LNG儲罐承臺大體積混凝土裂縫控制技術分析

許東來

（中國建筑第二工程局有限公司核電建設分公司，廣東深圳518034）

0 引言

大體積混凝土裂縫控制工作是土建結構施工項目中的重要課題，主要在于混凝土熟化過程中產生的水蒸氣，會使混凝土內部的氣溫急速升高，造成大面積的混凝土裂紋情況，甚至出現貫穿縫。

1 液化天然氣（LNG）儲罐承臺介紹

液化天然氣，簡稱為LNG，是氣田中的天然氣經過凈化、零下163℃低溫液化等工業處理后所獲得的常溫狀態下為液體的天然氣，在燃燒反應階段其產生的物質是水及空氣中的氣體，被認為是地球上最干凈的化石能源。液化天然氣的主要成分為甲烷，具有無毒、無害、無色、無味的特點，體積比氣態天然氣小很多，質量僅為同體積狀態下水的一半左右。液化天然氣儲罐是進行液化天然氣長期儲存的專業設備，需要經過探傷、水壓氣實驗、現場檢驗等環節后，并獲得壓力容器檢驗證書，才能投入使用。而液化天然氣儲罐承臺是一種受力由墩身傳遞，并在樁基頂部設置的鋼筋混凝土平臺，其主要用來進行液化天然氣的儲存、管理[1]。

2 LNG儲罐承臺大體積混凝土裂縫處理方法

對于LNG儲罐承臺項目，應定期對混凝土裂縫情況進行處理，保證整個承臺的質量，減少發生儲存事故造成液化天然氣泄露的情況。可以利用磁粉探傷或超聲波探傷檢測的方式，對LNG儲罐承臺進行裂縫細化檢查，在保障承臺質量的同時，針對部分探測出來的問題進行相應處理，降低項目風險。肉眼觀察是最常見的混凝土裂縫檢測方法，在檢測完成后，對于不同部分采取不同的處理方案，如表面處理法、灌漿法、結構補強法等，以表面處理法為例，它是在混凝土表面涂抹低粘度的液態樹脂，適用于漿材難以灌入的細而淺的混凝土裂縫。

3 大體積混凝土裂縫控制要點與方法

3.1 從源頭控制裂縫

進行LNG儲罐承臺大體積混凝土裂縫控制工作時，應盡量以預防為主，盡可能降低經濟損失。一般來說，LNG儲罐承臺對于預拌混凝土生產原材料檢測指標存在一定的要求，要嚴格按照國家或企業制定的混凝土原材料生產標準進行檢測，對于不同種類的生產原材料進行逐一檢測，且保證檢測全程都有專業人員陪同，根據檢測結果對于LNG儲罐承臺原材料的采購工作提出相應指導意見。常見的LNG儲罐承臺是采用C50R60混凝土進行施工的，其水泥、砂、石子、水、其他物質的配比要求為1:2.6:3.5:0.5:0.5，且混凝土縱向坍落度要控制在20±3cm的范圍內，而橫向擴展度要控制在55±5cm的范圍內。檢測過程中要注意對于細節的處理，大體積混凝土生產原材料的使用標準較為嚴苛，檢測工藝較為復雜，需要各個審核部門之間的配合，杜絕因盲目信任使不符合施工標準的原材料進入施工現場。此外，對于不同大體積混凝土原料，還有不同的檢測質量要求，只有保證混凝土原材料質量，才能減少LNG儲罐承臺大體積混凝土出現裂縫的可能性。這里主要對水泥與摻合料兩種原材料進行了介紹：

水泥是LNG儲罐承臺大體積混凝土中的主要成分，能夠將材料中的石頭、沙子等成分混合，起到混合劑的作用。優質水泥的顏色常為深灰色或者淺綠色，顏色越綠，則證明水泥質量越高；顏色越灰，則證明水泥中的礦渣微粉摻量過多。應選擇抗裂性能較好的水泥，可以用手感知其并沒有較大的顆粒物，或是通過化學反應實驗，即利用酚酞指示劑對水泥漿進行質量檢測，若其沒有顯示較為明顯的紅色，則該水泥的質量較差。其水泥成分、水化熱標準，都要符合《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）中的相關規定。對于剛出場的混凝土水泥，其溫度較高，應送至工程檢測中心，通過與外加劑的融合實驗測定，得出水泥質量檢測結果，判斷其是否符合承臺大體積混凝土施工要求[2]。

