本钢高炉基础大体积混凝土施工技术.pdf

第 3 8卷 第 1 2期 2 01 1年 l 2月 建筑技术开发 Bui l d i ng Te c hn i qu e De v e l o p me n t Vo 1 3 8， NO 1 2 De c 2 Ol 1 本钢 高炉基础 大体 积 混凝 土施工技 术 张辉陈世 忠 本溪钢铁 ( 集 团) 建 设有 限责任 公 司 ， 辽 宁本溪 1 1 7 0 0 0 摘要 介绍 了本钢 高炉 、 热风炉 大体积混凝土连续浇筑 ， 不留施 工缝 ， 控制水化热未产生温度裂缝 的施 工技术 ， 并制 定施 工技术标准 ( 工法) ， 指导类 的工程 ， 为企业创造可观 的经济效益 。 关键词 大体积混凝 土 ； 水化热 ； 掺合料 中图分 类号 T U 7 5 5 6 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 1 2 - 0 0 3 4 0 2 1概 述 1 1 立 题 的 目的 本钢新 4号 高 炉 炉 容 为 2 6 0 0 m 属 高 耸 构 筑 物， 在全国属较大炉容的炼铁高炉， 是冶金建筑中最 重要 建筑 物之 一 。高 炉 基 础 混 凝 土 为 5 7 8 0 m ， 热 风炉 混凝 土基 础为 2 7 0 0 m ， 混凝 土强 度 为 C 3 0 。根 据重 庆 钢 铁设 计 院 0 1 60 4 T J 0 0 2 9施 工 图要 求 ， 混 凝 土须连 续浇 筑 ， 不 留施 工缝 ， 施 工期 间正 值 夏 季 ， 不 准 出现因混 凝土水 化热 而产 生温度 裂缝 。 混凝 土 中的水 化热是 产生混 凝 土裂 纹 造成 质量 事 故 的主要 原 因 ， 如 何 在满 足混 凝 土设 计 强 度 C 3 0 条 件下 减少水 泥用 量 ， 控 制混凝 土 内外 温差 ， 是 防止 裂缝 的主要措 施之 一 。 1 2现 状 根据 普通混凝 土配合 比设计规程( J G J 5 5 2 0 0 0 )规 定 ， 混 凝 土 强 度 C 3 0， 坍 落 度 在 1 6 0 2 0 0 m m时计算 出水泥用量为 4 6 5 k g m ， 而 C 3 5水 泥用量为 5 2 0 k g m ， 由此而产生水化热经计算必然 会产 生混凝 土 的温度 裂缝 而 出现质 量 问题 。如 减少 水泥用量则达不到设计强度会使高炉在 2万吨铁水 压 力下产 生沉 降不均 而倾 斜 。为保 证混 凝 土施 工质 量 不得不 采取 常 规 的可 靠 的 分 段施 工 方 法 ， 避 开 水 化 热 ， 这 样势必 会延 长施 T工期 。 2研究 的方 向 重庆设计院和本钢 4号高炉指挥部对该T程浇 注的方案确定为 ： 1 ) 混凝土必须一次浇注成型。2 ) 混 凝土强度不变。3 ) 混凝土初凝 的时间控制在 5 h之 内。4 ) 混凝土 内外温差 小于 2 5 。5 ) 施工期不 变 。 收稿 日期： 2 0 1 1 0 91 5 作者简介： 张辉 ( 1 9 6 6 - )， 男， 辽宁本溪人 ， 毕业于东北大学 ， 硕士研究 生， 现任本溪钢铁 ( 集 团) 建设 有限 责任公 司副 总工程 师 兼技术 中心主任。 3 4 本 钢 工程质 量 监 督 总 站对 混凝 土 的坍 落 度 ， 浇 筑厚度 ， 入模温度等技术指标提出了控制要求。 因此 采用 新材料 ， 新 的混凝 土配 合 比设 计 ， 加强 施 工管理 和控制 作 为研究 的方 向 。为收 集情 况 曾 去 鞍钢同类新建高炉的施工做 了调研 ， 又去省建研 院 了解混凝 土施 工 的科 技信 息 。 2 1 材 料 的选择 1 ) 水 泥采 用低 水化热 的 3 2 5级矿 渣水 泥 。 2 ) 粗 骨料 采用 本钢石 灰 石 矿 53 1 5 m m 连 续 级配 石子 。 3 ) 细骨料采用张其寨中砂 。 4 ) 掺 和料采 用本 钢粉煤 灰和 鞍钢水 渣超 细 粉两 种 由试 验确 定 。由于本 钢 的粉煤 灰质 量 波动 性 大不 能满 足用 于水 泥 中二 级 粉 煤灰 的技 术 标 准 ， 故 选 用 鞍钢 的超 细粉 ， 作 为 掺和料 。 3配合 比试验 根据水泥、 掺合料的不同掺量， 按 C 3 0混凝土强 度试验如下： 其中石子 、 砂 、 水不变， 外加剂 U N F一 5掺 量 为 1 ， 超 细粉 的 比表面积为 4 2 0 m k g 。见表 1 。 表 1 C3 0混 凝 土 强 度 试 验 结 果 水泥 超 细粉 坍落度 2 8 d强度 ( k g m ) ( k g m ) MP a 1 4 6 5 O l 8 O 2 0 3 9 l 2 4 1 9 4 6 1 8 O 2 O 4 0 5 3 3 9 5 7 0 1 8 0 2 0 42 0 4 3 7 2 9 3 1 8 O 2 O 4 0 9 5 3 4 9 1 1 6 l 8 O2 O 3 8 1 根据以上试验 ， C 3 0混凝土配合 比见表 2 。 