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【摘 要】内蒙古东源科技有限公司以1，4-丁二醇（BDO）为主体的一体化项目，分两期建设。计划年产50万吨1，4-丁二醇项目、72万吨电石项目、6万吨/年高性能聚氨酯树脂等项目。现以1，4-丁二醇项目的基础设施为例，从配合比设计、混凝土制备、现场施工组织和质量控制等多方面进行了充分研究，形成了大体积混凝土施工技术，并得到了成功应用。
【关键词】混凝土工程；大体积混凝土；裂缝控制
1. 工程概况
丁二醇精馏塔（C-1530A/B）是项目50万吨/年醇类装置中最大的设备，是装置中的关键设备之一，该基础直径为21米，分为上下两段。下段为中间高3.00米，边缘高2.50米的圆台形钢筋混凝土基础底板；上段为环形梁，高1.70米，宽1.25米，环梁直径10.49米。基础垫层混凝土为C10，基础混凝土为C30，单台基础混凝土浇筑量合计为1200 m3。每台基础有80套直径为80mm的预埋地脚螺栓，螺栓材质为Q345-D，沿环梁轴线均匀布置。每台基础钢筋需用量89T，钢筋含量大，属于大体积混凝土施工。
2. 大体积混凝土的特点
大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此根据大体积混凝土施工裂纹开裂的原理，从宏观和微观上综合集成协调的抗裂措施，强调综合考虑设计构造、原材料选择和优化混凝土配合比，及大气温度等施工环境的影响因素，严格控制混凝土的水化热升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩，充分利用裂缝控制的有利条件，实现有效地控制大体积混凝土有害裂缝的出现和发展。
3. 混凝土裂缝产生的机理
在大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由于温度变化或者收缩导致混凝土变形受到约束过大，当拉应力超过极限拉应力即导致混凝土开裂，主要为收缩裂纹和温度裂纹。
（1）收缩裂纹控制机理：混凝土收缩裂缝的起因是混凝土凝结硬化过程中产生体积变化。当混凝土产生收缩而结构又受到约束时，就可能产生收缩裂缝。根据裂缝产生机理的不同，收缩裂缝可分为化学收缩、干燥收缩、塑性收缩、自收缩裂缝等。混凝土的收缩裂缝一般从混凝土表层开始向深处发展，有时会在混凝土保护层出现环向裂缝。
（2）温度裂纹控制机理：温度裂缝是水泥水化过程中形成的水化热与散热条件形成的内在温差，降温过快或者急冷急热产生 的温差导致的收缩裂缝。温度裂缝一般出现在配筋薄弱处。由于温度引起的内应力及约束应力的大小与温差有关，特别是与昼夜间的变化关系最大，结构上较严重的裂缝往往发生在气候条件最差的时候；
4. 施工工艺流程（见图1）
4.1 原材料选择：
（1）水泥：选用抚顺市大伙房水泥厂的P·O42.5普通硅酸盐水泥。
（2）粗细骨料： 采用级配良好的碎石和中砂作为混凝土的粗细骨料，严格控制沙子的含泥量，减少孔隙率，增大表面积。
（3）拌合料：Ⅰ级粉煤灰，不添加其他掺合料。
（4）外加剂： 选用依力达泵送剂。
4.2 混凝土配合比：根据施工图纸及现场要求，要求商混站对混凝土进行试配，并进行开盘鉴定，满足丁二醇精馏塔基础大体积混凝土施工的要求，以利于混凝土配合比的优化设计，确保混凝土满足以下技术参数：
（1）水灰比：根据大体积混凝土的施工特点，控制在0.45～0.5。
（2）初凝时间：不少于8h。
（3）砂率：控制在35%～42%。
（4）强度：满足设计要求。
（5）掺外加剂：外加剂能起到降低水化热峰值及推迟峰值出现的时间，延缓混凝土凝结时间，减少混凝土水泥用量，降低水化热。减少混凝土的干缩，提高混凝土的强度，改善混凝土的和易性。
（6）掺加适量的粉煤灰，以降低水化热。
4.3 混凝土搅拌、运输：
