核岛筏基大体积混凝土技术总结

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1、核岛筏基大体积混凝土技术总结1.前言核岛厂房筏基工程，筏基厚度为 3m 和 5.5m，混凝土总量约 12000m3，属于大体积混凝土施工范围。设计图中筏基施工工艺均为“分层分段”浇筑，我司在原设计基础上采用“层段合并”施工技术，通过优化施工方案和设计，组织专家对施工方案进行评审，证实“层段合并”施工是可行的。2 技术方案2.1 工程概况福清核电 3、4 号机组 3 号核岛反应堆厂房筏基（A+B+C ）层为大体积现浇钢筋混凝土结构，工程质保等级为 QA级。筏基厚为 3.8m，筏基呈圆柱型，其中 A、B 层半径 19.75m，C 层半径为 19.40m，混凝土设计强度为 PS40（相当于国标 C5

2、0） ，混凝土总方量为 4444m3，浇筑时间为 2010 年 12 月 31 日 16时至 2011 年 1 月 2 日 8 时。8NL 厂房包括 8LX 和 8NA、8NB ，基础底板为大体积现浇钢筋混凝土结构，工程质保等级为 QA1 级。底板厚为 3m，底板平面呈矩形状尺寸为 46m37.25m，混凝土设计强度为 RS28（相当于国标 C35） ，混凝土总方量约 5100m3。基础底板分两块施工第一块平面尺寸为 46m22m，混凝土方量 3000m 浇筑时间为 2010 年 6 月 11 日；第二块平面尺寸为46m15.25m，混凝土方量 2100m3 浇筑时间为 2010 年 7 月

3、8 日。福清地区属于沿海地区，台风季节持续时间比较长，风速年平均 10.2m/s、极大风速34m/s。因此，如何养护好大体积混凝土，减少混凝土内外温差，预防混凝土开裂等相关技术措施，是筏基施工中的重点。2.2 原材料和配合比选定2.2.2.1 原材料选择水泥选用核电专用 P.O 42.5 级普通硅酸盐水泥，外加剂选用混凝土高效增强剂，粉煤灰采用级粉煤灰。细骨料采用闽江的细砂和中砂，粗骨料选用核电站石料厂生产的核电碎石；水为现场施工用水。2.2.2 原材料储存控制水泥采用散装水泥，储存水泥罐里。搅拌站内设置粗细骨料堆场，在堆场上方搭设遮阳蓬，避免阳光直射骨料，以达到控制原材料温度来控制混凝土出机

4、温度的目的。2.2.3 混凝土配合比设计混凝土配合比设计，我们根据技术规格书要求进行两次基准配合比试验和八次推演混凝土配合比试验，在不降低混凝土强度的情况下，减少混凝土中水泥用量，按比例适当掺加一定量的粉煤灰，降低水泥水化热温升（砼绝热温升） 。2.3 技术措施2.3.1 混凝土温控指标分析混凝土温控指标主要有入模温度（30） 、内外温差（25） 、降温速率（2/d） 、温升值（50） 、拆模温差（20 ）五个。影响混凝土温控指标的因素很多，其关系如下图所示。其中入模温度、内外温差、温升值在混凝土浇筑前可通过计算进行分析：（1）混凝土入模温度分析混凝土入模温度等于混凝土拌和温度与过程升温（运输

5、及等待升温、泵送升温等）之和。福清核电现场过程升温约 34。混凝土入模温度主要取决于混凝土拌和温度，拌和温度越低，入模温度越低。我们现场采取了切合实际、行之有效的措施：加冰屑冷却拌和水及骨料，通过试验在满足混凝土和易性的基础上尽量缩短混凝土搅拌时间，严格控制混凝土出机温度，同时控制搅拌站的出料速度，缩短混凝土罐车在运输过程中时间，做到混凝土运输到现场及时浇筑、不停留，以此来降低混凝土的入模温度。混凝土拌和温度计算：3 号核岛反应堆厂房筏基（A+B+C）层入模温度 25 混凝土拌和温度计算：根据美国 ACI305 委员会提出的新拌混凝土出机温度的计算公式计算（计量单位：原材料用量：kg/m3；温

