M310型核电站大体积混凝土施工总结Word文档下载推荐.docx
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大体积混凝土施工质量保证篇对大体积混凝土浇筑前准备阶段、浇筑阶段、养护阶段三个阶段的质量保证措施进行了详细的规定,涵盖人、机、料、法、环各方面,确保施工质量满足要求;
大体积混凝土裂缝处理篇以1号核岛反应堆厂房B层筏基裂缝和1号筒体G层裂缝为分析对象,从裂缝产生原因、有害裂缝判定标准、裂缝处理等方面进行了总结,为后续大体积混凝土施工提供借鉴作用,避免同类问题的重复出现;
附录篇主要是选取的一些比较有代表性的大体积混凝土施工方案,为后续大体积混凝土施工提供参考。
本温度应力计算书以3号核岛反应堆厂房筏基A、B、C层大体积混凝土为例。
大体积混凝土温控计算以核岛底板(A+B+C)层为验算对象,其厚度为3.8m,一部分直径为39.5m(标高为-10.000m~-7.000m),另一部分直径为38.8m(标高为-7.000m~-6.200m)。
相对其它核岛底板而言具有代表性。
混凝土强度等级为PS40(配合比编号为FQHD0007),水泥采P.O42.5核电专用水泥,水泥用量Mc=390kg/m3,混凝土比热C=0.97KJ/kgk,混凝土容重为ρ=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℃。
核岛底板(A+B+C)层施工计算按平均气温大约为28℃进行计算。
1.计算混凝土的绝热温升值
1.1水泥的水化热
1.2胶凝材料水化热总量
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
10℅
20℅
30℅
40℅
粉煤灰(k1)
1
0.96
0.95
0.93
0.82
矿渣粉(k2)
0.92
0.84
1.3混凝土绝热温升计算
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0.25~0.30,取0.3;
F—混凝土活性掺合料用量(取F=82kg/m3);
ρ—混凝土密度、取2400~2500(kg/m3);
c—混凝土比热、取0.92~1.0[kJ/(kg·
℃)];
m—与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,可取(0.3~0.5)d-1;
以上参数取自GB50496-2009
=59.8×
0.704=42.1℃
T6=59.8×
0.913=54.6℃
T9=59.8×
0.974=58.2℃
T12=59.8×
0.992=59.3℃
T15=59.8×
0.998=59.7℃
T18=59.8×
0.999=59.8℃
T21=59.8×
T24=59.8×
T27=59.8×
2.计算各龄期混凝土的内部温度
T1(t)=To+Tmax·
ξ(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;
ξ(t)——t龄期温降系数,ξ(3)=0.74,ξ(6)=0.73,ξ(9)=0.72,ξ(12)=0.65,ξ(15)=0.55,ξ(18)=0.46,ξ(21)=0.37,ξ(24)=0.30,ξ(27)=0.25;
以上参数取自《建筑施工手册(第四版)》
T1(3)=To+T(t)·
ξ(t)=30+59.8×
0.74=74.3℃
T1(6)=73.4℃
T1(9)=73.1℃
T1(12)=68.9℃
T1(15)=62.9℃
T1(18)=57.5℃
T1(21)=52.1℃
T1(24)=47.9℃
T1(27)=45.0℃
3.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,水层厚2mm。
3.1混凝土表面保温层的传热系数
式中
β——混凝土表面模板及保温层等的传热系数[W/(m2·
K)];
δi——各保温材料厚度(m);
λi——各保温材料导热系数[W/(m·
βq——空气层的传热系数,取23[W/(m2·
K)]。