（1）混凝土搅拌前，应测定砂、碎石的含水率，并根据测试结果提出施工配合比，满足大体积混凝土施工的要求。
（2）混凝土搅拌中，严格控制水灰比和塌落度，不得随意加减用水量，应按投料顺序上料，并严格按照配合比要求控制投料重量。
（3）现场采用商品混凝土，确保混凝土道路运输，选择好至少两条最佳运输道路。混凝土运输过程中防止混凝土离析及产生初凝现象，混凝土必须在初凝前浇筑完成。
4.4 混凝土的浇筑与振捣：
（1） 充分考虑气候条件对混凝土浇筑的影响，选择良好的施工天气，以创造良好的施工环境进行施工。
（2）根据丁二醇精馏塔基础的形状与厚度，采用分段分层方法浇筑。
（3）加强混凝土现场检验，用塌落度桶检验混凝土的塌落度使其满足要求。
（4）混凝土振捣要全面，根据浇筑面积，设置合理的振捣棒数，振点布置要排列均匀，不得漏振、欠振、超振。振捣时要快插慢拔，振捣以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。层与层之间要加强振捣，深入下层100mm，促使混凝土在浇筑期间散失部分热量。对预留洞、预埋件等关键部位充分振捣，确保混凝土均匀、密实、无渗漏。混凝土浇筑及振捣顺序见图2、图3。
（5）及时清除表面泌水混凝土特别是泵送混凝土在浇筑、振捣过程中都会出现泌水、浮浆现象，施工时人为地将泌出的水及时刮出。混凝土收面找平后为防止面层起粉及塑性收缩，修补因混凝土初期收缩、塑性沉降而产生的非结构性表面裂缝，要求至少进行2次抹压，根据混凝土状态，最后一次抹压要在混凝土终凝前进行，抹压完成后立即覆盖薄膜进行养护。
4.5 混凝土的养护与测温控制。
丁二醇精馏塔基础混凝土浇筑后及时覆膜进行保温、保湿养护。保温可减少混凝土升温阶段的内外温差，防止产生表面裂缝；保湿可防止混凝土表面脱水产生干裂缝；混凝土的保温保湿可使混凝土水化降温速率减缓，减少结构温差，防止产生过大的温度应力。 （4）加强测温监控：根据丁二醇精馏塔混凝土基础的形状，适当设置测温点（见图6），每个测温点布置三个测温孔，孔深分别为50 mm 、1800 mm、2400mm（见图7）。基础混凝土浇筑完成12小时后开始测温，每2小时测温一次，分别测底板混凝土底部、中部、上部温度，并做好混凝土测温记录（见表1）；直到混凝土内部温度达到最大峰值后，测温次数调整为4小时测量一次。根据测温记录，测得混凝土内部温度超过40℃时，向基础内冷却水管通冷水，用阀门调节控制水的流量。
5. 实施效果
（1）丁二醇精馏塔（C-1530A/B）基础均未出现裂缝，根据大体积混凝土测温记录绘制曲线图（见图8）中可以看出，基础混凝土内部最高温度为57℃，与理论计算最高温度56.5℃相吻合。由于混凝土养护及温控措施有效，混凝土内外温差均满足小于25℃的要求，且满足混凝土表面温度与大气平均温度温差小于20℃。混凝土标准养护试块28d强度最小值33.6MPa、最大值46.7MPa，同条件养护试块28d强度最小值36.5MPa、最大值47.7MPa。
（2）丁二醇精馏塔（C-1530A/B）基础工序交接验收预埋地脚螺栓顶端标高、轴线位置、中心距（在根部和顶部两处测量）的偏差均符合要求。
6. 结语与体会
（1）通过该施工技术的实施，在混凝土养护及测温控制方面控制良好，丁二醇精馏塔基础无论在成型还是外观质量均达到了预期的目标，受到了监理公司、石化工程质量监督站及业主的一致好评。
（2）通过此次施工技术攻关，本施工技术大大提高了施工效率，减少了施工难度，便于施工组织和施工质量控制，有效地防止和控制了大体积混凝土施工裂纹的产生，大幅度提高了大体积混凝土施工质量，为后期的大型塔设备安装创造了有利条件，加快了施工进度，保证了工期要求。故有明显的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第四版）.北京.中国建筑工业出版社，2003.9.
