大体积混凝土足尺模型温升实验

1、大体积混凝土足尺模型温升实验 : in order to test a nuclear power subject makes the rationality of concrete proportion and construction measures of effectiveness, the special cylinder 4.0 x 3.8 m mass concrete full scale model tests. Through the model test blocks in different parts of the layout of the temperature

2、sensor, real-time monitoring of the concrete the temperature inside the change development. The test results show that the model of con crete about 46.8C temperature rise, 40 to 76 hours peak, based on the test of the concrete, construction and maintenance method and the actual construction basic co

3、nsistent, think intends to conduct scheme can meet the engineering design for the actual temperature makes requirements. Keywords: mass concrete; Full scale model. Temperature monitoring 一概述 本项目采用世界最先进的三代核电技术， 对比以往电站，设 计上对安全提出很高的要求，为了防止不均匀沉降，厂房HRA、 HK和HL的筏基共同组成十字型整体基础，底板长 109.1m,宽 105.3m，厚度最小2.5m，最大

4、4% 总的混凝土方量约 2m3,砼 等级为C40/50 （前面为圆柱体强度，后面为立方体强度）。由 于厂房有核安全等级要求， 属于为放射性区域， 对混凝土的裂缝 控制有严格要求， 客观上不允许混凝土开裂。 国外有两个已经开 始的类似工程裂缝控制情况很不理想， 后续裂缝处理花费了大量 时间。 根据大体积混凝土施工规范、王铁梦工程结构裂缝控 制和朱伯芳大体积混凝土温度应力与温度控制分析，温度 应力是造成大体积混凝土表面开裂的主要原因之一。 根据本工程 设计要求，混凝土的浇筑入模温度不得超过30C，混凝土内部 的最高温度不得高于75C。根据近两年集团实施的 4个大体积 施工经验反馈，混凝土浇筑和养护

5、方式已经取得成功并逐渐成 熟，本工程的温升问题成为焦点问题。按照本工程的工期安排， 筏基混凝土的浇筑时间为 9 月，此时项目所在地地区的平均气温 在30C左右，最高气温超过 32C，按照以往工程反馈，这种状 态下大体积的最高温度可能会突破 80C，不能满足设计的要求， 必须采取有效的手段。在综合考虑人力、机械、场地和温升问题 后，整体筏基拟分5块共3次浇筑，其中第一次浇筑中心 HRA厂 房筏方量最大，其半径为 27.8m的圆形基础，厚度3.8m，混凝 土总方量约9200 m3,在研究计算时有代表性。通过三次实验室 配合比优化后， 经过温度计算和三维仿真分析， 认为并采取一定 的施工措施后温升可

6、以满足设计要求。 为了验证温升及温度控制 措施，了解大体积混凝土结构内部温度发展变化规律， 在实际结 构浇筑之前， 进行了大体积混凝土足尺模型的模拟浇筑试验， 试 验模型尺寸为 4.0 X 3.8m。 二原材料的选择和配合比 2.1 原材料的选择 （1）水泥 本项目设计对水泥组分有严格要求， 经调研后采用珠江水泥 XX公司生产的型42.5级硅酸盐水泥，3d抗压强度35.4MPa, 28d 抗压强度 61MPa；3d 水化热 240kJ/kg ， 7d 水化热 276kJ/kg ； CL-含量小于0.05%，水泥使用时温度小于 50C . （2）矿物掺合料 在混凝土中掺加适量的矿物掺合料， 可以

7、减少水泥用量， 降 低混凝土内部温度峰值， 有利于防止大体积混凝土开裂， 同时可 提高混凝土的密实度， 改善其微孔结构， 抑制混凝土的碱骨料反 应。根据法国LCPC实验中心的研究，采用矿渣粉和粉煤灰双掺 的方式，其掺和量占胶凝材料总量大于30%时可以有效抑制二次 钙矾石形成。 经过理论论证和实验室多次试配试验， 本工程采用 粉煤灰和矿渣粉双掺方式， 粉煤灰选用性能较好的为本工程专供 的I级F类低钙粉煤灰，烧失量 0.62%,满足设计和 GB/T1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰要求；矿渣粉 选用S95级矿渣粉，烧失量为0.61%,满足设计和GB/T18046-2008 用于水泥和混凝

8、土中的粒化高炉矿渣粉的要求。 3）外加剂 本工程选用不含 Cl- 的聚羧酸系缓凝高效减水剂，减水率为 20%40%，有效的减小水灰比、改善混凝土的和易性和减少变形 收缩，其减水性能和塌落度保持性能均较好， 各项指标均能满足 设计和 GB 8076-1997混凝土外加剂的要求。 （4）骨料 本工程的骨料为自产的骨料，粗骨料粒径为 531.5 连续级 配，含泥量小于 1%，针、片状颗粒含量小于 2%；细骨料的细度 模数2.9，含泥量小于2%骨料满足规范JGJ52-2006普通混 凝土用砂、石质量及检验方法标准要求。 （5）拌合水 拌合水使用现场临时水库用水， 水质符合设计和 JGJ63-2006

9、混凝土用水标准要求。 （6）钢筋 本工程采用W级钢，主筋为 40和32两种直径，采用机 械接头方式连接， 环边立面构造钢筋采用搭接连接， 足尺实验块 体的钢筋配置直径和间距与原设计一致。 （7）模板 HRA的侧模米用自制吊模和免拆式模板，标高在2.2m以下 的采用免拆式模板，2.2m以上采用专门设计的异形吊模，实验 模板的布置方式与实际情况一致。 2.2配合比 根据配合比设计原则及本工程的具体要求， 结合类似工程实 践经验，通过试配的方式选择出合理的配合比，在此基础上，通 过升温经验公式计算以及有限元分析的方式对配合比设计结果 进行调整，最终配合比见表 1。混凝土的水胶比 0.38 ，砂率 0.43 表 1 混凝土配合比（ kg/m3） 三施工方案和措施 本次足尺模型试验的试块为 4.0 X 3.8m圆柱体，试块的边 界为底面、侧壁和上表面。为了更好