β=1/[Σδi/λi+1/βq]=1/(0.004/0.03+0.052/0.14+0.002/0.58+1/23)=1.81W/(m2·
K)
3.2混凝土的虚厚度
式中
——混凝土虚厚度(m);
k——折减系数,取2/3;
λ——混凝土导热系数,取2.33W/(m2·
K);
=(2/3)×
2.33÷
1.81
=0.86m
3.3混凝土的计算厚度
H=h+2
H——混凝土计算厚度(m);
h——混凝土实际厚度(m);
H=h+2
=3.8+2×
0.86
=5.52m
3.4混凝土的表层温度
式中T2(t)—混凝土表面温度(℃);
Ta—施工期大气平均温度(℃);
—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(℃)。
=49.5℃
T2(6)=49.1℃
T2(9)=48.9℃
T2(12)=46.7℃
T2(15)=43.5℃
T2(18)=40.7℃
T2(21)=37.8℃
T2(24)=35.6℃
T2(27)=34.1℃
3.5混凝土内平均温度
Tm(t)=(T1(t)+T2(t))×
0.5
Tm(3)=(74.3+49.5)×
0.5=61.9℃
Tm(6)=(73.4+49.1)×
0.5=61.3℃
Tm(9)=(73.1+48.9)×
0.5=61.0℃
Tm(12)=(68.9+46.7)×
0.5=57.8℃
Tm(15)=(62.9+43.5)×
0.5=53.2℃
Tm(18)=(57.5+40.7)×
0.5=49.1℃
Tm(21)=(52.1+37.8)×
0.5=45.0℃
Tm(24)=(47.9+35.6)×
0.5=41.8℃
Tm(27)=(45.0+34.1)×
0.5=39.6℃
4.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(℃);
△T3=T1(3)-T2(3)=74.3-49.5=24.8℃
△T6=T1(6)-T2(6)=73.4-49.1=24.3℃
△T9=T1(9)-T2(9)=73.1-48.9=24.2℃
△T12=T1(12)-T2(12)=68.9-46.7=22.2℃
△T15=T1(15)-T2(15)=62.9-43.5=19.4℃
△T18=T1(18)-T2(18)=57.5-40.7=16.8℃
△T21=T1(21)-T2(21)=52.1-37.8=14.3℃
△T24=T1(24)-T2(24)=47.9-35.6=12.3℃
△T24=T1(27)-T2(27)=45.0-34.1=10.9℃
5.计算各龄期混凝土的弹性模量
E(t)=βE0(1-e-0.09t)
式中E(t)—混凝土龄期为t时弹性模量(N/mm2);
E0——28d混凝土弹性模量(N/mm2),取3.45×
104N/mm2
参数E0取自《建筑施工手册》(第四版)
E
(1)=βE0(1-e-0.09)=0.993×
3.45×
104×
(1-2.718-0.09)=0.295×
104N/mm2
E(3)=0.812×
E(6)=1.429×
E(9)=1.901×
E(12)=2.261×
E(15)=2.539×
E(18)=2.748×
E(21)=2.909×
E(24)=3.032×
E(27)=3.124×
6.计算混凝土的温度收缩应力
6.1地基约束系数
β(t)=(Cx/h·
E(t))0.5
式中:
Cx地基阻力系数,取0.06N/mm3(考虑防水卷材层、油毡隔离层具有可滑动因素)。
β
(1)=0.0000731mm
β(3)=0.0000440mm
β(6)=0.0000332mm
β(9)=0.0000288mm
β(12)=0.0000264mm
β(15)=0.0000249mm
β(18)=0.0000239mm
β(21)=0.0000233mm
β(24)=0.0000228mm
β(27)=0.0000225mm
6.2计算各龄期混凝土的收缩变形值
Ey(t)=ε0y(1-e-bt)M1·
M2·
M3·
·
M11
式中Ey(t)—龄期为t时,混凝土收缩引起的相对变形值;
