摘要：選煤廠儲煤筒倉基礎大體積混凝土裂縫控制是筒倉施工的一個質量控制點，也是一個難題。本文通過神華準能哈爾烏素露天礦選煤廠擴能改造毛煤倉工程基礎混凝土澆筑實踐的分析，從原材料及混凝土配合比設計、施工工藝及養護測溫措施等多方面對其進行探討，同時提出一些經過實踐檢驗，行之有效的裂縫控制措施。

　　關鍵詞： 大體積混凝土、裂縫、控制

　　中圖分類號：TV544+.91  文獻標識碼：A        文章編號：

　　Abstract: Choose coal factory to keep a coal tube Cang foundation the big physical volume concrete crack control is a tube Cang a quality control point of the construction, is also a hard nut to crack. This text passes absolute being China quasi- can admire black vegetable strip mine of Er to choose coal factory to expand the analysis that can reform the hair coal Cang engineering foundation concrete to sprinkle to build fulfillment, from original material and concrete match with ratio design, construction craft and protect to measure etc. various as to it's carry on a study, put forward some examination of hazing been practiced at the same time, the effective crack controls measure.

　　Key Word: big physical volume concrete, crack, control

　　現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩、選煤廠筒倉基礎、儲煤槽倉漏斗等。它主要的特點就是結構厚實，混凝土量大，一般實體最小尺寸大于或等于1m。工程條件復雜（一般都是地下現澆鋼筋混凝土結構），施工技術要求高，水泥水化熱較大（預計超過25度），由于它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快易使結構物產生溫度變形。大體混凝土除了最小斷面和內外溫度有一定的規定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產生的溫度應力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產生裂縫。

　　一、裂縫分類及產生原因

　　大體積混凝土內出現的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩定性，其危害性是較嚴重的；而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。

　　但出現裂縫并不是絕對地影響結構安全，它都有一個最大允許值。處于室內正常環境的一般構件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內高濕度環境的構件最大裂縫寬度≤0.2mm。

　　對于地下或半地下結構，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1～0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經過一段時間后，裂縫可以自愈。如超過0.2～0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現這種裂縫，將大大影響結構的使用，必須進行化學灌漿加固處理。

　　大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，一方面是混凝土內部因素：由于內外溫差而產生的；另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內，一般不會影響結構的強度，但卻對結構的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。

　　產生裂縫的主要原因有以下幾方面：

　　1、水泥水化熱

　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發生在澆筑后的最初3～5天。

　　2、外界氣溫變化

　　大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。

　　溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60～65℃，并且有較長的延續時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

　　3、混凝土的收縮

　　混凝土中約20℅的水份是水泥硬化所必須的，而約80℅的水份要蒸發。多余水份的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

　　影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養護條件）等。

　　二、工程實例

　　本文以神華準格爾能源有限責任公司哈爾烏素露天煤礦選煤廠擴能毛煤倉工程為例，綜合闡述大體積混凝土綜合控溫防裂措施。毛煤倉為2個內徑25m的圓形筒倉，基礎采用鋼筋砼筏板基礎，底板直徑30m，厚度1.5m，為大體積混凝土，澆筑期間氣溫18℃～30℃。為確保混凝土施工質量，嚴格控制超規范裂縫出現，澆筑前制定了通過以下幾方面來對大體積混凝土裂縫進行了綜合控制，并取得了較為理想的效果。

　　2.1原材料及混凝土配合比設計

　　哈爾烏素露天煤礦選煤廠擴能毛煤倉工程C40配合比如下:

　　材料名稱

　　用量(公斤)水水泥砂石子粉煤灰泵送劑

　　1立方米混凝土用料量1924087609687212

　　混凝土配合比（重量比）0.471.001.862.370.180.029

　　選用原材料應注意以下幾點：

　　2.1.1粗骨料宜采用連續級配5~31.5mm，細骨料宜采用中粗砂。

　　2.1.2外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。

　　2.1.3大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。

　　2.1.4水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，優先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。

