浅谈大体积混凝土裂缝的控制措施

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摘要: 由中国建筑第二工程局承建的辽宁清河发电有限责任公司“上大压小”技术改造二期工程，本工程为1×600MW机组，其汽轮发电机基础底座一次混凝土浇筑量约为2500立方米，底板长47.4m，宽17.2m，高3m，属于大体积混凝土工程。该部位施工时，项目主要通过采取水管降温、覆盖养护、原材控制、添加外加剂等施工措施，很好的控制了大体积混凝土裂缝的产生。

关键词：汽轮发电机基础底座，大体积混凝土，水管降温，控制裂缝

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1引言

随着经济的迅速发展，大体积混凝土的应用也越来越多，同样大体积混凝土在电厂工程建设中已经占据了非常重要的地位，不论是锅炉基础、输煤转运站基础，还是汽轮发电机基础底座，大体积混凝土在火力发电厂中的踪影无处不在，尤其是汽轮发电机堪称发电厂的心脏，其基座基础体积大、结构复杂、表观质量要求高、埋件种类繁多、并且钢筋含量较大，从而提高了施工难度，也是电厂施工的重中之重。辽宁清河发电有限责任公司“上大压小”技术改造二期工程汽轮发电机基础底座结构尺寸达到长47.4m，宽17.2m，高3m，属于大体积混凝土结构，所以控制该基础产生裂缝是施工的关键。

2裂缝产生的原因

要想控制大体积混凝土产生裂缝，首先要明白混凝土裂缝产生的原因。众所周知，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。大致可划分如下几种：

温度变化引起的裂缝。

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。混凝土的水化热是造成其结构内部与外部温差的主要原因。大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。

二、收缩引起的裂缝。

混凝土浇筑后约4小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。

另外混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，将会出现缩水收缩。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

三、地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。

四、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。搅拌混凝土所采用材料质量不合格，也可能导致结构出现裂缝。

3裂缝控制措施

混凝土裂缝产生的原因还有很多，比如加载过早、钢筋锈蚀、冻胀、施工工艺等。然而，对于大体积混凝土，其主要危害是温度变化引起的裂缝。根据研究发现，当混凝土内外温差超过25℃时，混凝土表面将出现危害裂缝。所以，为了减少或避免汽轮发电机基础底座产生危害裂纹，项目除了采取采用水化热较小的矿渣硅酸盐水泥、合理级配的砂石、掺加缓凝剂、延长新浇混凝土上部产生施工荷载的时间，以及采用循序渐进、分层浇筑、一次到顶的施工方法外，项目主要把控制混凝土内外温差做为施工的重点。主要采取了以下几点措施，收到了很好的效果。

减少混凝土内部温度

对于大体积混凝土而言，混凝土的水化热是混凝土内部温度产生的主要原因。为了减少混凝土内部温度，项目采用了水管降温的施工措施。混凝土搅拌前，所有原材搭设凉棚，避免日光强烈照射，粗骨料用凉水浇筑降温。混凝土浇筑后，降温的具体做法是在基础竖向1m及2m的位置，水平向间距1000mm设置管径60mm的钢管，而后，在汽轮发电机基础底座的一侧用水泵把凉水抽到钢管内，凉水在混凝土内循环的过程中，把混凝土内部热量带走，从而达到降温的效果。经过现场实际测温，从汽轮发电机基础底座内部循环后流出的水，水温由12℃升温至46℃，取得了明显的降温效果。

二、增加混凝土外部温度

为了减少汽轮发电机基础底座混凝土内部与外部温差，除了减少内部温度以外，还应采取措施减少混凝土表面温度的散失。具体施工措施为，混凝土浇筑完成后，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，而后覆盖两层阻燃棉被保温。并且，还要在汽轮发电机基础底座上部每20范围内设置测温导线，测温导线每点设置上、中、下三根，混凝土浇筑完后每隔2小时分别对汽轮发电机基础底座内部及表面温度进行测量，如果发现内、外温差超过25℃，汽轮发电机基础底座外表面应增加棉被覆盖层数，直至内外温差小于25℃为止。

三、通过设计增加汽轮发电机基础底座内部温度筋

汽轮发电机基础底座虽然高3m，但是，假如只为了满足受力要求，可以在汽轮发电机基础底座上部及下部各设置一层受力钢筋即可，中部可以不设置钢筋。为了避免汽轮发电机基础底座混凝土内部温度过高，产生裂缝，在汽轮发电机基础底座竖向1m及2m的位置设置两层间距150mm直径14温度钢筋。

4、结语

由中国建筑第二工程局承建的辽宁清河发电有限责任公司“上大压小”技术改造二期工程，其汽轮发电机基础底座长47.4m，宽17.2m，高3m，属于大体积混凝土。通过采取上述措施后，经测温发现，混凝土内部温度最高只有62℃，内、外温差最多时达到19℃，养护2周后，停止通水降温，并解除覆盖保温养护，混凝土结构没有出现危害裂纹，对混凝土的裂纹控制起到了很好的效果。

作者简介：李慧杰，男，1982年9月9日，籍贯河南周口，现居住辽宁大连