鋼混結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用介紹

曹瑞東　鞏天真　孫補(bǔ)

摘 要：本文總結(jié)了我國電力工程中大體積鋼筋混凝土裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用情況，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大體積鋼筋混凝土在電力工程中主要用于基礎(chǔ)工程，包括設(shè)備基礎(chǔ)、建筑物基礎(chǔ)、鐵塔基礎(chǔ)等，大體積混凝土裂縫控制的方法主要從降低混凝土內(nèi)部熱量，減小混凝土內(nèi)外溫差，合理的施工等這幾方面入手。

關(guān)鍵詞：大體積鋼筋混凝土；電力工程；裂縫控制

中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）07-0150-02

引言

在電力工程中，設(shè)備一般體量較大，就要求有較大體積的混凝土基礎(chǔ)，如主變基礎(chǔ)、GIS設(shè)備基礎(chǔ)、主控樓筏板基礎(chǔ)及輸電塔基礎(chǔ)等。大體積鋼筋混凝土的施工過程中容易產(chǎn)生裂縫。因此，研究大體積混凝土裂縫控制技術(shù)就顯得尤為重要。

1 大體積混凝土的概念及裂縫產(chǎn)生原因

1.1 大體積混凝土概念

對(duì)于大體積鋼筋混凝土的定義，各個(gè)國家的定義是不同的。日本建筑學(xué)會(huì)規(guī)定“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。而我國的《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中規(guī)定“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸≥1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土”定義為大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2 裂縫的產(chǎn)生原因

鋼筋混凝土開裂是混凝土施工中最常見的一種缺陷。開裂發(fā)生的原因往往是多種因素疊加造成的。如溫度應(yīng)力、周圍結(jié)構(gòu)的約束、干燥收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降、結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中等。其中，溫度應(yīng)力是造成的裂縫的主要原因。

鋼筋混凝土中水泥在水化過程中會(huì)釋放大量的熱，使鋼筋混凝土內(nèi)部的溫度升高。內(nèi)部和外部的溫度形成溫差，進(jìn)而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土抗拉強(qiáng)度小于溫度應(yīng)力時(shí)，裂縫就出現(xiàn)了。因此，防止鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的關(guān)鍵就是降低水泥水化熱，控制內(nèi)外溫差。

2 電力工程中鋼筋混凝土裂縫控制技術(shù)在我國的應(yīng)用

1991年，山西電建二公司在神頭二電廠的建設(shè)中，大體積混凝土防止裂縫的措施有：摻加質(zhì)素磺酸鈣和粉煤灰，來降低水化熱，采用低水化熱的水泥，合理留設(shè)施工縫等[1]。

1995年，中建三局承建巴基斯坦拉克拉電廠，由于當(dāng)?shù)貧鉁剌^高，日平均氣溫能達(dá)到42.3℃，為防止大體積鋼筋混凝土開裂，采用水中加冰的方式使混凝土入模溫度低于30℃，利用當(dāng)?shù)馗邷馗稍锏臍夂蚝退療彷^高的抗硫酸鹽水泥及配方，有效解決了混凝土無水養(yǎng)護(hù)的難題；在基礎(chǔ)四周和表面錯(cuò)位式鋪設(shè)了5層3種異質(zhì)材料，使混凝土內(nèi)外溫差<25℃[2]。

2004年，山西電建一公司在大同二電廠7號(hào)鍋爐基礎(chǔ)施工中，采用混凝土摻加緩凝型減水劑、粉煤灰，有效地降低了鋼筋混凝土單方水泥用量，延長了混凝土凝結(jié)時(shí)間，延緩了混凝土水化熱峰值的出現(xiàn)。同時(shí)，為控制混凝土入模溫度，采用水中加冰的方法及給砂石噴水霧的方法[3]。

2008年，廣州市花都第一建筑工程有限公司在福建省電力調(diào)度通信中心主樓承臺(tái)底板的施工中，利用內(nèi)部冷卻循環(huán)水降溫工藝，有效降低了混凝土內(nèi)外溫差，并對(duì)冷卻循環(huán)水降溫措施和施工工藝進(jìn)行了總結(jié)[4]。

2011年，華能沁北電廠對(duì)電力工程中基礎(chǔ)進(jìn)行了研究，提出在骨料中可以噴水加冰的方法進(jìn)行降溫，并指出裂縫出現(xiàn)后治理措施。如表面修補(bǔ)，嵌縫灌漿，結(jié)構(gòu)加固等[5]。

