风力发电机基础大体积混凝土裂缝产生的原因及预防控制措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 风力发电机基础大体积混凝土裂缝 产生的原因及预防控制措施 摘要：针对近年来风力发电的快 速发展，风力发电单机容量不断增大， 其基础混凝土结构也随之增大，即变成 了大体积混凝土，由于受现场施工条件 的制约，混凝土的保温抗裂必需采取相 应措施，以确保风机基础的结构稳定和 使用寿命。因此对风机基础混凝土施工 中产生裂缝的原因进行分析，通过对施 工配合比的优化、原材料进行优选、新 材料的使用及施工工艺的改进并采取了 相应的预防控制措施，对减少和避免风 机基础大体积混凝土裂缝的产生有一定 的参考意义。 中国论文网 /2/view-12911812.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词：大体积混凝土裂缝产生 原因预控措施 1 概述 水泥水热化是大体积混凝土中主 要的升温因素。大体积混凝土浇筑后温 度迅速上升，是由于混凝土在硬化过程 中水泥水化作用在最初几天产生大量的 水化热。混凝土内部的最高温度大多发 生在浇筑后的 35 天，水化热升温高达 3050。由于混凝土导热不良形成热 量的累积从而引起混凝土温度升高和体 积膨胀。大体积混凝土中心的水化热升 温随墙（或板）厚增加而增加，在升温 时混凝土强度比较低，部分弹性模量很 小，因而升温时墙（或板）内累积的压 应力数值不大。降温时其降温收缩与干 燥收缩叠加在一起时，弹性模量很大， 施工期间混凝土的最高温度冷却到稳定 温度，往往在混凝土内部引起相当大的 拉应力。这种收缩引起的拉应力，往往 导致处于约束条件下的混凝土产生裂缝， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝 可逐渐加宽加长，最终破坏混凝土的结 构稳定和使用寿命。因此，如果不采取 适当方法控制绝热温升和表里温差，不 加强保温措施以减少内外温差或不改善 约束条件以减少温度应力，势必导致结 构出现温度裂缝，严重时可形成贯穿性 裂缝。 2 风机基础大体积混凝土产生裂 缝的原因 2.1 配合比不合理引起混凝土产 生裂缝的原因 （1）用水量过大。混凝土拌和 物用水量过大或施工时采用较大的坍落 度，浇筑后混凝土硬化前易沉降与泌水， 拌和物中骨料下沉并在粗骨料下方形成 水囊，混凝土硬化后抗弯、压、拉强度 明显下降，尤其是在浇筑大流动性的高 强度钢筋混凝土时此现象更加突出。如 某风电场风机基础施工做缺陷修补时发 现骨料分层，上层是砂浆、中间小石集 聚，下层中石集聚较多，在一些大骨料、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 钢筋的下方有很微小的缝隙。 （2）水胶比过小及水泥用量过 大。在相同用水量情况下，水胶比过小， 混凝土拌合物体内自由水过少，拌合物 较粘稠而不利于施工且不易振捣密实， 同时，混凝土表面易出现塑性收缩开裂。 混凝土中自由水量越少，同时，混凝土 结构致密度增加导致由混凝土内部向外 迁移用以补充表面蒸发散失的自由水量 就越缺乏，从而使混凝土表面开裂越严 重。 （3）骨料级配及砂率影响。骨 料最大粒径较大时，容易造成拌和物中 骨料的离析，降低混凝土的均匀性，而 且粗骨料与水泥石在界面粘连是混凝土 的薄弱环节，在一定荷载作用下，界面 裂缝首先在较大粒径骨料的界面产生， 从而诱发混凝土的破坏。 2.2 原材料引起混凝土产生裂缝 的原因 （1）高热水泥的使用。近年来， 各施工单位在做配合比时不注意大体积 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 混凝土的因素，直接做配合比设计，结 果使用了高水化热水泥，并在使用该类 水泥拌制混凝土时用水量较大，水化反 应过快，从而造成混凝土早期水化热过 高，温升过快，早期强度过高，弹性模 量增加，同时自生变形、干缩变形、温 度变形的速度、程度也大为提高，叠加 产生的拉应力超过抗拉强度，最终导致 混凝土产生温度裂缝。 （2）骨料自身的缺陷。