表 2 C3 0混 凝 土 强 度 试 验 单位 水泥 超细粉 砂 石 水 外加剂 U N F一 5 k g m 3 7 7 8 8 7 5 2 l O 3 8 1 9 5 9 3 第 3 8卷 张辉 ， 等： 本铜高炉基础大体积混凝土施工技术 第 1 2 期 4施 工检 测 4 1 混凝 土 温度检 测 根据 混凝土结构施工质量验收规范 ( G B 5 0 2 4 2 0 0 2 ) 的规定及新 4号高炉工程指挥部的要求 ， 为防止 大体积混凝土出现裂缝 ， 必须对浇注后的混凝土进行 测温监控 ， 以便采取措施指导施工。测温仪器选用北 京市建筑工程 研究 院设计 的液 晶显示 J D C一 2电子测 温仪 ， 将温控传感器埋人混凝土中心和表面， 经 1 3昼夜 的测量结果符合设计要求， 结果见表 3 、 图 1 。 表 3混凝 土温 度测试 结果 测 温 时 间 1 4 l 5 l 6 1 7 1 8 l 9 2 0 2 l 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 d 混凝土 内外温 l 3 4 9 8 1 6 1 2 2 l 3 3 l 1 6 1 3 6 l 1 0 1 1 8 1 2 3 1 O 9 l 2 5 l 1 5 差 25 5 日累计达 成熟 度为 6 0 0 1 2 d时 强度见 表 4 。 表 4混凝土强度检测结果 现场制样 标养 3 5 2、 3 5 8、 3 6 3、 3 5 7、 代表值 MP a 3 6 2 、 3 6 2 、 3 5 5 、 3 5 5 、 3 5 7、 3 6 3 平均值 m 3 5 8 标准差 S 0 4 判定系数 A 1 、 A 2 Al =1 7 A 2= 0 9 m 一l S u m uAl S u 统计计算 = 3 5 8一1 7 0 4：3 5 1 = 3 7 8一 1 7 0 6= 3 5 1 A 2 S =0 93 0=2 7 A 2 S =0 9 3 0=2 7 m 一Al S A k 3 5 81 1=3 9 4 3 6 8 结论 混凝 土实体 强度合格 5效 果 1 ) 本钢新 4号高炉、 热风炉基础采用该项 目施 工技术 ， 每立方米混凝土减少水 泥 9 0 k g ， 降低 了水 化热。其混凝土 内外温差值小于 2 5 ， 经外 观检验 未 发现 施工 裂缝 。 2 ) 经对现场 同条件养护和标养试块检验 ， 其强 度符合设计要求。达到验收标准。 3 ) 该 项 施 工 技 术 比 常 规 施 工 方 法 提 前 工 期 2 0 d ， 为新 4号高炉早 日投 产为下 一道工序创 造出 宽松的施工条件。 6 高炉基础大坍落度混凝土施工技术标准 本标准适于大体积混凝土的施工 6 1 材 料要 求 1 ) 水泥采用 P $ 3 2 5级水泥， 符合 G B 1 7 5 2 0 0 7标准要求 。 2 ) 粗 骨料 选 53 1 5 m m 粒 径 连 续 级 配 ， 质 量 符合 J G J 5 2 2 0 0 6标准要求。 3 ) 细骨料选中砂， 质量符合 J G J 5 2 -2 0 0 6 标准要求。 4 ) 减 水 剂 ， 减 水 率 大 于 1 8 ， 质 量 符 合 G B 5 0 1 1 9 2 0 0 3质量 要求 。 5 ) 矿 渣超细 粉掺 和料 ， 细度 大于 4 0 0 m k g 。质 量符合 G B T 1 8 0 4 6 -2 0 0 0标准中活性指数大于 s 。 的要求 。 6 ) 水为饮用水。 6 2配 合 比 1 ) 混凝土的坍落度控制在 1 8 0 2 0 m m。 2 ) 混凝 土初凝 的时间调 至 5 7 h之 内。 3 ) 混凝 土 的浇注大 于 7 0 m h 。 4 ) 混凝 土 的人 模 温度 在 52 5 c I = 之 内 。如入模 温度过 高应 用冰 水调节 。 5 ) 矿渣超细粉可等量取代矿渣水泥用量。取代 量 为 1 5 2 0 。 6 ) 施工配合比视天气变化 ， 随时调整。 6 3作业条 件 1 ) 气温在 0 3 0 o C度之间， 不适于负温下施工。 2 ) 除有 防雨设 施外 ， 不适 于在雨 中施工 。 6 4检 测 1 ) 浇注成 型 后 ， 按 46 h ， 进 行 混 凝 土 温 度 检 测 ， 如混凝土内外 温差接近 2 5 时 ， 应立 即采取养 护措 施 。控制 温差 不能 突破 2 5 c I = 。 2 ) 混 凝土 强度 的检测 按 G B 5 0 2 4 -2 0 0 2的规定 执行 。 7 结论 1 ) 本钢建设公 司与二铁 厂密切合作 ， 完成 了新 4号高 炉基 础 大 体 积 混 凝 土 质 量 攻 关 项 目 ， 施 工 质 量符合设计要求 。操作规程 已确定 ， 竣工验收等各 项程序均以完成 ， 符合鉴定程序 。 2 ) 应 用该项 施工 技 术 可 提前 工 期 2 0 d ， 按 吨铁 固定费用计算 ， 可创效益 4 7 3 5万元。 3 ) 建设公司在施工中首次在大体积混凝土采用 高炉水渣超细粉做混凝土掺和料 ， 在使用矿渣水泥 基础上 ， 又将 每立方 米混凝 土减 少水 泥用量9 0 k g ， 降低了混凝土水化热， 使混凝土 内外温差小于规定 的要求 ， 该工程实例为今后类似工程提供经验。 3 5