[2] 中华人民共和国行业标准.大体积混凝土施工验收规范（GB50496-2009）.
[3] 中华人民共和国国家标准.预拌混凝土（GB/T14902-2003）.
[4] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京.中国建筑工业出版社，2005.
【关键词】混凝土工程；大体积混凝土；裂缝控制
1. 工程概况
丁二醇精馏塔（C-1530A/B）是项目50万吨/年醇类装置中最大的设备，是装置中的关键设备之一，该基础直径为21米，分为上下两段。下段为中间高3.00米，边缘高2.50米的圆台形钢筋混凝土基础底板；上段为环形梁，高1.70米，宽1.25米，环梁直径10.49米。基础垫层混凝土为C10，基础混凝土为C30，单台基础混凝土浇筑量合计为1200 m3。每台基础有80套直径为80mm的预埋地脚螺栓，螺栓材质为Q345-D，沿环梁轴线均匀布置。每台基础钢筋需用量89T，钢筋含量大，属于大体积混凝土施工。
2. 大体积混凝土的特点
大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此根据大体积混凝土施工裂纹开裂的原理，从宏观和微观上综合集成协调的抗裂措施，强调综合考虑设计构造、原材料选择和优化混凝土配合比，及大气温度等施工环境的影响因素，严格控制混凝土的水化热升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩，充分利用裂缝控制的有利条件，实现有效地控制大体积混凝土有害裂缝的出现和发展。
3. 混凝土裂缝产生的机理
在大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由于温度变化或者收缩导致混凝土变形受到约束过大，当拉应力超过极限拉应力即导致混凝土开裂，主要为收缩裂纹和温度裂纹。
（1）收缩裂纹控制机理：混凝土收缩裂缝的起因是混凝土凝结硬化过程中产生体积变化。当混凝土产生收缩而结构又受到约束时，就可能产生收缩裂缝。根据裂缝产生机理的不同，收缩裂缝可分为化学收缩、干燥收缩、塑性收缩、自收缩裂缝等。混凝土的收缩裂缝一般从混凝土表层开始向深处发展，有时会在混凝土保护层出现环向裂缝。
（2）温度裂纹控制机理：温度裂缝是水泥水化过程中形成的水化热与散热条件形成的内在温差，降温过快或者急冷急热产生 的温差导致的收缩裂缝。温度裂缝一般出现在配筋薄弱处。由于温度引起的内应力及约束应力的大小与温差有关，特别是与昼夜间的变化关系最大，结构上较严重的裂缝往往发生在气候条件最差的时候；
4. 施工工艺流程（见图1）
4.1 原材料选择：
（1）水泥：选用抚顺市大伙房水泥厂的P·O42.5普通硅酸盐水泥。
（2）粗细骨料： 采用级配良好的碎石和中砂作为混凝土的粗细骨料，严格控制沙子的含泥量，减少孔隙率，增大表面积。
（3）拌合料：Ⅰ级粉煤灰，不添加其他掺合料。
（4）外加剂： 选用依力达泵送剂。
4.2 混凝土配合比：根据施工图纸及现场要求，要求商混站对混凝土进行试配，并进行开盘鉴定，满足丁二醇精馏塔基础大体积混凝土施工的要求，以利于混凝土配合比的优化设计，确保混凝土满足以下技术参数：
（1）水灰比：根据大体积混凝土的施工特点，控制在0.45～0.5。
（2）初凝时间：不少于8h。
（3）砂率：控制在35%～42%。
（4）强度：满足设计要求。
（5）掺外加剂：外加剂能起到降低水化热峰值及推迟峰值出现的时间，延缓混凝土凝结时间，减少混凝土水泥用量，降低水化热。减少混凝土的干缩，提高混凝土的强度，改善混凝土的和易性。
（6）掺加适量的粉煤灰，以降低水化热。
4.3 混凝土搅拌、运输：
（1）混凝土搅拌前，应测定砂、碎石的含水率，并根据测试结果提出施工配合比，满足大体积混凝土施工的要求。
（2）混凝土搅拌中，严格控制水灰比和塌落度，不得随意加减用水量，应按投料顺序上料，并严格按照配合比要求控制投料重量。