6、度：）T=【0.22（TsWs +TgWg +TcWc）+ TsWwsTgWwg+（1-P）TwWw-80PWw】/【 0.22（Ws + Wg + Wc）+Ww+ Wws + Wwg】T新拌混凝土温度（）Ts、Tg砂、碎石的温度，按白天 22，晚上 18取值；Tc水泥的温度，4045；Tw拌合水温度，冷水：5；冰屑：-5；Wc水泥用量（kg） ； Wg、Ws扣除含水量的碎石、砂用量（ kg） ；Ww实际用水量（ kg） ；Wws、 Wwg碎石、砂内游离水重量。砂： 5.0%；碎石：0.0%；P加冰率，实际用水的百分比（%） 。白天（22）晚上（18）气温条件下，不加冰屑混凝土拌和温度环境温度

7、（） 水泥温度（） 混凝土拌和温度（） 加冷水（kg/ m3 ） 加冰屑（kg/ m3）22（白天） 40 19.6 141 022（白天） 45 20.2 141 018（晚上） 40 18.3 141 018（晚上） 45 19.0 141 0白天（22）晚上（18）气温条件下，单方混凝土加冰屑 30kg 混凝土拌和温度环境温度（） 水泥温度（ ）混凝土拌和温度（）加冷水（ kg/ m3）加冰屑（ kg/ m3）22（白天） 40 17.1 111 3022（白天） 45 17.8 111 3018（晚上） 40 14.6 111 3018（晚上） 45 15.3 111 30（2）混凝土

8、内外温差、温升值分析根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况，首先对大体积混凝土进行温度计算，计算出混凝土内部温度，提前掌握浇筑混凝土块体内部温度在各龄期的变化，为温控防裂提供数据，增强施工的预见性，为现场及时采取应急措施提供科学依据。在计算温度应力时，由于 3RX 厂房和 8NL 厂房底板基层不同：一种是基岩垫层防水卷材层及细石砼保护；另一种是基岩垫层。它们在计算混凝土的温度收缩应力 Cx1 地基阻力系数取值不同，底部有防水层、此防水层起到了滑动层的作用、大大削减了地基对基础的约束、使地基阻力系数取值较小、从而较大地降低了基础的约束应力。温度应力计算书以 3 号核岛反应堆厂房筏基（A+B+

9、C ）层为验算对象。其厚度为 3.8m，一部分直径为 39.5m（标高为10.000m7.000m） ，另一部分直径为 38.8m（标高为7.000m6.200m ） 。相对其它底板而言具有代表性。混凝土强度等级为 PS40，水泥采用 p.o42.5 核电专用水泥，水泥用量mc=390kg/m3，混凝土比热 C=0.97KJ/kg，混凝土容重为 =2400kg/ m3，混凝土浇筑入模温度小于等于 30，且计算时按最不利取值。取 TO=30。3 号核岛反应堆厂房筏基（A+B+C）层施工期间其平均气温大约为 28。计算混凝土的绝热温升值：a、水泥的水化热： 3625093743740 Qb、胶凝材

10、料水化热总量： 0k式中 Q胶凝材料水化热总量（kJ/kg） ； K不同掺量掺合料水化热调整系数。不同掺量掺合料水化热调整系数掺量 0 10 20 30 40粉煤灰（ k1）1 0.96 0.95 0.93 0.82矿渣粉（ k2）1 1 0.93 0.92 0.84KgJkQ/3206953.0c、混凝土绝热温升计算： ceQFKmt mtcT）（）（）（ 1式中 T（t）浇筑完一段时间后，混凝土的绝热温升（） ；mc混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3） ；e为常数，取 2.718；t混凝土的龄期（d） ；K掺合料折减系数。粉煤灰取 0.250.30，取 0.3；F混凝土活性掺合料用

