石化大型設(shè)備基礎(chǔ)工程混凝土裂縫防控措施

王益本

摘 要：隨著石油化工企業(yè)規(guī)劃的擴(kuò)大，大型設(shè)備的運(yùn)用逐漸增多，許多大型設(shè)備安裝之前需要完成基礎(chǔ)工程，基礎(chǔ)工程的裂縫控制和維護(hù)對于設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行具有非常重要的作用，對于提高設(shè)備的穩(wěn)定性，延長設(shè)備的使用壽命有直接的關(guān)系。本文從石油化工大型設(shè)備基礎(chǔ)工程中混凝土裂縫的影響因素進(jìn)行分析，為了提高基礎(chǔ)工程的質(zhì)量，從原材料控制、溫度控制、施工控制等方面重點(diǎn)分析了混凝土裂縫的防控措施。

關(guān)鍵詞：大型設(shè)備；基礎(chǔ)工程；混凝土；裂縫；石化

1 前言

隨著我國石油化工行業(yè)朝著規(guī)模化和集約化的方向發(fā)展，大型設(shè)備的使用量逐漸增多，無論是設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)上還是體積上都較為復(fù)雜。大型設(shè)備的基礎(chǔ)工程往往是采用混凝土澆筑，在大型設(shè)備的使用過程中，由于機(jī)械振動(dòng)等往往會(huì)使混凝土穩(wěn)定性受影響，產(chǎn)生裂縫。對于設(shè)備的正常運(yùn)行和加工精度會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。為了保證石油化工設(shè)備的穩(wěn)定性，在土建工程中，必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，從多方面加強(qiáng)混凝土穩(wěn)定性等，從而有效抑制混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2 混凝土原材料的質(zhì)量控制

混凝土常應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，實(shí)用性良好，是一種新型復(fù)合型材料，主要通過膠凝材料，把相應(yīng)的各材料進(jìn)行融合，然后應(yīng)用在實(shí)際的施工中。對于混凝土來說，其原材料主要包括了砂石、水和水泥，按照一定的混合比例進(jìn)行攪拌，形成了一種水泥質(zhì)的材料。這樣的復(fù)合材料在凝固之后，不管硬度，還是耐久性等都較好，還能起到一定的防滲作用，且制造工藝的難度相對較低，操作方便，花費(fèi)的成本不高，在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，使之成為了主要的材料之一。引發(fā)石油工程大型設(shè)備混凝土裂縫主要原因包括載荷量、溫度變化、收縮、施工質(zhì)量和原材料等，因此本次本文重點(diǎn)針對這幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

2.1 水泥的選用

大體積混凝土之所以會(huì)產(chǎn)生裂縫，其主要原因是混凝土在硬化過程中會(huì)釋放出大量的水化熱，混凝土內(nèi)部溫度會(huì)大幅度升高，從而產(chǎn)生內(nèi)外溫差，導(dǎo)致混凝土表面溫度出現(xiàn)變化。

混凝土的絕熱溫升與混凝土單位體積的水泥用量和水泥使用品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期按指數(shù)關(guān)系遞增，該階段彈性模量隨混凝土齡期的增長而逐漸增高。中期應(yīng)力為自早期結(jié)束至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，該階段混凝土性能趨于穩(wěn)定，其彈性模量變化不大。晚期應(yīng)力為中期結(jié)束至后期使用階段，這時(shí)溫度應(yīng)力主要是由于外界氣溫和水溫的變化所引起。上述各個(gè)階段的溫度應(yīng)力均為該階段產(chǎn)生的溫度應(yīng)力與前期階段殘余應(yīng)力疊加之后的結(jié)果。溫度應(yīng)力的結(jié)果是產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，混凝土便開始出現(xiàn)溫度裂縫。

2.2 摻合料

在大體積混凝土施工過程中，施工要求必須有100-120mm的坍落度，因此單純依靠用水量不僅會(huì)增加水泥的消耗，同時(shí)會(huì)加大混凝土的干縮，還會(huì)增加混凝土水化熱。因此在實(shí)際施工的過程中，可以增加減水劑，提高混凝土工作性能和降低水化熱。混凝土結(jié)構(gòu)開裂不僅直接影響結(jié)構(gòu)外觀，還會(huì)造成鋼筋銹蝕、混凝土碳化、降低強(qiáng)度，縮短結(jié)構(gòu)耐久性，影響其正常使用，所以采取相應(yīng)的技術(shù)措施去處理和解決溫度應(yīng)力、并按裂縫產(chǎn)生的多方面原因去分析以最大限度地減少混凝土開裂就顯得尤為重要。

