高强清水镜面混凝土施工质量控制

高强清水镜面混凝土施工质量控制［摘要］火力发电厂百万千瓦级超超临界机组在以往电厂建设实践中主厂房均为钢结构，浙江国华宁海电厂二期工程（2*1000mw 超超临界机组）本着节约资源、降低造价的原则，在主厂房设计中首次大胆采用c55高强清水镜面钢筋混凝土结构。新材料、新工艺的出现，必将给电力系统以往的常规混凝土施工作业带来冲击。本人有幸参加了这一工程创举的全过程，结合工程实践，特撰本文对高强清水镜面混凝土框架结构施工中存在的一些问题进行全面剖

析探讨，分别从原材料选择、配合比设计、施工过程控制、裂缝控制等方面进行论述并根据镜面高强混凝土的技术特点，提出一些值得借鉴的注意事项，以达到抛砖引玉的效果。

［关键词］百万千瓦超超临界机组；高强清水镜面混凝土框架结构；施工质量控制

一工程概况

浙江国华宁海电厂二期工程建设2×1000mw超超临界燃煤机组，同步建设脱硫、脱硝设施，建设单位为浙江国华浙能有限公司，设计单位为西南电力设计院，监理单位为河北电力建设监理有限公司（本人单位），施工单位为浙江火电建设公司和天津电力建设公司，工程建设目标为国家级优质工程（鲁班奖），争创国内百万机组示范工程。

宁电二期工程主厂房框架在国内同类机组中首次采用钢筋混凝土结构，该结构体系混凝土框架柱最大截面1000×2000mm，框架梁

最大截面800×3000mm，混凝土一次浇筑高度达10m，混凝土强度等级为c55属高强混凝土范畴，hrb400（ⅲ）级高强钢筋也属于新材料，而且要求混凝土表面工艺达到清水镜面效果，给施工工艺提出了极高的要求，同时又没有以往成功的经验可以借鉴，具有很大的施工难度。这使得该混凝土在施工过程中面临着一系列问题：

1.c55高强度等级混凝土配合比设计十分困难，对原材料要求非常高，需经过多次试配，而且要精选原材料。

2.高强混凝土因早期强度增长快、水灰比小、水泥用量高，坍落度损失快，表面易出现裂缝，浇筑时泵送困难、易产生堵管，浇捣过程中浮浆多、容易离淅。

3.混凝土表面要求达到镜面效果，外观质量要求极高，业主要求取消对拉螺杆加固体系（施工缝特殊技术处理部位除外），改为型钢支撑体系，大大增加了模板支设的难度。

4.混凝土框架柱、梁截面大，柱最大截面达1m×2m，梁最大截面达0.8m×3m。与一般民用建筑工程相比，该框架煤斗层布置6只70t/只重的钢煤斗，除氧器重量更是高达185t。结构设计复杂、荷载很大，承重架搭设困难。

5.受力主筋均为hrb400ⅲ级高强钢筋，这在电厂工程建设中很少见，由于该等级钢筋强度高、脆性大，不宜焊接，制作、连接困难。

6.框架柱、梁的牛腿、挑耳特别多，预埋件量大，而且钢筋布置繁密，尤其是煤斗层框架梁底层受力主筋层数多达六层。这给钢

筋安装、混凝土浇筑带来了很大困难。

面对这些困难，工程参建各方有着清醒的认识，业主方组织设计、监理、施工等各参建单位质量主管及专业技术人员成立了“高强清水镜面混凝土qc攻关小组”，积极与中国建筑科学研究院建材所、北京城建混凝土有限责任公司等单位资深专家联系讨教，寻求技术支持，并到有关的施工现场实地考察，同时多次邀请国内相关专家莅临宁电工地讨论施工方案，现场指导施工。通过一步步学习取经，我们对高强清水镜面混凝土有了较全面的认识，对相应的施工工艺也有了较深的了解。从原材料选择、配合比确定、搅拌站生产到现场泵送浇捣、养护等一系列过程进行了严格控制、科学施工，最终取得了较好的成果。

