大体积混凝土抗裂技术在磨矿仓工程中的应用

陈勇

(中国二十二冶集团第一建设有限公司，河北唐山 064000)

1 工程概况

磨矿仓工程设计1.60 m厚整体板筏基础，25个储矿筒仓高12.5 m，分5组，混凝土壁厚200 mm，φ14@200 mm双向配置。上部两层框架(一层混凝土，顶层钢结构)，彩板屋面，砖墙围护，设外部钢梯。附属：北侧设两个除尘器室，单层框架，钢结构屋面。

为了保证大体积混凝土实体质量，重要的一点是控制混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝是施工技术的关键问题。由于大体积混凝土的裂缝机理是十分复杂的，因此应从多方面采取相应的措施综合考虑。

在此，根据以往工程大体积混凝土的施工前准备、混凝土材料、混凝土配比、混凝土施工、养护等方面进行分析。

以唐钢司家营铁矿一期采选工程中磨矿仓为例，其基础底宽为12.90 m，高为1.60 m，整个基础长约233 m，分成五个施工段，以第⑦轴～第[12]轴细说大体积混凝土的抗裂技术，此段长为42.00 m，总混凝土量约为6 290 m3。保证大体积混凝土实体质量，采取的措施如下。

2 混凝土浇筑前的准备工作

1)机械设备的用电是否正常。

2)对钢筋、模板等进行技术复核，质量验收合格，并办理好隐蔽工程验收工作。

3)检查混凝土输送泵运转是否正常，输送管路固定是否可行。

4)检查各类机械运转是否正常，油料是否备足。

5)电力电源到位，各类配电箱均设置漏电安全保护装置，夜间照明系统配备就位。

3 材料要求

1)选择级配合理的砂石，减少砂石孔隙率，降低水泥用量。

2)采用低水化热的矿渣硅酸盐水泥。

3)在混凝土中掺入适量的减水、缓凝泵送剂，以满足和易性的要求。

4)采用水化热低、碱性小、收缩小的粉煤灰，掺量不大于20%。

5)所使用的材料均必须有原材料试验报告、复检报告。

4 混凝土配合比

根据实验室提供正式的配合比，现场严格控制各种材料的称量准确性，尤其是外加剂的重量。坍落度要求控制在160 mm～180 mm，以满足现场泵送条件，严禁现场随意加水以增大混凝土的坍落度。

5 混凝土的浇筑

1)因该基础的每个施工段的长度超过厚度的3倍，因此浇筑采用斜面分层的方式，浇筑顺序自西向东。

2)混凝土的运输采用泵送，机械振捣。振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，上下略有抽动，以使上下振捣均匀，每点振捣时一般以20 s～30 s为宜，但还要以混凝土表面呈现水平不再下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准，严格防止漏振、过振，从而出现不密实或离析现象。斜面分层浇筑时，振捣棒应插入下层混凝土50 mm左右，以消除两层之间的接缝。

3)混凝土浇筑分层决定于振动棒长和振动的大小，同时也要考虑混凝土量供应情况以及混凝土浇筑量的多少，分层厚度以不大于振捣棒有效振捣长度的1.25倍，一般为20 cm～30 cm。

4)混凝土浇筑过程应使混凝土在浇筑时不产生离析现象。大体积混凝土在振捣过程中会出现泌水和浮浆情况，应采取措施将这些水和浮浆人为排出至混凝土实体之外。

5)混凝土浇筑后必须进行二次压光，以防止混凝土表面温度裂缝的产生。

6 混凝土的养护

1)当混凝土浇筑到设计标高时，混凝土初凝前会在表面产生一些不均匀、不规则的裂缝，必须处理这些小的裂缝，否则会联通贯穿，这些裂缝虽然对结构基本无影响，但有碍观瞻，对混凝土的耐久性也有影响，施工中派专人，在现场技术人员监督下，混凝土即初凝时，拿铁抹子闭合这些缝。

2)为提高混凝土的抗拉强度，提高混凝土密实度，还应采取二次振捣法。在振捣棒拔出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞，这时应该对混凝土施加二次振捣。由于泵送混凝土表面水泥较厚，在浇筑2 h～6 h后，先用长刮尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝前用铁板压光。这样既能保证混凝土表面光滑，又能充分保存混凝土内的水分。

3)为保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，在12 h内采用草袋覆盖浇水养护，养护期不少于14 d。

4)混凝土的养护应设专人负责，基础顶上用“蓄水法”养护，两侧基础台顶面及侧面每隔3 h由专人浇水养护。

7 混凝土的测温

大体积混凝土施工要严格控制水化热引起的混凝土最高温度与外界温度之差不大于25℃，基面温差和基底温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至于过大，以有效控制有害裂缝的出现。在混凝土浇筑完毕后，就开始测温，时间间隔每2 h一次，5 d后可延长到每4 h测温一次，10 d后可每6 h测温一次，每次测温的同时记下环境温度。混凝土表面温度与环境温度接近，大气温度与混凝土中心温度差不大于20℃时，可解除保温措施，停止测温。

测温措施如下：

1)在混凝土底部、中部和表面布设测温孔。

2)在平面上，沿基础纵向设置两排测温孔，间距小于15 m。

3)测温孔采用φ20钢管(一端密封)在底板浇筑过程中埋入，高出混凝土顶面200 mm。

所有测温孔编号，进行混凝土不同部位、不同深度测量，并作混凝土养护测温记录(略)。根据混凝土养护测温记录得出：基础混凝土浇筑后，中心最高温度发生在第3天～第4天，最高温度60℃。

混凝土中心与表面温度升降基本同步上升，在混凝土浇筑完10 d～11 d后温差始终保持在3℃～10℃左右，低于不安全温差25℃，混凝土浇筑18 d后温差保持在3℃左右，说明温差控制理想。

磨矿仓基础混凝土养护期结束后，通过检查，混凝土里实外光，这说明施工前准备、混凝土材料、混凝土配比、混凝土施工、养护等措施起到了良好效果。

［1］ GB 50204-2002，混凝土工程施工质量验收规范［S］.

［2］ GB 50119-2003，混凝土外加剂应用技术规范［S］.

［3］ 富文权，韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制［M］.北京：中国铁道出版社，2002.

［4］ 王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［5］ 向 晖.大体积混凝土裂缝分析和防治［J］.山西建筑，2010，36(25)：144-145.