05,0.63,0.63；mc—每立米混凝土的重量，取为2400KG；mf，ms—分别为与每立米混凝土相接触的模板，钢筋的重量，分别取为37KG，105KG；Tf，Ts—分别为与每—分别为模板，钢筋的温度，均取为当时环境温7度—5C；由此可见，经过热工计算的混凝土入模后的成型温度满足了要求。并与实际施工当中所测的混凝土的成型温度相接近。4．1．5混凝土施工时本次采用的为综合蓄热法，保温措施为：混凝土表面—塑料薄膜一层—30mm厚防寒毡—黑色塑料布一层。求混凝土综合蓄热法养护至7天时的温度T：T=e-vce.t-Ψe-vce.t+Tm.a式中：θ，Ψ，均为综合参数，分别取为θ=0．63；Ψ=178．3；=192．8vce—水泥水化速度系数（h_1）,取为0.013；Tm.a—混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的平均气温，取为—5C；4．1．6求混凝土养护至7天时的平均养护温度Tm（C）：Tm=27C查表，此时混凝土的强度已达到80%左右，达到了撤除保温层的强度。拆除保温层后的混凝土内外温差不得超过25C。4．2考虑混凝土施工时室外的作业环境为-12．5C时热工计算：4．2．1，求混凝土的出机温度T1：T1=15.2C4．2．2混凝土拌合物的出机温度：T0T0=17.2C4．2．3在石子不加热的情况下，取水加热至100度，求砂加热温度：Tsa=38C。8由此可见骨料的加热温度符合规范的要求。但在进行混凝土搅拌时一定要严格遵守投料的顺序。投料的顺序为：水—石子—砂—水泥及外加剂。所用的525#水泥不可与超过60C以上的水直接接触。4．2．4混凝土成型时的温度：T3T3=9.2C由此可见，混凝土入模后的成型温度满足了要求。4．2．5混凝土施工时本次采用的为综合蓄热法，保温措施为：混凝土表面—塑料薄膜一层—30mm厚防寒毡—黑色塑料布一层。求混凝土综合蓄热法养护至7天时的温度T：Ｔ=23．3C；4．2．6求混凝土养护至7天时的平均养护温度：TmTm=28．4C查表，此时混凝土的强度已达到80%左右，达到了撤除保温层的强度。4．3因此，在施工时，按照热工计算对搅拌机械，及混凝土存放温度的要求，对搅拌站的搅拌机械，混凝土运输车，混凝土输送泵及输送管道进行保温。并采用袋装水泥，以利于在暖库中进行存放，来提高水泥的存放温度。并搅拌站在搅拌混凝土时，严格按热工计算规定的加热温度对水及砂进行加热，从而保证了混凝土的出罐温度4．4在实际施工时，外界作业环境的平均气温在-4C左右，因此按第一种热工计算所要求的规定温度进行了施工。95采取的其他的技术措施5．1在进行混凝土浇筑前，对模板及钢筋上的冰雪及杂物进行了严格的清扫。并准备好了数量足够的蓬布，以防止混凝土浇筑时突然下雪，把未浇筑部分覆盖严密，来防止雪落入模板内部。5．2在运转层结构的西北方向用蓬布搭设了一道挡风墙，大大地减弱了风势对施工及混凝土养护时的影响。在施工中证明了这道挡风墙起到了很大的作用。5．3在混凝土浇筑前对施工缝处用碘钨灯管进行了照烤，在测得旧混凝土表面温度在正温以上时，才进行混凝土的浇筑。5．4混凝土浇筑时，在施工缝处先浇筑了30—50mm厚石子减半的混凝土，此时混凝土的入模温度相应提高到了20C左右，从而有利于施工缝处新旧混凝土的结合。5．5在施工作业前，对搅拌站的设备进行了全面彻底的检修，从而保证了搅拌设备在施工作业中的完好。又从外单位借调了一台混凝土汽车输送泵和两辆混凝土运输车，保证了施工机械的充足，从而加快混凝土的浇筑速度。这样在混凝土施工中，可以防止下层混凝土浇筑时灰头跑的太远，而上层混凝土还没有进行浇筑，从而出现施工冷缝的现象；并还可以保证上层混凝土浇筑时，下层混凝土的温度不低于2C。5．6混凝土在浇筑过程中，由专人定期测设混凝土的入模温度，对达不到要求的混凝土都采取了一定的措施，从而保证了混凝土的入模温度。混凝土浇筑完后，抽调责任心强的技术人员定期进行测温工作。10测温在混凝土浇筑后的2天内每2小时测温一次；3—6天每4小时测温一次；以后每6小时测温一次直至达到强度要求。5．7测温用的测温孔是在混凝土浇筑前要布置好的，这次测温孔的布置具有代表性，并且进行了编号。本次施工的测温工作准确及时，测温记录真实，及时反映出了混凝土结构内部温差变化的情况，从而为在出现意外情况时及时采取措施提供了可靠的依据