ε0y—在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取4.0×
10-4;
b—经验系数,取0.01;
M1·
M2…M11——各修正系数查下表:
修正系数M1-M11
水泥品种
M1
水泥细度(m2/kg)
M2
水胶比
M3
胶浆量(%)
M4
养护时间(d)
普通水泥
1.00
300
0.3
0.85
20
矿渣水泥
1.25
400
1.13
0.4
25
1.20
2
快硬水泥
1.12
500
1.35
1.21
30
1.45
3
低热水泥
1.10
600
1.68
0.6
1.42
35
1.75
4
石灰矿渣水泥
700
2.05
-
40
2.10
5
火山灰水泥
800
2.42
45
2.55
7
抗硫酸盐水泥
0.78
50
3.03
10
矾土水泥
0.52
14~180
环境相对湿度(%)
M6
L/F
M7
EsFs/EcFc
M8
减水剂
M9
粉煤灰掺量(%)
M10
矿渣粉掺量(%)
0.54
0.00
无
1.18
0.1
0.76
0.05
有
1.30
1.01
0.2
0.10
0.89
1.02
1.03
0.15
0.68
0.90
1.05
60
0.88
0.20
0.61
70
0.77
1.31
0.25
0.55
80
0.70
1.40
90
0.7
1.43
注:
L—构件截面周长;
F—截面积;
Es、Fs——钢筋的弹性模量、截面积;
Ec、Fc——混凝土弹性模量、截面积。
M1=1.00、M2=1.00、M3=0.955、M4=1.00、M5=0.93、M6=1.18、M7=0.77、M8=0.76、M9=1.00、M10=0.91。
以上参数取自GB50496-2009
Ey
(1)=ε0y(l-e-bt)M1·
M11=0.0223×
10-4
Ey(3)=0.0660×
Ey(6)=0.1299×
Ey(9)=0.1922×
Ey(12)=0.2525×
Ey(15)=0.3110×
Ey(18)=0.3677×
Ey(21)=0.4228×
Ey(24)=0.4762×
Ey(27)=0.5282×
6.3计算混凝土的收缩当量温差
Ty(t)=Ey(t)/α
式中Ty(t)—t龄期混凝土收缩当量温差(℃);
α—混凝土线膨胀系数,1×
10-5(1/℃)。
Ty
(1)=0.2℃
TY(3)=0.7℃
TY(6)=1.3℃
TY(9)=1.9℃
TY(12)=2.5℃
TY(15)=3.1℃
TY(18)=3.7℃
TY(21)=4.2℃
TY(24)=4.8℃
TY(27)=5.3℃
6.4结构计算温差
ΔTi=Tm(i)―Tm(i+3)+TY(i+3)―TY(i)
式中ΔTi—i区段结构计算温差(℃);
Tm(i)—i区段平均温度起始值(℃);
Tm(i+3)—i区段平均温度终止值(℃);
TY(i+3)—i区段收缩当量温差终止值(℃);
TY(t)—i区段收缩当量温差始始值(℃)。
ΔT3=1.2(℃)
ΔT6=0.9(℃)
ΔT9=3.8(℃)
ΔT12=5.2(℃)
ΔT15=4.7(℃)
ΔT18=4.6(℃)
ΔT21=3.8(℃)
ΔT24=2.7(℃)
ΔT27=1.8(℃)
6.5各区段拉应力
σi——i区段混凝土内拉应力(N/mm2);
——i区段平均弹性模量(N/mm2);
——i区段平均应力松弛系数,查表;
松弛系数S(t)
龄期t(d)
6
9
12
15
18
21
24
27
S(t)
0.57
0.48
0.44
0.41
0.386
0.368
0.352
0.339
0.327
——i区段平均地基约束系数;
L——混凝土最大尺寸取39.5m;
ch——双曲余弦函数。
σ3=0.02N/mm2
σ6=0.02N/mm2
σ9=0.08N/mm2
σ12=0.12N/mm2
σ15=0.06N/mm2
σ18=0.05N/mm2
σ21=0.04N/mm2
σ24=0.03N/mm2
σ27=0.02N/mm2
6.6各龄期混凝土温度拉应力
σmax——到指定期混凝土内最大应力(N/mm2);
ν——泊桑比,取0.15。
σt3=0.03N/mm2