（3）现场采用商品混凝土，确保混凝土道路运输，选择好至少两条最佳运输道路。混凝土运输过程中防止混凝土离析及产生初凝现象，混凝土必须在初凝前浇筑完成。
4.4 混凝土的浇筑与振捣：
（1） 充分考虑气候条件对混凝土浇筑的影响，选择良好的施工天气，以创造良好的施工环境进行施工。
（2）根据丁二醇精馏塔基础的形状与厚度，采用分段分层方法浇筑。
（3）加强混凝土现场检验，用塌落度桶检验混凝土的塌落度使其满足要求。
（4）混凝土振捣要全面，根据浇筑面积，设置合理的振捣棒数，振点布置要排列均匀，不得漏振、欠振、超振。振捣时要快插慢拔，振捣以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。层与层之间要加强振捣，深入下层100mm，促使混凝土在浇筑期间散失部分热量。对预留洞、预埋件等关键部位充分振捣，确保混凝土均匀、密实、无渗漏。混凝土浇筑及振捣顺序见图2、图3。
（5）及时清除表面泌水混凝土特别是泵送混凝土在浇筑、振捣过程中都会出现泌水、浮浆现象，施工时人为地将泌出的水及时刮出。混凝土收面找平后为防止面层起粉及塑性收缩，修补因混凝土初期收缩、塑性沉降而产生的非结构性表面裂缝，要求至少进行2次抹压，根据混凝土状态，最后一次抹压要在混凝土终凝前进行，抹压完成后立即覆盖薄膜进行养护。
4.5 混凝土的养护与测温控制。
丁二醇精馏塔基础混凝土浇筑后及时覆膜进行保温、保湿养护。保温可减少混凝土升温阶段的内外温差，防止产生表面裂缝；保湿可防止混凝土表面脱水产生干裂缝；混凝土的保温保湿可使混凝土水化降温速率减缓，减少结构温差，防止产生过大的温度应力。 （4）加强测温监控：根据丁二醇精馏塔混凝土基础的形状，适当设置测温点（见图6），每个测温点布置三个测温孔，孔深分别为50 mm 、1800 mm、2400mm（见图7）。基础混凝土浇筑完成12小时后开始测温，每2小时测温一次，分别测底板混凝土底部、中部、上部温度，并做好混凝土测温记录（见表1）；直到混凝土内部温度达到最大峰值后，测温次数调整为4小时测量一次。根据测温记录，测得混凝土内部温度超过40℃时，向基础内冷却水管通冷水，用阀门调节控制水的流量。
5. 实施效果
（1）丁二醇精馏塔（C-1530A/B）基础均未出现裂缝，根据大体积混凝土测温记录绘制曲线图（见图8）中可以看出，基础混凝土内部最高温度为57℃，与理论计算最高温度56.5℃相吻合。由于混凝土养护及温控措施有效，混凝土内外温差均满足小于25℃的要求，且满足混凝土表面温度与大气平均温度温差小于20℃。混凝土标准养护试块28d强度最小值33.6MPa、最大值46.7MPa，同条件养护试块28d强度最小值36.5MPa、最大值47.7MPa。
（2）丁二醇精馏塔（C-1530A/B）基础工序交接验收预埋地脚螺栓顶端标高、轴线位置、中心距（在根部和顶部两处测量）的偏差均符合要求。
6. 结语与体会
（1）通过该施工技术的实施，在混凝土养护及测温控制方面控制良好，丁二醇精馏塔基础无论在成型还是外观质量均达到了预期的目标，受到了监理公司、石化工程质量监督站及业主的一致好评。
（2）通过此次施工技术攻关，本施工技术大大提高了施工效率，减少了施工难度，便于施工组织和施工质量控制，有效地防止和控制了大体积混凝土施工裂纹的产生，大幅度提高了大体积混凝土施工质量，为后期的大型塔设备安装创造了有利条件，加快了施工进度，保证了工期要求。故有明显的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 建筑施工手册（第四版）.北京.中国建筑工业出版社，2003.9.
[2] 中华人民共和国行业标准.大体积混凝土施工验收规范（GB50496-2009）.
[3] 中华人民共和国国家标准.预拌混凝土（GB/T14902-2003）.
[4] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京.中国建筑工业出版社，2005.