2011年，牡丹江熱電有限公司在供熱機(jī)組汽機(jī)基礎(chǔ)建設(shè)中，選用收縮性小，低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥控制大體積鋼筋混凝土內(nèi)外溫差，冬期緩拆模，注意保溫。施工時(shí)，多次檢查塌落度，不合格不準(zhǔn)入模，掌握振搗尺度，混凝土搓平之前排出混凝土表面的浮漿，表面初凝后，將混凝土表面壓實(shí)、抹光至少3遍，閉合混凝土表面裂縫[6]。

2011年，廣東輸變電在榕江大跨越輸電線路工程的建設(shè)中，大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)采用低水化熱的硅酸鹽水泥，級(jí)配良好的中砂，摻加不超過水泥用量40%的粉煤灰。澆筑采用6層分層澆筑，有效散發(fā)水泥水化熱。在承臺(tái)內(nèi)埋設(shè)3層冷卻水管，降低內(nèi)部溫度。承臺(tái)表面鋪設(shè)足夠保溫膜，夜間可采用鎢燈照射，進(jìn)行人工加熱[7]。

2012年，中電投電力工程有限公司對(duì)電力工程基礎(chǔ)冬期施工防裂措施進(jìn)行了研究，從冬季施工技術(shù)指標(biāo)，混凝土破壞機(jī)理，質(zhì)量控制技術(shù)措施等方面進(jìn)行了研究，可使電力工程鋼筋混凝土施工不浪費(fèi)20%～40%的施工季節(jié)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益[8]。

2012年，福建華電可門發(fā)電有限公司提出，大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)造方面增配構(gòu)造鋼筋，抵御溫度應(yīng)力；在洞口、構(gòu)件變化處等應(yīng)力集中處處加強(qiáng)措施；混凝土與地基接觸面處設(shè)置滑動(dòng)層，可減小地基對(duì)混凝土的外部約束作用與混凝土的收縮應(yīng)力[9]。

3 結(jié)語

大體積鋼筋混凝土主要指最小尺寸≥1m的混凝土，在電力工程中，主要用于各種基礎(chǔ)，如各種設(shè)備基礎(chǔ)，承臺(tái)等。

從原料角度，控制大體積鋼筋混凝土裂縫的方法有：采用低水化熱的水泥，級(jí)配良好的石子、沙粒，摻加添加劑和粉煤灰，采用加冰的方法降低混凝土用水水溫等。從減小混凝土溫差的角度，控制大體積鋼筋混凝土裂縫的方法有：混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻循環(huán)水管，混凝土表面鋪設(shè)保溫材料，采用鎢光燈照射，提高混凝土表面溫度等方法。從構(gòu)造方面，控制大體積鋼筋混凝土裂縫的方法有增配構(gòu)造鋼筋，抵御溫度應(yīng)力，在洞口、構(gòu)件變化處等應(yīng)力集中處加強(qiáng)措施，混凝土與地基接觸面處設(shè)置滑動(dòng)層等。從施工角度，減小大體積鋼筋混凝土裂縫的方法有：合理設(shè)置施工縫、分層澆筑、采用二次振搗等。

參考文獻(xiàn)

[1] 李精漢，陸家駒，蘇生.發(fā)電廠大體積混凝土施工與防裂[J].電力建設(shè)，1991（03）：38-39.

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[3] 陳健全.國電電力大同第二發(fā)電廠大體積混凝土施工技術(shù)[J].山西建筑，2004（30）：85-86.

[4] 唐兆龍.內(nèi)降溫在大體積混凝土施工中的應(yīng)用[J].廣東科技，2008（24）：87-89.

[5] 李慶生.電力工程基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫原因分析與防控[J].科技資訊，2011（05）：143.

[6] 孫遠(yuǎn).電力工程大體積混凝土施工技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011（12）：78-79.

[7] 姜偉.對(duì)大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)方案的探討[J].廣東科技，2011（12）：103-104.

[8] 何雄，陳永祥.電力工程冬季混凝土施工防護(hù)技術(shù)探討[J].城市建筑，2012（12）：29-30.

[9] 鄒業(yè)傳.大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生與控制[J].中國科技投資，2012（33）：99.

作者簡介：曹瑞東（1984-），男，漢族，河北張家口，助教，碩士。研究方向：結(jié)構(gòu)工程。