σt6=0.05N/mm2
σt9=0.14N/mm2
σt12=0.28N/mm2
σt15=0.35N/mm2
σt18=0.41N/mm2
σt21=0.46N/mm2
σt24=0.50N/mm2
σt27=0.52N/mm2
6.7不同龄期抗拉强度
ft(3)=0.8×
2×
㏒3=0.5MPa
ft(6)=0.8×
㏒6=0.8MPa
ft(9)=0.8×
㏒9=1.0MPa
ft(12)=0.8×
㏒12=1.2MPa
ft(15)=0.8×
㏒15=1.3MPa
ft(18)=0.8×
㏒18=1.3MPa
ft(21)=0.8×
㏒21=1.4MPa
ft(24)=0.8×
㏒24=1.5MPa
ft(27)=0.8×
㏒27=1.6MPa
6.8安全系数
方法一:
K=ft/σmax
K——大体积混凝土抗裂安全系数,应≥1.15;
ft——到指定期混凝土抗拉强度设计值(N/mm2),取2.0;
抗裂缝安全度:
K=ft/σmax=2.0/0.52=3.846≥1.15。
方法二:
Kt=ft(t)/σt≥1.15
K3=0.5/0.03=16.7
K6=0.8/0.05=16.0
K9=1.0/0.14=7.1
K12=1.2/0.28=4.3
K15=1.3/0.35=3.7
K18=1.3/0.41=3.2
K21=1.4/0.46=3.1
K24=1.5/0.50=3.0
K27=1.5/0.52=2.9
综上所述,根据以上两种判断方法判定3号核岛反应堆厂房筏基(A+B+C)层大体积混凝土浇筑是安全可行的。
M310型核电工程筏基底板面积大,钢筋数量多且布置密集,混凝土浇筑量大,施工质量要求高,所以必须采取各种有效的技术措施,确切的从“人、机、料法、环”几方面做好施工准备工作,有明确的施工总体思路及施工部署,确保科学合理的组织施工。
结合福清核电项目部筏基大体积混凝土施工的实际情况,主要从组织机构设置、技术准备、人员配备以及机械配备几个方面对M310型核电大体积混凝土施工准备工作情况进行总结。
1.组织机构
筏基大体积混凝土施工前设立以项目总经理为总指挥,项目副总经理为副总指挥,下辖工程运营部、技术管理部理、质量管理部、安全环境部各部门经理的值班领导小组。
细化各部门值班人员的工作范围和职责,对大体积施工过程进行统一指挥,对影响施工质量的一切问题进行全面统筹控制,确保大体积混凝土施工质量。
组织机构图
2.技术准备
2.1专题培训:
为了明确各工种职责,明确混凝土浇筑过程中每道工序的技术要求及其注意事项,让工人确切的了解混凝土浇筑过程中的安全隐患,加强各工种的安全意识;
混凝土施工前应组织工人进行学习、培训。
2.2技术交底:
大体积混凝土施工前,针对混凝土布料、振捣、抹压、冲毛等施工技术组织对不同工种的工人进行技术交底,确保工人按照规范的施工技术进行施工,从而确保混凝土施工质量。
3.人员配备
3.1关键工种工人:
混凝土浇筑、振捣、二次抹压、混凝土冲毛等关键工种必须配备技术熟练、责任心强的技能工人;
分区域、分时间段有序的组织工人进行有组织的施工,确切将责任落实到人。
其它特殊工种均要持证上岗。
3.2机械设备维修人员:
安排技术成熟的机械设备维修人员值班,并要求值班人员24小时处于值班状态,确保机械设备发生故障时及时、有效抢修。
3.3混凝土养护人员:
成立温度及应变监测控制小组,确保测温数据反馈的及时性和准确性。
测温人员与技术员及操作人员建立快速联系渠道,保证混凝土温度出现异常能够迅速处理。
4.机械设备配备
大体积混凝土施工前,即将投入使用的布料机、汽车吊、备用发电机、搅拌机、制冰机等机械、设备均处于良好工作状态;
由于大体积混凝土浇筑方量大,持续工作时间长,为了确保混凝土浇筑顺利进行,混凝土泵管应设置双管布线;
结合福清核电工程1、2、3号机组大体积混凝土施工过程中,机械设备的实际投入情况,一般情况下大体积混凝土施工投入的主要机械设备如下表。
主要机械设备配备表
序号
设备名称
规格型号/技术能力
单位
数量
备注
一、混凝土施工机械设备
搅拌机组
60m3/h
台
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