摻合料也是一種重要的混凝土原材料，它能夠有效降低混凝土溫度，提高整體LNG儲罐承臺的抗裂能力。針對摻合料的抗裂能力進行檢測，其檢測原理是當摻合料水分較多時，摻合料的活性程度會提高，借此分析其所含水分的情況，判斷其是否符合抗裂標準。這種檢測方法的優勢在于其操作難度較低，且直觀性較強，能直接反應摻合料的質量。也可以通過儀器設備的輔助功能，利用能夠對水含量測定的儀器進行摻合料檢測，其優點在于準確性較高，但實驗需要花費一定的成本。或者利用通過化學反應實驗來判斷摻合料含水量，這種方法的操作難度較高，需要工作人員具備一定的操作經驗，且要具備相應的技術與條件支持。雖然這種檢測方法在實際生活中并不常見，但是對于施工質量有著明確要求的LNG儲罐承臺大體積混凝土，能夠有效保證整體材料的耐磨性、抗凍性、抗侵蝕性、抗裂性等效果。

3.2 從施工控制裂縫

首先，混凝土計量。在完成承臺大體積混凝土各項準備工序后，需要對每盤混凝土的組分進行計量，保證其數量符合施工要求。通常要求混凝土材料的占比浮動頻率不得超過2%，且在每次正式稱量工作前都需要對計量設備進行標準測定，保證其計量結果的準確性。過程中需要額外注意對骨料的含水率測定，這會極大程度地影響LNG儲罐承臺大體積混凝土的抗裂性能，尤其是在雨天等環境下進行混凝土計量工作時，更要增加骨料的測定次數，調整用水量。

其次，混凝土攪拌。在混凝土攪拌環節，施工人員要確保各原材料配比符合項目施工標準，可以在考慮當地環境的條件下，對個別材料進行細微調整，保證混凝土的攪拌效果。在攪拌機組運行過程中，要嚴格控制每組攪拌時間，每班進行兩次或以上抽查。當混凝土攪拌完成裝入攪拌車時，需要對攪拌車的坍落度進行測量，以及已攪拌混凝土的和易性，避免出現材料離析的情況。

再次，混凝土運輸。其運輸時間不得超過2h，部分惡劣環境下的運輸時間允許范圍更低。在混凝土送至施工場地后，若停留超過2h，也不允許進行儲罐承臺施工。在混凝土運輸車離開攪拌站后，不允許中途添加任何材料，包括水和各種外加劑等。若混凝土坍落度在運輸后損失超過4cm，則也不可用于項目施工。

最后，測溫養護。混凝土測溫是LNG儲罐承臺施工中的重點項目，不僅是在項目完工后，在整個混凝土使用環節都要進行溫度控制。在現代化技術的支持下，可以通過智能電腦對混凝土溫度在澆搗時就進行同步測定，根據電腦上的數據判斷溫度情況。當混凝土澆搗到冷卻水管后，利用通水方式對整個混凝土項目進行溫度控制，保證進水溫度與混凝土內部的溫度差在30℃以下，并在混凝土水化熱消逝后立即停止通水，并進行水泥砂漿封堵冷卻水管工序。在混凝土養護工作中，最常見的方式便是塑料膜、草席、澆水組合方法，如圖1所示，過程中主要是對澆水次數及澆水量進行控制，要根據實際情況進行規定[3]。

3.3 從檢測控制裂縫

圖1 大體積混凝土養護

一般來說，LNG儲罐承臺在長時間的作業過程中，由于液化天然氣的特殊性，承臺的壓力會不斷發生變化，且不同部分之間的接觸面積也會隨著LNG儲罐數量的變化而發生改變。針對承臺混凝土主體的實際受力情況，由于自身的不確定因素，可能造成部分位置的受力集中情況，而其他部分受力較小，這種不平衡的受力狀態極易引發混凝土開裂，對整個儲罐承臺造成損壞，在長期使用過程中，不同位置的混凝土損壞特點也不一樣。

檢修維護作為保證LNG儲罐承臺大體積混凝土裂縫控制質量的重要工序，在混凝土項目完工后，首先要對混凝土質量進行測定，根據相關施工標準對其自身強度進行檢測。其次，試擺放若干LNG儲罐，觀察其形變情況，若出現承臺強度不穩定或是形變過量的情況，應分析問題原因，必要時需要將整個儲罐承臺拆除重建。最后，由于大體積混凝土自身的重量，以及LNG儲罐使用情況，會使得部分結構受力發生形變，要對限位塊制定合理的尺寸規劃，降低應LNG儲罐移動對于整體混凝土結構造成的損壞，降低混凝土裂縫發生的可能性。

4 結論

混凝土裂縫作為縮短LNG儲罐承臺使用壽命、影響其作業質量的主要原因之一，對于其裂縫控制措施研究十分有必要。要求相關工作人員在施工過程中，綜合當地溫度、濕度等各方面條件因素，合理利用現代化技術，選擇恰當的大體積混凝土施工技術，切實提高LNG儲罐承臺大體積混凝土施工質量，推動液化天然氣資源高效利用。