摘要：青山電廠新建雙曲線冷卻塔，其結(jié)構(gòu)組成有環(huán)基基礎(chǔ)、人字柱及環(huán)梁、筒壁工程三部分，全部是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合以上三部分各有的技術(shù)要求和施工特點，編制出商品混凝土配置技術(shù)方案，以確保我站商品混凝土的質(zhì)量和正常順利施工。
　　關(guān)鍵詞：雙曲線冷卻塔 配置方案 質(zhì)量檢驗 預(yù)防措施
　　前言：
　　國電青山熱電煙囪結(jié)構(gòu)安全等級為一級，設(shè)計使用年限為50年，基本地震烈度6度。煙囪為套筒形式，筒身高210m，底部最大直徑24m，出口內(nèi)徑7.8m。外筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚500～280mm。外筒部位完成砼施工共計3600m3，鋼筋綁扎360t。
　　一、雙曲線冷卻塔工程的特點：
　　1.冷卻塔環(huán)基因其體積厚大，圓周較長，屬于大體積混凝土。防止水化熱溫度應(yīng)力及干縮裂縫，要求混凝土配合比設(shè)計以及原材料選擇作為質(zhì)量控制的重點。
　　2.人字柱及環(huán)梁部位是冷卻塔的最關(guān)鍵部位，也是外表觀感質(zhì)量控制的重點。
　　3. 冷卻塔筒壁屬高聳鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，對混凝土除有較高的強度要求外，還有抗?jié)B、抗凍、外觀等方面的要求。
　　二、配置方案：
　　根據(jù)工程特點，商品混凝土站分別從技術(shù)要求、施工要求、觀感要求等三方面進行了研究，試驗并制定了以下方案：
　　1、環(huán)基混凝土：
　　1.1配合比的優(yōu)化：
　　冷卻塔環(huán)基因其體積厚大，正值夏季施工，所以應(yīng)采取相應(yīng)措施防止實體產(chǎn)生裂縫。選擇最佳的配合比，制定相應(yīng)的有效控制措施，杜絕大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，成為大體積混凝土的關(guān)鍵要素。該工程主要從降低水化熱溫度、延緩水化熱峰值、摻加礦物摻合料來推遲混凝土的強度增長這三個方面著手。
　　1.2 材料選擇：
　　大體積混凝土原材料選擇的原則：在保證混凝土強度及施工性能要求的前提下，應(yīng)盡量提高摻合料及骨料的含量，從而保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，進一步降低水化熱。
　　1)水泥：
　　水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥，優(yōu)先采用低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。該工程選用了礦渣硅酸鹽水泥(P·S 42.5)。
　　外加劑宜采用緩凝高效減水劑;該工程選用外加劑采用聚羧酸系高性能減水劑(JGJ/T223-2007)，并帶緩凝。保塑性要好、坍落度徑時(60min)損失20mm內(nèi)。要求減水率達25%，摻量為膠凝材料的1.5%。
　　2)粗骨料：
　　骨料一般應(yīng)選用結(jié)構(gòu)致密，并有足夠強度的優(yōu)良骨料，還要求所選骨料清潔而不含雜質(zhì)。此方案采用5～31.5㎜連續(xù)級配碎石，粗骨料含泥量≤1.0%，泥塊≤0.5%，針片狀≤15%，其它指標滿足GB/T14685—2001《建筑用卵石 碎石》標準要求。
　　3)細骨料：
　　湖北巴河河砂，細度模數(shù)中粗，類別Ⅱ類，細骨料含泥量≤3.0%，泥塊≤1.0%，其它指標滿足GB/T14684—2001《建筑用砂》標準要求。
　　4)粉煤灰：
　　Ⅱ級粉煤灰，其指標滿足GB1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準要求。
　　5)防裂CAS微膨脹劑：
　　武漢一冶特種建筑材料有限公司生產(chǎn)，其指標滿足GB23439-2009《混凝土膨脹劑》標準要求。摻量為水泥用量的10%。
　　6)礦粉：
　　S95級，用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉，其指標滿足GB/T18046-2008
　　7)水：
　　滿足《混凝土拌和用水標準》(JGJ63-2006)
　　1.3 水化熱計算：
　　配合比：C30 P8 坍落度:160±20mm(抗?jié)B加CAS微膨脹劑)

水泥	粉煤灰	礦粉	微膨脹劑	砂	石	聚羧酸	水	合計	砂率	粒徑	水膠比
251	63	40	30	755	1040	5.76	175	2360	0.42	5-31.5	0.46