由于近 年来建筑业的大发展及施工现场料源条 件限制，大部分混凝土使用的都是由施 工现场开采的岩石加工的人工骨料，有 的骨料是具有潜在危害性反应的活性骨 料，有的骨料强度过高，对水泥石的膨 胀和收缩产生比较强的抑制作用，有些 岩石加工的骨料粒形不好，针片状骨料 含量高，而且表面岩粉较多，骨料吸水 率较大，有些岩石加工的细骨料岩粉含 量高，细度模数偏小。 （3）新型高效缓凝减水剂的使 用。混凝土大流动性和泵送混凝土施工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 是在使用新型高效缓凝减水剂的前提下 实现的，此类混凝土的用水量少、水灰 比小，因此，当混凝土表面水分蒸发速 率大于泌水速率时，会发生局部的塑性 收缩开裂。近几年使用的 968NS 高效缓 凝减水剂有更高的减水率，掺量 1%-1.5%， 减水率可达 20%以上，存在造成混凝土 更大的早期收缩开裂倾向。 2.3 施工过程控制不当引起混凝 土产生裂缝的原因 （1）混凝土自身的影响。配合 比中各种材料称量精度低、拌合时间过 短而使混凝土拌和物不均匀，运输时间 过长及运输过程中发生漏浆、失水、过 多温升、含气量减少、坍落度损失等均 会使拌和物的温度、含气量、坍落度不 能满足设计要求，出现拌和物流动性差 或离析和泌水现象而使易性变差，造成 已浇筑混凝土密实度及强度、各种变形 产生的拉应力不均匀，裂缝总是从密实 度小、强度低及所受拉应力大的薄弱处 形成，根据工程调查，裂缝的出现与混 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 凝土的不均匀存在重要关系，不均匀系 数值越大，裂缝就越多。 （2）混凝土浇筑过程的施工工 艺控制不当。混凝土入仓手段不当造成 骨料分离、平仓振捣不均匀（漏振、过 振、欠振）或入仓时混凝土拌和物已初 凝及高温、低温季节仓面保温、保湿措 施不当都会造成混凝土的开裂。 （3）混凝土浇筑后的养护及表 面保护。混凝土浇筑完成时没有及时覆 盖进行隔热保湿、保温或低温、气温骤 降及气温日变幅较大、雨季、有风季节 养护及表面保护不及时、不到位及混凝 土处于干湿、冷然（热）交替的环境中 都易导致混凝土的开裂。 3 风机基础大体积混凝土产生裂 缝的主要预防措施 3.1 根据工程特点及现场骨料的 情况优化设计 （1）利用混凝土的后期强度。 风机基础大体积混凝土一般从浇筑混凝 土到开始承受荷载时间较长，如把强度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 设计龄期由 28 天改为 60 天或 90 天， 从而使配合比有了更大的优化空间，可 进一步改善混凝土抗裂性能，特别是对 钢筋较密的高标号泵送混凝土，水泥用 量多，一般温控很难过关，若强度设计 龄期延长，可减少水泥用量，以便降低 混凝土的绝热温升，对温控十分有利， 同时减少温度裂缝的发生。 （2）出机口拌和物的性能。在 施工条件允许的情况下，尽量减小混凝 土拌和物出机口的坍落度，在保持水灰 比不变的情况下减小用水量及水泥用量， 控制混凝土中的总碱量；对混凝土的含 气量提出适当要求，减少混凝土脆性， 增加韧性；对出机口温度提出严格的要 求，降低水化温峰、抑制温度裂缝的发 生。 （3）强化混凝土的各项性能。 对于体积大和抗裂要求较高的混凝土， 要求对强度等级、弹性模量、极限拉伸、 自生体积变形、抗冻等级等提出设计要 求，以提高混凝土的综合抗裂能力。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 （4）钢筋。在结构设计时，对 于表层抗裂钢筋应进行充分考虑。 （5）施工工艺。对于体积大和 抗裂要求较高的混凝土，要对浇筑分层 厚度、间隙时间、降温梯度等提出设计 要求。 3.2 根据工程特点及技术要求优 选原材料并采用新材料 （1）水泥。对水泥的比表面积 提出上限要求，对水泥的碱含量、强度 波动范围、水化热、矿物成分、水泥到 工地的温度提出严格的技术要求。对于 风机基础大体积混凝土，要严格采用中 低热水泥，水泥的水化热控制按 3 天不 大于 240KJ/KG，7 天不大于 270KJ/KG，对中