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实践技术:临淄区医疗中心直线加速器工程大体积混凝土配制与施工

时间: 2024-09-26 11:24:00 |   作者: 华体网首页

  本工程为竖向独立单元结构,属于大体积混凝土。混凝土水化热,加强混凝土温度测量与控制,高大模板支撑稳固是该工程控制的重点。

  临淄区医疗中心(临淄区人民医院新院区)一期工程,位于淄博市临淄区,齐兴路以北,淄河西路以西。包括门诊楼、病房楼、传染楼、地下车库等,总建筑面积 233446m 2 。其中门诊楼地下一层,地上五层,结构及形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构,建筑高度 25.35m,工程混凝土使用年数的限制 50 年。本直线加速器工程位于该门诊楼的地下部分。

  注:加速器是一种是带电粒子增加速度或动能的装置,用于放射医学。而直线加速器通常是指利用高频电磁场进行加速,同时被加速粒子的运动轨迹为直线的加速器。

  本工程的直线加速器有三个独立单元,要求每个单元的墙体、顶板及梁都能屏蔽射线,即达到防辐射要求。防辐射可以用铅板,可以用硫酸钡做骨料的重晶石混凝土,也可以用加大混凝土厚度的方法实现防辐射。本工程采用加大混凝土厚度的方法屏蔽辐射。该加速器单元高度 7.5m,梁板厚 1.7m,墙体厚度有 1.0m、1.55m、1.7m,最厚的墙达到 3.0m 厚。混凝土强度等级 C35,按设计没有后浇带。总浇筑量约 2500m 3 ,2 台汽车泵泵送混凝土施工。

  本工程墙体、顶板和梁厚度超厚,不同于以往的大体积筏板基础是一种水平结构,本工程是高度 7.5m 的竖向结构,温度裂缝更难控制。而且,甲方和施工方担心用冷却水管给混凝土内部通冷水,内部温差过大,对控制温度裂缝不利,所以,该加速器工程不用冷却水管。这样,通过配合比控制混凝土水化热的任务就加大了。同时,浇筑后混凝土的温湿度养护和温控措施也极为关键。这是该项目混凝土技术的难点、关键点。另外,该工程模板属于高大模板支撑体系,若混凝土坍落度大、流动性好,对侧模支撑造成过大压力;若混凝土坍落度小、流动性差,墙体钢筋又很密,对施工不利。所以恰到好处又稳定的坍落度也是该项目混凝土控制的一个重点。还有,该工程作为浇筑后不允许有射线穿过的结构,必须一次性整体浇筑,绝不允许施工冷缝出现,所以混凝土必须连续充足稳定供应。

  依据 GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》附录 B 中混凝土绝热温升计算可知,采用矿粉与粉煤灰双掺的水化热调整系数 K=K 1 +K 2 -1,无论如何都比单掺大掺量粉煤灰的调整系数高。所以我们放弃了矿粉,选择用大掺量Ⅰ级粉煤灰配比,可以更好地减少水化热,降低绝热温升。

  (1)水泥:采用当地水化热较低、质量稳定的山东华银水泥。28 天抗住压力的强度 51.6MPa,抗折强度 8.5MPa,标准稠度用水量 26.8%。3 天水化热 Q 3 为 238kJ/kg,7 天水化热 Q 7 为 280kJ/kg。

  (2)粉煤灰:采用山东聊城电厂Ⅰ级粉煤灰,细度 5.0%,需水量比 93%,烧失量 4.7%,强度活性指数 73%。

  (3)砂:采用山东蒙阴水发集团砂石厂生产的精品河砂,细度模数 3.0,含泥量 1.5%,级配良好,属于Ⅱ区中砂。

  (4)石子:采用山东青州 5~25mm 连续级配碎石,为非碱活性骨料,针片状含量 5%,含泥量 0.5%,表观密度 2700kg/m 3 。

  (5)减水剂:淄博海景建材生产的高性能羧酸减水剂,含固量 25%,减水率 23%。

  (6)膨胀纤维抗裂防水剂:为更好地控制裂缝,使用武汉三源特种建材生产的膨胀纤维抗裂防水剂 SY-K,掺量 8%,水中 7 天限制膨胀率 0.04%。

  为控制水化热,避免温度裂缝,该加速器大体积混凝土按 90 天强度验收。经试验验证,所选用的 C35 混凝土配合比见表 2。

  在混凝土浇筑全过程中取样 15 批次。经抗压检测各龄期所有批次平均强度见表 3。满足该工程设计强度要求。

  T<50℃,满足 GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》要求。

  除绝热温升外,还需要计算每天的温升值,以指导施工后混凝土的养护和温度控制措施。

  加速器混凝土浇筑时间是在冬季,气温较低(2~ 10℃),但还不需要用防冻剂。混凝土入模温度经测量为 15℃。

  由计算可知,温升集中在第 1、第 2、第 3 天,此时应格外加强测温及养护。

  (1)专用砂、石各 2500 吨,提前备好,单独存储放置。雾霾预警停产也不怕没原料;水泥、Ⅰ级粉煤灰、外加剂提前满仓,满载的粉料车厂内等待,随用随进。生产设备提前检修、保养。备用一条生产线,保证了混凝土生产连续进行。

  (2)所需搅拌车辆及泵车提前保养,并有备用车辆替补,路线提前规划并与交警提前沟通,排除障碍,保证了运输及泵送连续不间断。

  (3)安排人员 24 小时现场值班,与中控室及时沟通,保证了混凝土现场坍落度稳定在 (160±20)mm,既满足泵送及施工要求,也未对模板造成过大压力,和易性亦满足工作性能要求。

  (4)搅拌车随车携带与配比相同品种外加剂,现场调整坍落度时,搅拌车辆迅速搅拌大于 120s。

  (5)三天两夜,2500m 3 混凝土整个浇筑过程未断料、未退料、未堵泵,与施工方配合非常默契。

  (6)浇筑顺序由中间向两侧对称扩展,避免对支撑架体产生水平动向荷载。在混凝土浇筑过程中施工方安排了专人监护,加强对支撑体系变形监测。

  (8)为充分散发混凝土的水化热适当延长浇筑时间,在混凝土初凝前形成闭环即可。

  (9)为防止混凝土内外温差过大,本工程内墙、外墙、顶板、模板次楞方木之间的缝隙全部采用 80mm 厚保温板塞填充实,混凝土表面覆盖薄膜加棉被加毛毡的方式来进行保温。

  (10)加速器治疗室内由于顶板支撑过于密集,后期人没办法进入,所以将治疗室门口用毛毡封堵,使室内保持比较高温度,以降低混凝土表面与大气温差。

  本工程大体积 C35(90 天验收)混凝土满足质量发展要求,顺利完成浇筑,施工后未曾发现可见裂缝,通过了有关部门的质量验收。总结出如下结论:

  (1)大体积混凝土施工前应选用水化热低的原材料和配合比,把绝热温升的理论值降到最低。选用大掺量优质粉煤灰是一种较好的方式,对控制温度裂缝有利。

  (2)采用从中间向两侧扩展的浇筑顺序,合理稳定的混凝土现场坍落度,可减少对支撑架体产生水平方向动载,保证高大模板支撑体系施工的顺利进行。

  (3)对竖向大体积混凝土结构除表面保温保湿覆盖,对内部中空的结构也可用毛毡封堵入口的方法,减少混凝土内外温差,控制裂缝。

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