大体积混凝土养护质量监控

大体积混凝土养护质量监控

胡国兵

胡国兵

国核工程有限公司上海200233

摘要：本文从大体积混凝土温度监控入手，提出了混凝土在温升以及温降过程中的养护质量控制要点。

关键词：大体积混凝土；温度监控；混凝土养护

1、背景

三门核电站是美国西屋公司开发的第三代压水堆（AP1000）核电技术，为当前世界最先进的三代核电技术。三门核电一期工程核岛底板平面形状为多边形，基础长为78.03m，最宽处7轴为49.1m，最窄处1轴为27.7m。基础底标高为EL60＇6″，基础大面积厚度为1.83m，以反应堆圆心为中心的正十六边形（内切圆半径为11.582m）厚度为1.22m，为超大、超厚、超长、大体积混凝土。混凝土抗压强度等级C35，一次性浇注量约为5000m3。因核岛底板的特殊性，美国ACI标准对裂缝宽度有明确的要求，即小于等于0.41mm，而对于反应堆基础底板这样一个半圆与一个多边形的组合体，尺寸大、厚度大，变截面处容易引起应力集中，极大增加了大体积温度控制的难度，另外大体积混凝土就处于一个动态温度场中，这个温度将引起应力，所以在控制大体积混凝土裂缝方面，温度场引起的应力起到关键作用，核岛底板总面积为3014m2对物理温度场的控制是难道之大可想而知，而很好的控制大体积混凝土的温度以及温度场，保证底板混凝土浇筑后的裂缝宽度控制在0.41mm以内，在混凝土浇筑完成后只有通过混凝土的养护质量来保证，由此可见对混凝土养护质量提出了极高的要求，可以这么说，2#核岛底板的养护质量好坏直接关乎整个个核岛底板混凝土质量优劣，直接关乎AP1000核电站是否能够顺利推进。

2、混凝土养护方案的理论验算

2#核岛底板为1.83m厚混凝土，三门核电现场12月大气平均温度为11.5℃。已知：现根据西安核建混凝土有限公司提供的核岛地板大体积混凝土理论配合比进行计算，2#核岛基础底板为强度4000psi混凝土，水泥用量353Kg/m3，粉煤灰用量88Kg/m3，混凝土施工期间为2009年12月，三门12月平均气温11.5℃，混凝土浇筑入模温度21.1℃，底板养护方案拟采用一层塑料薄膜、九层麻袋保温养护。

---混凝土的绝热温升

结论：混凝土中心温度与表面温度之差：T1（t）-T2（t）<25℃，故采取上述保温养护措施后能满足技术规格书要求，该养护方案在理论上可行，以上均是理论计算，是否在实践中可行，还需实践的检验。

3、温度监控以及混凝土养护

3．1温度监控点的埋设

温度测点布置原则：测温点应选择在温度变化大，热量散失快和受环境温度影响大的部位。

2#NI底板混凝土内设置共计54个测温点，每个点分为上中下三层布置温度传感器。另外，在混凝土外表面的养护膜内设置3个测温点监测混凝土表面温度（养护层下），在大气环境中设置2个温度测点监测空气温度，总计测温点59个。

3.2升温阶段温度监控及养护质量控制要点

升温阶段应着重注意保湿养护，保湿采用在混凝土面覆盖一层塑料薄，可以有效的避免混凝土表面水分挥发，充分利用混凝土内含水进行养护，同时有专人对薄膜覆盖的混凝土表面进行检查特别是墙体插筋等区域附近经常检查并及时用喷雾器补水，一旦发现有缺水（表面泛白、干裂）情况，及时使用喷雾器进行喷水湿润；

养护过程中密切根据温度监控数据指导养护，一旦发现中心温度与表面温度之差大于25度，说明混凝土表面散热过快，需要通过增加麻袋覆盖层来加强混凝土表面的保温养护。

3.3降温阶段的养护

砼降温阶段受到外部约束，裂缝出现的风险很高，混凝土养护质量至关重要，承包商在这次温控养护过程中安排了两班人员24小时对砼进行温度控制，确保砼降温速率保持在1.5℃以内。砼在水化温升小于热量散失即进入降温阶段，为避免出现失控的砼突然降温，在砼升温平缓阶段，即开始保温养护同时为减少外界环境对保温养护影响采取了搭设防雨棚的措施。

在降温阶段，应随时准备根据温度监控结果对保温层厚度进行调整，保证降温速率即不会影响裂缝控制又不会影响养护期，一旦出降温梯度大于1.5度/d，的情况应及时增加保温层厚度，一旦出现降温梯度过小的情况，可以适度减少养护层的厚度，避免因养护降温梯度太慢而延长了养护时间，延误工程进度。

4、混凝土养护质量

混凝土养护层拆除后，外观质量良好，裂缝极少，裂缝宽度没有超过技术规格书要求，底板混凝土顺利通过了核安全局的验收，说明混凝土的养护取得了成功。