浅谈核岛筏基大体积混凝土施工质量及裂缝控制

摘要:本文主要包括国内目前主要堆型之一——CPR1000核电站（约占75%）核岛筏基大体积混凝土工程概况、混凝土施工温度及裂缝控制等内容。

关键词：核岛 筏基混凝土温度 裂缝

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一、 筏基大体积混凝土施工工程简介

（一） 工程概况

目前国内核电站（包括规划的）主要堆型之一为CPR1000压水堆，该堆型目前达到总数的75%左右，本文以CPR1000压水堆为例说明。

（二）工程特点

筏基大体积混凝土整体施工特点是混凝土工程量大（50712 m3）、工期短（施工总工期为146天）、关键点多、质量控制措施复杂等特点。

二、 筏基大体积混凝土裂缝控制

（一） 混凝土裂缝的分析

根据CPR1000核电工程筏基的整体情况,反应堆厂房的筏基为PS40混凝土,水泥含量为385kg/m3,其余厂房均为RS28混凝土,水泥含量为330kg/ m3。混凝土的裂缝是由内部的温升引起的，内部的温升是由水泥的水化热引起的，水泥含量大，释放的水化热多,所以筏基混凝土的裂缝控制重点为反应堆厂房筏基的PS40混凝土。

三、控制温度和收缩裂缝的技术措施和管理措施

（一） 材料方面

采用中/低水化热水泥, 水泥的3天水化热≯251kJ/kg, 7天的水化热≯293kJ/kg。在保证混凝土强度及设计耐久性的前提下,在混凝土中掺加10-20%粉煤灰可减少水泥用量,根据试验每减少10 kg水泥,其水化热使混凝土的温度相应降低1℃,每增加20kg粉煤灰,又能减少10 kg水泥。

采用骨料堆场加遮阳棚，以降低骨料温度，并严格保证骨料级配良好，以减少水泥用量，减少水化热,要尽量降低砂、石的含水率。

在混凝土中掺入缓凝型高效减水剂来降低水泥用量和减小水灰比，来降低混凝土的水化温升和减小收缩变形。

（二）施工方面

严格控制混凝土出机温度不超过25℃和入模温度不超过25℃，混凝土浇筑尽可能安排在夜间，避开中午室外温度较高的时间。混凝土浇筑过程中严格控制质量，振捣要密实，压面掌握好时间，减少发生裂缝的概率。混凝土终凝后，表面温度也不会过高,尽快拆除模板开始养护，以避免混凝土过干，在筏基侧面的垂直表面上产生裂缝。

1.混凝土的养护及养护要求

（1） 养护材料

主要采用塑料薄膜和麻袋片进行覆盖，塑料薄膜选用黑色为宜，它既可以吸收太阳的热量，还能有效地隔绝从混凝土中蒸发出来的水分进入大气中，让其重新转变成液态水重新返回并润湿混凝土表面。麻袋片是一种理想的保温材料，而且具有良好的保水性。

（2） 养护方法

筏基侧面的混凝土垂直表面，待侧模拆除后，即刻挂一层塑料薄膜再挂1～2层麻袋片养护，注意塑料薄膜和麻袋片要将混凝土表面覆盖严密和固定好，连续往薄膜内注水，确保混凝土表面湿润。当施工气温较低时，应搭设施工棚保温，筏基混凝土水平表面及内部的养护方法可采用以下方法。

方法一： 自然养护法

主要采用塑料薄膜和麻袋片进行覆盖，对混凝土表面进行洒水湿润。混凝土终凝后，及时覆盖一层塑料薄膜再盖2～3层麻袋片，覆盖要严密，特别注意有竖向插筋处，相接处应有合适的搭接长度。要及时进行注水，注水前应将直径为Φ2～3㎝的已连接好的塑料水管按一定间距提前放在薄膜下面，水管的布置要全面均匀覆盖所有混凝土表面，水管每隔几公分扎一个小孔，这样即可使水均匀的浇在混凝土表面上，又避免麻袋片浸水后降低保温效果，混凝土养护期间要始终保持湿润，要有专人随时观察，发现混凝土面有干燥现象，即刻进行注水。

方法二： 蓄水养护法

对于插筋较多的筏基，根据情况在四周用木方做临时围堰，下部用砂浆堵缝，采取蓄水养护。水的导热系数为0.58W/m.K，具有一定的隔热保温效果，这样可以延缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小混凝土中心和表面的温差值，从而可控制裂缝开展，起到较好的养护效果。

方法三： 搭设养护棚保温养护法

筏基大体积混凝土浇灌期间与气象部门保持密切联系，随时掌握气象信息，防止台风暴雨等恶劣气候影响混凝土浇灌、养护质量，浇灌前组织施工人员在混凝土浇筑部位搭设脚手架养护棚，防止雨水冲刷浇灌完成的混凝土。