3 混凝土澆筑溫度的控制

為了降低石化大型設(shè)備基礎(chǔ)工程混凝土裂縫的發(fā)生，就必須在混凝土澆筑的過程中對溫度進(jìn)行有效的控制，例如在夏季溫度較高時(shí)，為了減緩混凝土溫度的升高，降低內(nèi)外溫度差，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施對澆筑混凝土進(jìn)行溫度的控制，要求夏季混凝土施工中，入模溫度盡量要求低，并且接近大氣溫度即可。在石化大型設(shè)備基礎(chǔ)工程中，混凝土的溫度控制常常還可以使用以下方法。

3.1 材料控制方法

根據(jù)影響大體積混凝土開裂的因素，逐個(gè)分析裂縫產(chǎn)生原因，然后提出確實(shí)可行的一套裂縫緩解技術(shù)及方法是非常重要的。溫度裂縫控制首要應(yīng)從基礎(chǔ)方法—材料的選擇方面去考慮。由前可知，大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生大都與溫度應(yīng)力過大有關(guān)，而溫度應(yīng)力主要來源于水泥水化熱，所以：①合理選用低或者中水化熱的水泥，以降低混凝土溫度峰值；②在混凝土中添加適當(dāng)?shù)幕旌喜牧希ㄖ饕欠勖夯遥┛梢詼p少水泥的用量，降低混凝土的絕熱溫升；③在混凝土材料中摻加緩凝劑或高效減水劑，減少拌合混凝土?xí)r的用水量和減少水泥用量；④選擇粒徑較大、顆粒形狀較好、熱學(xué)性能好且級配良好的骨料。

3.2 水管冷卻法

由于水泥用量大，水泥水化時(shí)大量的熱量匯集導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升（內(nèi)部溫度可達(dá)60～90℃左右），而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，自身溫降速度較慢，為了保證工程質(zhì)量，加快工程施工進(jìn)度，冷卻水管法是大體積混凝土溫控常用措施之一，即：在混凝土中預(yù)埋一些網(wǎng)狀水管，利用管中循環(huán)冷水（可用地下水、江、河、湖泊、自來水等各種水源）的流動(dòng)來降低混凝土內(nèi)部的溫度。20世紀(jì)中期，美國設(shè)計(jì)的胡佛壩為當(dāng)時(shí)世界上最高的混凝土壩體，就選用了水管冷卻降溫的方法，進(jìn)行了現(xiàn)場大量試驗(yàn)，表明水管冷卻對混凝土壩體降溫效果十分明顯，由此成為大體積混凝土溫控方面的一項(xiàng)重要的措施。

4 混凝土澆筑過程中的質(zhì)量控制

4.1 減小地基對混凝土的影響

（1）在混凝土的內(nèi)部，降低其約束力。當(dāng)溫度應(yīng)力增強(qiáng)時(shí)，混凝土內(nèi)部的約束力也隨之增強(qiáng)，可見，通過減少內(nèi)部的溫度應(yīng)力，混凝土內(nèi)部的約束力也會(huì)被削弱。除此之外，還應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行保溫，例如：暖棚法、蓄水法等，在混凝土的外部，通過一些有效的保溫手段，可以顯著的減小混凝土內(nèi)、外的溫差，以此來控制溫度應(yīng)力。

（2）降低外部地基的約束力。對混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，如果混凝土的澆筑面積很大，或者厚度較大，都會(huì)受到地基的約束，所以，要減小混凝土的厚度，通過設(shè)置動(dòng)層，設(shè)置滑動(dòng)層，抵抗外部約束力的干擾。

4.2 增強(qiáng)混凝土的抗裂性能

（1）添加合理的添加劑。通過添加劑的加入，可以掌控混凝土的自縮值，對添加劑進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要參照外用添加劑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

（2）應(yīng)用抗震性能的材料。在生產(chǎn)時(shí)，可以在混凝土中加入相應(yīng)的纖維，比如：有機(jī)纖維、無機(jī)纖維，以及金屬纖維等，不僅起到了抗拉的作用，其抗裂性能也變得更強(qiáng)。

（3）確定混凝土材料的最佳配比。對于混凝土來說，材料的配比關(guān)系著其質(zhì)量、性能等。通常，要對混凝土配比進(jìn)行計(jì)算。生產(chǎn)前，技術(shù)人員還要驗(yàn)證材料的配比的科學(xué)性，找到最佳的配比，只有這樣，才能保證混凝土的強(qiáng)度。

5 結(jié)束語

綜上所述，在石化工程中大型設(shè)備基礎(chǔ)中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是較為復(fù)雜的，要想避免裂縫的產(chǎn)生，就必須對各個(gè)施工環(huán)節(jié)加以重視?；炷潦┕ぜ夹g(shù)方案十分關(guān)鍵，不僅影響著項(xiàng)目的整體質(zhì)量，還能夠在各個(gè)施工領(lǐng)域中提供有價(jià)值的施工技術(shù)，且實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的價(jià)值，對于石化工程中基礎(chǔ)工程的質(zhì)量控制具有較大幫助。

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