二混凝土配合比设计

高强清水镜面混凝土配合比设计不同于普通混凝土配合比设计，至今为止，还没有比较规范的高强镜面混凝土配合比设计方法。由于该混凝土配合比设计要求高，考虑因素多，原材料的选择与组合范围宽，因此，其配合比设计及试验工作量大。配合比参数主要有水胶比、水胶比确定下的浆骨比、水胶比和浆骨比确定下的砂率和高效减水剂、矿物掺合料的种类及用量等。

作为监理单位，我们督促施工单位通过大量的试配分两步总结出该混凝土配合比试验的经验：第一步前期试验主要通过多种掺和料之间的对比，优选掺和料品种与掺量，选出适宜生产高强镜面混凝土的最佳掺和料品种与掺量；第二步后期试验是在前期试验的基

础上，改善混凝土工作性能以便于施工操作。

c55高强高性能清水混凝土配合比现场试验调整如下：

第一次试配：日烟道支架（设计为c35）6只短柱用c55混凝土试验，每方用水量水158kg减到135kg，混凝土坍落度还是偏大，骨浆离淅，浮浆严重。

第二次试配：集控楼基础短柱浇筑柱混凝土，试拌c55混凝土3方，每方用水量调整为125kg，骨浆离淅现象改善但泵送有些困难，特别是停顿后再泵送就发生堵管现象，接头处橡皮卷基本爆裂。通过这次试验，暴露出此混凝土配合比还不便于工程实际操作，在技术交底中必须强调泵管接头严密牢固，防止喷浆，磨损的泵管不可再用，弯管处挂警示牌，严禁人员靠近；在泵送间隙，司泵员必须有规律进行反泵正泵反复运转，防止泵内混凝土下沉，管内上部吸入空气引起堵管；混凝土输送车必须连续运转。

第三次试配：除氧间c列3、4轴框架柱正式浇筑c55混凝土26方（9：26～12：29），增大砂率，减少外加剂掺量，混凝土浇筑前我监理人员到现场参加了施工单位的技术交底，并提出一些要求和注意事项，泵送问题已基本解决，但混凝土浇筑到位后，浮浆问题依然严重，配合比调整如下：

第四次试配：浇筑除氧间框架b列1、2、3、4、5、6、7、8轴及c列5、6、7、8轴柱，配合比调整如下：

第五次试配：浇筑除氧间框架b、c列梁，由于各龄期同条件试块强度已出具试验报告，在满足强度的条件下，试用进一步提高砂

率的方法来吸收多余的浆料，避免浮浆困扰，结果效果显著，骨料不会下沉。配合比调整如下：

通过多次试验调整，最终确定配合比如下：

c55高强镜面混凝土配合比

三原材料选择

1、胶凝材料选择

水泥——水泥是提供活性，使混凝土产生强度的胶凝材料，高强度的水泥是配制高强度混凝土的必要条件，并不是所有水泥都适合配制高强镜面混凝土，配制镜面高强混凝土的水泥除考虑水泥活性外，应考虑其化学成分、细度、粒径分布等的影响。经过综合考虑，我们选用了世界前十强、国内最大的水泥生产商海螺水泥，品种、强度等级为po 42.5,细度达0.5。

粉煤灰——选用国华宁海电厂一期ⅱ级粉煤灰，烧失量≤1.4%，需水量比≤101%，细度45um方孔筛筛余量≤19%。

矿粉——掺入矿粉可改善混凝土的流动性和后期强度，并可替代部份水泥，要求比表面积≥4000cm2/g，活性指数（28天）≥95%，流动度比≥95%，密度≥2.8。综合考虑，选用安徽马钢嘉华新型建材有限公司的s95级粒化高炉矿渣粉。

外加剂——选用山西黄腾化工有限公司生产的ht－hpc聚羧酸第三代高效减水剂，减水率>20%。

2、骨料选择

细骨料（砂）——选用级配区属ⅱ区中砂，细度模数2.6～2.8，