　　C30P8：低熱水泥 42.5水泥
　　混凝土拌合物溫度計算表：

材料名稱	重量W(Kg)	比熱C（KJ/Kg.℃）	熱當(dāng)量W*C(KJ/℃)	溫度Ti(℃)	熱量Ti*W*C(KJ)
水泥	251	0.96	240.96	30	7228.8
砂子	755	0.84	634.2	30	19026
碎石	1040	0.84	873.6	30	26208
粉煤灰	63	0.84	52.92	30	1587.6
礦粉	40	0.84	33.6	30	1008
微膨脹劑	30	0.84	25.2	30	756
聚羧酸	5.76	4.2	24.2	27	653.4
拌合水	175	4.2	735	27	19845

　　(注：本表中數(shù)值為經(jīng)驗數(shù)據(jù))
　　1)混凝土拌合溫度為：
　　TC = ∑TI *W*C /∑W*C = 76312.8/2619.68 = 29.1 ℃
　　考慮到混凝土運輸過程中受日曬等因素，入模溫度比攪拌溫度約高3℃。混凝土入模溫度約為TJ =32.1℃ ≤ 35 ℃ 。(滿足入模溫度小于等于35℃的要求。
　　混凝土中心最高溫度：
　　Tmax = Tj +Th * §
　　Tj= 32.1 ℃(入模溫度)，§散熱系數(shù)取0.70。
　　混凝土最高絕熱升溫 Th = W*Q/C/r = 251*335/0.96/2360=37.1℃
　　其中251Kg為水泥的用量;335KJ/Kg為單位低熱水泥的水化熱;0.96KJ/Kg.℃為水泥比熱;2360Kg為混凝土容重。
　　則：Tmax = TJ + Th*§=32.1+37.1*0.7 = 58.07 ℃
　　2、 人字柱及環(huán)梁混凝土：
　　2.1 材料選擇
　　2.1.1 水泥：宜采用普通硅酸鹽水泥，強度等級：P.O42.5
　　2.1.2 其它材料同1.2(大體積除外)
　　2.2 配合比：C30 坍落度:140±20mm

水泥	粉煤灰	礦粉	砂	石	聚羧酸	水	合計	砂率	粒徑	水膠比
209	74	71	760	1062	5.3	175	2356	0.42	5-31.5	0.49

　　2.3 混凝土要求
　　1)現(xiàn)澆斜支柱混凝土入模坍落度不宜大于160mm。
　　2)混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不應(yīng)超過混凝土的初凝時間，并應(yīng)盡量縮短混凝土的運輸時間，加快澆筑速度。
　　3)模板拆除后對斜支柱混凝土進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14天;現(xiàn)澆斜支柱模板拆除時，應(yīng)對斜支柱采取臨時支撐加固，拆底模時混凝土強度不應(yīng)低于設(shè)計強度的75%。
　　3、筒壁工程：
　　3.1 技術(shù)要求：
　　冷卻塔筒壁屬高聳鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，對混凝土除有較高的強度要求外，還有抗?jié)B、抗凍等方面的要求。在施工中要嚴格掌握水泥、砂、石的質(zhì)量和數(shù)量，控制水灰比，做到全部材料按配合比要求嚴格計量使用。
　　3.1.1.對混凝土F100及以上應(yīng)摻引氣劑或引氣減水劑;應(yīng)有省級建設(shè)行政主管部門允許使用的證明。且含氣量不宜超過7%;
　　3.1.2、水工混凝土的施工配合比應(yīng)通過試驗確定，抗?jié)B等級應(yīng)比設(shè)計要求提高一級(0.2MPa);
　　3.1.3、水膠比不大于0.5(F150及以上);
　　3.2 材料選擇：
　　3.2.1 水泥：
　　宜采用普通硅酸鹽水泥，強度等級：P.O42.5
　　3.2.2 外加劑：
　　外加劑采用聚羧酸系高性能引氣型減水劑(JGJ/T223-2007)，并有緩凝作用。要求減水率達25%，摻量為膠凝材料的1.5%。
　　3.2.3 粗骨料：
　　5～31.5㎜連續(xù)級配碎石，粗骨料含泥量≤1.0%，泥塊≤0.5%，其它指標滿足GB/T14685—2001《建筑用卵石 碎石》標準要求。
　　3.2.4 細骨料：
　　湖北巴河河砂，細度模數(shù)中粗，類別Ⅱ類，細骨料含泥量≤3.0%，泥塊≤1.0%，其它指標滿足GB/T14684—2001《建筑用砂》標準要求。
　　3.2.5 粉煤灰：
　　Ⅱ級粉煤灰，其指標滿足GB1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準要求。
　　3.2.6 礦粉：
　　S95級，用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉，其指標滿足GB/T18046-2008。
　　3.2.7 拌和用水：
　　滿足《混凝土拌和用水標準》(JGJ63-2001)
　　注：為保證外觀質(zhì)量及色差，所有原材料都應(yīng)有大宗且質(zhì)量穩(wěn)定的貨源。水泥同一廠家，同一規(guī)格品種。對影響色差較大的碎石，應(yīng)同一產(chǎn)地。有明顯色差的碎石(發(fā)黑或發(fā)白)應(yīng)分倉堆放。
　　3.3 配合比：C30 P8 坍落度:160±20mm(抗?jié)B加CAS微膨脹劑)

