大體積混凝土抗裂技術在磨礦倉工程中的應用

陳勇

(中國二十二冶集團第一建設有限公司，河北唐山 064000)

1 工程概況

磨礦倉工程設計1.60 m厚整體板筏基礎，25個儲礦筒倉高12.5 m，分5組，混凝土壁厚200 mm，φ14@200 mm雙向配置。上部兩層框架(一層混凝土，頂層鋼結構)，彩板屋面，磚墻圍護，設外部鋼梯。附屬：北側設兩個除塵器室，單層框架，鋼結構屋面。

為了保證大體積混凝土實體質量，重要的一點是控制混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度，防止混凝土出現有害的溫度裂縫是施工技術的關鍵問題。由于大體積混凝土的裂縫機理是十分復雜的，因此應從多方面采取相應的措施綜合考慮。

在此，根據以往工程大體積混凝土的施工前準備、混凝土材料、混凝土配比、混凝土施工、養護等方面進行分析。

以唐鋼司家營鐵礦一期采選工程中磨礦倉為例，其基礎底寬為12.90 m，高為1.60 m，整個基礎長約233 m，分成五個施工段，以第⑦軸～第[12]軸細說大體積混凝土的抗裂技術，此段長為42.00 m，總混凝土量約為6 290 m3。保證大體積混凝土實體質量，采取的措施如下。

2 混凝土澆筑前的準備工作

1)機械設備的用電是否正常。

2)對鋼筋、模板等進行技術復核，質量驗收合格，并辦理好隱蔽工程驗收工作。

3)檢查混凝土輸送泵運轉是否正常，輸送管路固定是否可行。

4)檢查各類機械運轉是否正常，油料是否備足。

5)電力電源到位，各類配電箱均設置漏電安全保護裝置，夜間照明系統配備就位。

3 材料要求

1)選擇級配合理的砂石，減少砂石孔隙率，降低水泥用量。

2)采用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥。

3)在混凝土中摻入適量的減水、緩凝泵送劑，以滿足和易性的要求。

4)采用水化熱低、堿性小、收縮小的粉煤灰，摻量不大于20%。

5)所使用的材料均必須有原材料試驗報告、復檢報告。

4 混凝土配合比

根據實驗室提供正式的配合比，現場嚴格控制各種材料的稱量準確性，尤其是外加劑的重量。坍落度要求控制在160 mm～180 mm，以滿足現場泵送條件，嚴禁現場隨意加水以增大混凝土的坍落度。

5 混凝土的澆筑

1)因該基礎的每個施工段的長度超過厚度的3倍，因此澆筑采用斜面分層的方式，澆筑順序自西向東。

2)混凝土的運輸采用泵送，機械振搗。振搗棒的操作要做到“快插慢拔”，上下略有抽動，以使上下振搗均勻，每點振搗時一般以20 s～30 s為宜，但還要以混凝土表面呈現水平不再下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為準，嚴格防止漏振、過振，從而出現不密實或離析現象。斜面分層澆筑時，振搗棒應插入下層混凝土50 mm左右，以消除兩層之間的接縫。

3)混凝土澆筑分層決定于振動棒長和振動的大小，同時也要考慮混凝土量供應情況以及混凝土澆筑量的多少，分層厚度以不大于振搗棒有效振搗長度的1.25倍，一般為20 cm～30 cm。

4)混凝土澆筑過程應使混凝土在澆筑時不產生離析現象。大體積混凝土在振搗過程中會出現泌水和浮漿情況，應采取措施將這些水和浮漿人為排出至混凝土實體之外。

5)混凝土澆筑后必須進行二次壓光，以防止混凝土表面溫度裂縫的產生。

6 混凝土的養護

1)當混凝土澆筑到設計標高時，混凝土初凝前會在表面產生一些不均勻、不規則的裂縫，必須處理這些小的裂縫，否則會聯通貫穿，這些裂縫雖然對結構基本無影響，但有礙觀瞻，對混凝土的耐久性也有影響，施工中派專人，在現場技術人員監督下，混凝土即初凝時，拿鐵抹子閉合這些縫。

2)為提高混凝土的抗拉強度，提高混凝土密實度，還應采取二次振搗法。在振搗棒拔出時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞，這時應該對混凝土施加二次振搗。由于泵送混凝土表面水泥較厚，在澆筑2 h～6 h后，先用長刮尺按標高刮平，然后用木抹反復搓壓數遍，使其表面密實，在初凝前用鐵板壓光。這樣既能保證混凝土表面光滑，又能充分保存混凝土內的水分。

3)為保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止早期由于干縮而產生裂縫，大體積混凝土澆筑完畢后，在12 h內采用草袋覆蓋澆水養護，養護期不少于14 d。

4)混凝土的養護應設專人負責，基礎頂上用“蓄水法”養護，兩側基礎臺頂面及側面每隔3 h由專人澆水養護。

7 混凝土的測溫

大體積混凝土施工要嚴格控制水化熱引起的混凝土最高溫度與外界溫度之差不大于25℃，基面溫差和基底溫差均控制在20℃以內，及時調整保溫及養護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至于過大，以有效控制有害裂縫的出現。在混凝土澆筑完畢后，就開始測溫，時間間隔每2 h一次，5 d后可延長到每4 h測溫一次，10 d后可每6 h測溫一次，每次測溫的同時記下環境溫度。混凝土表面溫度與環境溫度接近，大氣溫度與混凝土中心溫度差不大于20℃時，可解除保溫措施，停止測溫。

測溫措施如下：

1)在混凝土底部、中部和表面布設測溫孔。

2)在平面上，沿基礎縱向設置兩排測溫孔，間距小于15 m。

3)測溫孔采用φ20鋼管(一端密封)在底板澆筑過程中埋入，高出混凝土頂面200 mm。

所有測溫孔編號，進行混凝土不同部位、不同深度測量，并作混凝土養護測溫記錄(略)。根據混凝土養護測溫記錄得出：基礎混凝土澆筑后，中心最高溫度發生在第3天～第4天，最高溫度60℃。

混凝土中心與表面溫度升降基本同步上升，在混凝土澆筑完10 d～11 d后溫差始終保持在3℃～10℃左右，低于不安全溫差25℃，混凝土澆筑18 d后溫差保持在3℃左右，說明溫差控制理想。

磨礦倉基礎混凝土養護期結束后，通過檢查，混凝土里實外光，這說明施工前準備、混凝土材料、混凝土配比、混凝土施工、養護等措施起到了良好效果。

［1］ GB 50204-2002，混凝土工程施工質量驗收規范［S］.

［2］ GB 50119-2003，混凝土外加劑應用技術規范［S］.

［3］ 富文權，韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制［M］.北京：中國鐵道出版社，2002.

［4］ 王鐵夢.工程結構裂縫控制［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［5］ 向 暉.大體積混凝土裂縫分析和防治［J］.山西建筑，2010，36(25)：144-145.