　　但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現象，不僅影響施工速度，同時影響施工質量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結力和整體性。混凝土泌水性的大小與用水量有關，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關，水完全析出的時間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細度有關。所以，在選用礦渣水泥時應盡量選擇泌水性的品種，并應在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續澆筑上一層混凝土。本工程選用硅酸鹽水泥。

　　大體積砼配合比設計時，一是要盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現的時間，如采用60d齡期的砼強度作為設計強度（此點必須征得設計單位的同意），以降低水泥用量；摻粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反應較慢，可推遲放熱高峰的出現時間；摻外加劑也可達到減少水泥、水的用量，推遲放熱高峰的出現時間；

　　2.2施工過程控制

　　大體積混凝土的澆筑應合理分段分層進行，使混凝土沿高度均勻上升；

　　澆筑應在室外氣溫較低時進行，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃；

　　注意施工縫的合理連接；

　　在炎熱季節施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施；

　　混凝土內部預埋管道，進行水冷散熱；

　　2.3養護及測溫

　　大體積砼的溫度變化先是一個升溫過程，升到最高點后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。 一般大體積砼澆筑后3～5d出現最高點。

　　大體積砼養護時的溫度控制一般有兩種方法：

　　一種是降溫法，即在砼澆筑成型后，通過循環冷卻水降溫，從結構物的內部進行溫度控制；

　　另一種是保溫法，即砼澆筑成型后，通過保溫材料、碘鎢燈或定時噴澆熱水、蓄存熱水等辦法，提高砼表面及四周散熱面的溫度，從結構物的外部進行溫度控制。保溫法基本原理是利用砼的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過程中（通過人為控制），使砼獲得必要的強度。

　　大體積砼養護主要是保持適宜的溫度和濕度條件。

　　保溫養護作用：

　　1、減少砼表面的熱擴散，減小砼表面的溫度梯度，防止產生表面裂縫。

　　2、延長散熱時間，充分發揮砼的潛力和材料的松弛特性。使砼的平均總溫差所產生的拉應力小于砼抗拉強度，防止產生貫穿裂縫。

　　保濕養護的作用：

　　1、剛澆筑不久的砼，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產生干縮裂縫。

　　2、砼在潮濕條件下，可使水泥的水化作用順利進行，提高砼的極限拉伸強度。

　　砼測溫點的布置、測溫時間頻率、測溫工具的選用

　　為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規律，以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進行溫度監測控制。

　　（1）測溫點的布置--必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度，應布置在底部、中部和表面，垂直測點間距一般為500～800㎜；平面則應布置在邊緣與中間，平面測點間距一般為2.5～5m。當使用熱電偶溫度計時，其插入深度可按實際需要和具體情況而定，一般應不小于熱電偶外徑的6～10倍，測溫點的布置，距邊角和表面應大于50㎜。

　　采用預留測溫孔洞方法測溫時，一個測溫孔只能反映一個點的數據。不應采取通過沿孔洞高度變動溫度計的方法來測豎孔中不同高度位置的溫度。

　　（2）測溫制度--在砼溫度上升階段每2～4h測一次，溫度下降階段每8h測一次，同時應測大氣溫度。

　　所有測溫孔均應編號，進行砼內部不同深度和表面溫度的測量。

　　測溫工作應由經過培訓、責任心強的專人進行。測溫記錄，應交技術負責人閱簽，并作為對砼施工和質量的控制依據。

　　（3）測溫工具的選用--為了及時控制砼內外兩個溫差，以及校驗計算值與實測值的差別，隨時掌握砼溫度動態，宜采用熱電偶或半導體液晶顯示溫度計。采用熱偶測溫時，還應配合普通溫度計，以便進行校驗。

　　在測溫過程中，當發現溫度差超過25℃時，應及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，以防止砼產生溫差應力和裂縫。

　　三、結束語

　　選煤廠大直徑筒倉基礎大體積混凝土不同于普通部位混凝土，其施工質量直接影響筒倉整體結構工程質量，故裂縫的控制是質量控制的重中之重，只有不斷的通過數據的實測積累統計，才能不斷的改進施工工藝，進而減少混凝土有害裂縫的產生，進而保證工程的內在質量。