（3）养护过程中的温度控制

在大体积混凝土的养护过程中，测温数据是温度控制的依据，由此决定混凝土的保温养护时间和作为及时调整麻袋片的覆盖层数的依据，以控制温差和降温速率。在每段混凝土浇筑前，都应提前预埋电阻测温导线，关键部位同一位置埋设两根测温导线作为备用，并将其装入钢筋保护笼。每块筏基的预埋电阻温度计至少要布置两组，对于筏基厚度超过1.5m的混凝土，应考虑增加混凝土电阻温度计的组数。

浇筑后进行温度测量时间不少于7天，并根据现场实际情况确定最终的测温时间。除测量混凝土温度外，还应同时用普通温度计测室外气温。电阻温度计的埋设及测温记录等工作必须由经过培训的专职人员进行。根据混凝土中水化热的释放情况，最初12小时内每半小时测温一次，120小时内每小时测温一次，240小时内每两小时测温一次，其它时间每4小时测温一次。测温记录员随时将测得的结果向相关方汇报，以便发生异常时，及时采取循环水降温加强养护的措施，以保证混凝土质量。

为了及时控制砼浇筑过程中及养护阶段的水化热，可以在得到业主批准的前提下，在筏基中混凝土结构内部埋设循环水冷却管，并且在养护结束后用水泥浆对管道进行灌浆密封。通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差。

安全壳筏基浇灌采用施工方案一时埋设冷却水管降温。冷却循环水管采用DN50镀锌钢整体循环换水降温系统，进行循环换水释放温度。2.5m筏基内双层布置层间间距1.0m，3.95m的安全壳筏基布置3层水管，层与层间距1.2m。

进水管口设在承台一侧中心线，出水管口设在另一侧两边沿。每层水管水平布置，层距为2米，布置时严格按照设计要求布置。

冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。

每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层水管内通水。循环冷却水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，并使进、出水的温差不大于6℃。且进水温度不低于内部温度27℃。

（4）养护措施

大体积混凝土的养护主要为了保证每层每段混凝土有一定温度和湿度，还要防止混凝土温度产生裂缝。要通过浇水和覆盖相结合的办法，混凝土终凝后在其上面浇水养护，在混凝土表面及模板侧面覆盖棉被保温，覆盖塑料布保水保湿，防止风干。在养护期间，定人定时进行测定混凝土温度，根据测温结果，调节保温层厚度，以保证混凝土内外温差不超过25℃，确保混凝土结构不出现温度裂缝。

大体积混凝土基础拆模，除要满足混凝土强度要求外，还考虑温度裂缝的可能性，且混凝土中心温度与表面温度之差小于25℃方可拆除模板和保温层。

对以往的筏基测温情况进行分析，混凝土养护可遵循降温速率前期大、后期小的原则。养护前期，混凝土处于升温阶段，弹性模量、温度应力较小，而抗拉强度增长较快，在保证混凝土表面湿润的基础上，尽量少覆盖，让其充分散热，以降低混凝土的温度，也就是说养护前期混凝土降温速率可大些。养护后期，混凝土处于降温阶段，弹性模量增加较快、温度应力较大，应加强保温，控制降温速率。

通常混凝土内部最高温升出现在浇筑完24h左右，混凝土内外温差及降温速率的控制关键在混凝土浇筑后的10天内，尤其是在第三天达到最大，所以现场测温人员在上述时段要高度注意，随时汇报温度变化情况，及时调整覆盖情况或蓄水高度。在养护过程中，特别注意发现混凝土表面出现泛白时，应尽快充分浇水润湿混凝土。

四、 结论

由于核岛筏基混凝土施工是整个核岛施工重要组成部分，具有工程量大（50712m3）、造价高、工期紧（施工总工期为146天）、施工质量要求高、关键点多、质保等级高（CR1级）等特点，筏基施工的进度直接影响核岛整个施工进度。其温控措施显得尤为重要。

参考文献

《工程结构裂缝控制》，王铁梦，中国建筑工业出版社。

《混凝土施工手册》，李立全，中国建筑工业出版社。

《建筑材料》，李亚杰，中国水利水电出版社。

《混凝土的自身收缩及其控制措施》，杨少谋，西北水力发电。2007，3 。

《大体积混凝土裂缝的实践与控制、引进与咨询》，许文震，2006，6 。

《控制大体积被覆混凝土裂缝的措施》，赵如，张文学，赵曼，铁道建筑技术。2008，1。

《浅谈混凝土施工中的温度裂缝》，许尔新，中国建设信息。2007，12。