水泥	粉煤灰	微膨脹劑	砂	石	聚羧酸	水	合計	砂率	粒徑	水膠比
281	83	30	745	1040	6	173	2358	0.42	5-31.5	0.42

　　三、砼質(zhì)量檢驗：
　　攪拌時間檢驗，每一工作班兩次;坍落度檢測，每一工作班兩次，分別在攪拌站和施工現(xiàn)場進行。
　　1、砼出機到澆筑完不超過90min。
　　2、砼入模溫度最高不超過35℃，最低不低于5℃。
　　3、稱量誤差：水泥、摻合料±2%、粗細骨料±3%、水、外加劑±2%、
　　4、含氣量測定
　　4.1 引氣混凝土的含氣量每4h應(yīng)檢測一次，含氣量允許偏差為±1.0%(《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144);
　　4.2 摻引氣劑的粉煤灰混凝土，每班應(yīng)至少測定2次含氣量，其測定值的允許偏差為±0.5%(GBJ146-90);
　　4.3 含氣量測定試樣應(yīng)在攪拌機出料口處采集，有條件時施工中應(yīng)進行現(xiàn)場檢驗(含氣量)(GB50119);
　　四、砼試塊制作：
　　1、 參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)的要求，骨料粒徑≤31.5mm,試塊制作采用100×100×100mm試模;骨料粒徑≤40mm，試塊制作采用150×150×150mm試模。
　　2、 每100 m3或每一工作班，制作標準養(yǎng)護抗壓試塊一組;一次連續(xù)攪拌和同配合比每生產(chǎn)1000m3，每200m3制作一組。
　　3、抗?jié)B試塊標準試模(每500 m3/2組)
　　4、同條件養(yǎng)護試件根據(jù)需要留設(shè)組數(shù)
　　五、預(yù)防措施：
　　為預(yù)防環(huán)基大體積混凝土開裂，應(yīng)考慮以下措施：
　　1、 為以減少地基對基礎(chǔ)的約束，保證混凝土在溫升及溫降過程順利滑移，減少混凝土變形過程中因地基約束形成的溫度應(yīng)力。在基礎(chǔ)與墊層之間設(shè)一布兩油隔離層，(滑動層)
　　2、 混凝土采用蓄熱法養(yǎng)護，表面及側(cè)面均采用一層塑料布兩層草袋保溫自身養(yǎng)護。
　　3、混凝土澆灌完后，上表面灰漿較厚，可采取在砼初凝前鋪撒干凈的碎石。用木抹子將石子拍入砼內(nèi)搓平、壓實。最后一遍用鐵抹子上收光，以防止砼表面產(chǎn)生裂縫。
　　4、混凝土內(nèi)部應(yīng)該布測溫點，根據(jù)溫度和環(huán)境溫度的變化進行加減保溫措施。控制環(huán)基內(nèi)外最大溫差都在25℃以內(nèi)。
　　5、在不影響鋼筋布置的情況下，摻入不超過總體積20%的大石塊。
　　6、在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水帶走熱量。
　　7、根據(jù)大體積混凝土形狀，在易發(fā)生裂縫部位增配構(gòu)造鋼筋，承受收縮拉應(yīng)力。
　　六、結(jié)論：
　　1、通過我站對該電廠雙曲線冷卻塔工程的的特點的分析，試驗和研究，既保證了該工程混凝土的質(zhì)量和混凝土的正常澆筑。其外觀也得到了甲方的認可。
　　2、通過對質(zhì)量的跟蹤和配套資料的完整性，及可靠的預(yù)防措施，確保了我站出廠混凝土的質(zhì)量和順利澆筑，從而保證了施工方的施工進度。
　　參考文獻：
　　1) 高瓊英.建筑材料.武漢理工大學(xué)出版社.2002
　　2) 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.中國建工出版社.1997
　　3)《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)
　　4)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)