11、量（取 F=82kg/m3） ；混凝土密度、取 24002500（kg/m3） ；c混凝土比热、取 0.921.0kJ/ （kg） ；m与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，可取（ 0.30.5）d-1；以上参数取自 GB50496-2009T（t） T3 T6 T9 T12 T15 T18 T21 T24 T27 42.1 54.6 58.2 59.3 59.7 59.8 59.8 59.8 59.8计算各龄期混凝土的内部温度：T1（t）ToTmax （t）式中 T1（t）t 龄期混凝土中心最高温度（） ；To混凝土浇筑的入模温度（） ；Tmax最大绝热温升；（t）t 龄期温降系数，（3）=0.

12、74，（6）=0.73，（9）=0.72， （12 ）=0.65 ， （15）=0.55，（18） =0.46，（21）=0.37， （24 ）=0.30 ， （27）=0.25；以上参数取自建筑施工手册（第四版） T1（t）T1（3）T1（6）T1（9） T1（12） T1（15）T1（18）T1（21）T1（24）T1（27） 74.3 73.4 73.1 68.9 62.9 57.5 52.1 47.9 45.0计算各龄期混凝土的表层温度：混凝土表面铺两层湿麻袋片，厚 12mm，再加盖二层塑料薄膜，厚 4mm，然后在其上在铺八层干麻袋片，厚 40mm（每层厚 5mm） ，考虑浇水养护，水

13、层厚 2mm。a、混凝土表面保温层的传热系数 qi1式中 混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/（m2K）；i各保温材料厚度（m） ；i各保温材料导热系数W/（mK） ；q空气层的传热系数，取 23W/（m2K）。=1/i/i1/q =1/（0.004/0.030.052/0.14 0.002/0.581/23）=1.81 W/（m2K ）b、混凝土的虚厚度： Kh/式中 h混凝土虚厚度（m） ；k折减系数，取 2/3；混凝土导热系数，取 2.33 W/（m2K） ；混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/（m2K）；Kh/（2/3）2.331.810.86mC、混凝土的计算厚度：Hh2 h式中

14、 H混凝土计算厚度（m） ；h混凝土实际厚度（m） ；h混凝土虚厚度（m） ；H=h2 h =3.8+20.86=5.52md、混凝土的表层温度： 21/(24HThTatat ）（）（ ）（） 式中 T2（t）混凝土表面温度（） ；Ta施工期大气平均温度（） ；h混凝土虚厚度（m） ；H混凝土计算厚度（m） ；T1（t）混凝土中心最高温度（） 。21/t(24HThhTata ）（）（ ）（） T2（t）T2（3）T2（6）T2（9）T2（12）T2（15）T2（18）T2（21）T2（24）T2（27） 49.5 49.1 48.9 46.7 43.5 40.7 37.8 35.6 34.

15、1e、混凝土内平均温度：Tm（t）= （T1（t）T2（t） ）0.5Tm（t）Tm（3）Tm（6）Tm（9）Tm（12）Tm（15）Tm（18）Tm（21）Tm（24）Tm（27） 61.9 61.3 61.0 57.8 53.2 49.1 45.0 41.8 39.6计算各龄期混凝土的内外温差：Tt= T1（t）T2（t）式中 T混凝土内外温差（） ；T1（t）混凝土内部中心最高温度（） ；T2（t）混凝土表面温度（） ；Tt T3 T6 T9 T12 T15 T18 T21 T24 T24 24.8 24.3 24.2 22.2 19.4 16.8 14.3 12.3 10.9计算各龄期混凝土的弹性模量：E（t）= E0（1e-0.09t）式中 E（t）混凝土龄期为 t 时弹性模量（N/mm2 ） ；E028d 混凝土弹性模量（N/mm2） ，取 3.45104 N/mm2参数 E0 取自建筑施工手册（第四版） E（t）E（1）E（3）E（6）E（9）E（12）E（1