石化项目大型设备基础大体积混凝土裂缝成因及防控措施

石化项目大型设备基础大体积混凝土裂缝成因及防控措施

高洪峰

(大庆石化建设有限公司，黑龙江省大庆市 163000)

摘要：在石化项目中，大型设备基础的稳定性与安全性至关重要，大体积混凝土作为其主要构成部分，其质量直接关系到整个项目的成败。然而，大体积混凝土在硬化过程中，由于水泥水化热、体积收缩、外界温度变化等因素，容易产生裂缝，这不仅影响混凝土结构的耐久性，还可能对设备的稳定运行构成威胁。因此，分析大体积混凝土裂缝产生的原因，探讨有效的防控措施，对于保障石化项目的长期安全运行具有重要意义。

关键词：石化项目；大型设备基础；大体积混凝土裂缝；成因；防控措施

一、石化项目大型设备基础大体积混凝土裂缝成因

在石化项目中，大型设备基础是确保设备稳定运行的关键部分，而大体积混凝土裂缝则是这类基础中常见的质量问题。其成因多种多样，但核心原因主要可归结为以下几点：首先，由于大体积混凝土内部水化热不易散发，导致混凝土内部温度远高于表面温度，形成温度梯度，进而产生温度应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。其次，在混凝土硬化过程中，由于体积收缩，若收缩受到约束，也会在内部产生拉应力，导致裂缝的形成。此外，基础设计不当、施工质量问题、环境因素如温度、湿度变化以及材料本身的性能等因素也可能导致大体积混凝土裂缝的产生。因此，在石化项目大型设备基础的设计、施工及后期维护中，必须充分考虑上述因素，采取相应措施，以预防大体积混凝土裂缝的产生。

二、石化项目大型设备基础大体积混凝土裂缝防控措施

1. 优化混凝土配合比设计以及选用优质原材料

优化混凝土的性能需要从多个方面入手，确保每一步都经过精心策划和严格实施。首先，我们需要对混凝土配合比进行精细化调整。这包括精确控制水泥、骨料、掺合料和外加剂等原材料的比例。水泥作为混凝土的主要胶凝材料，其用量和类型对混凝土的性能有着至关重要的影响。通过选择适当类型和用量的水泥，我们可以有效降低水泥水化热，减少混凝土收缩和温度变化引起的应力。此外，调整骨料级配和掺合料的种类及掺量，也可以进一步提高混凝土的强度和耐久性。

其次，选用优质的原材料是确保混凝土性能的关键。水泥作为混凝土的主要成分，应选用低热、低碱、低收缩的水泥，以减少混凝土的热裂和收缩裂缝。同时，骨料作为混凝土的骨架，其质量直接影响到混凝土的力学性能和耐久性。因此，应选用级配良好、含泥量低的骨料，以提高混凝土的密实性和强度。此外，掺合料和外加剂的选择也是优化混凝土性能的重要手段。通过添加适量的掺合料和外加剂，可以改善混凝土的工作性能、提高强度、减少收缩和裂缝等问题的发生。

2. 控制混凝土温度

在石化项目的大型设备基础建设中，大体积混凝土施工面临着温度管理的重大挑战。为了应对这一挑战，工程团队采取了多种温度控制措施，如使用冷却水管和降低混凝土入模温度等，以确保混凝土内部温度得到有效控制，从而减少温差应力和裂缝的风险。冷却水管是大体积混凝土施工中常用的温度控制措施之一。通过在混凝土内部合理布置冷却水管，利用循环水流的冷却效应，将混凝土内部的热量迅速导出，从而降低混凝土的温度。这种方法不仅提高了施工效率，还有效地减少了因温度差异引起的应力集中和裂缝的产生。除了使用冷却水管，降低混凝土入模温度也是一项重要的措施。为了降低混凝土的温度，工程团队在混凝土制备过程中采用了低热水泥，减少了水泥用量，并掺加了适量的缓凝剂。同时，在混凝土搅拌过程中，通过加冰或使用冷水等方式，进一步降低混凝土的温度。这些措施的综合应用，有效地减少了混凝土内部水化热产生的热量，从而降低了温差应力和裂缝的风险。通过采取合理的温度控制措施，如使用冷却水管和降低混凝土入模温度等，可以确保混凝土内部温度得到有效控制，减少温差应力和裂缝的产生。这不仅保证了工程的顺利进行，还为石化项目的长期安全稳定运行提供了坚实的基础。

3. 采用预应力或后张预应力技术

在石化项目的大型设备基础大体积混凝土基础中设置预应力筋的具体做法如下：首先，在项目的设计阶段，工程师会依据设备的重量、尺寸以及基础的结构要求，精确计算出所需预应力筋的数量、位置和规格。这一步骤至关重要，因为它直接决定了预应力筋能否有效地在混凝土基础中发挥作用。接着，在混凝土基础浇筑之前，预应力筋需要按照设计要求预先铺设在基础模板内。铺设过程中，需要确保预应力筋的位置准确无误，且相互之间保持适当的间距，以确保预应力筋能够均匀分布预压应力。然后，当混凝土基础浇筑并达到一定的强度后，开始进行预应力筋的张拉工作。张拉过程中，需要利用专门的张拉设备对预应力筋进行逐步张拉，使其产生一定的预应力。这一步骤需要严格控制张拉的力度和速度，以确保预应力筋能够产生合适的预压应力。最后，在张拉完成后，需要对预应力筋进行固定和锚固，以防止其在后续使用过程中发生松动或移位。固定和锚固的方法可以根据具体情况选择，如使用锚具、焊接等方法。

4. 设置滑动层或隔离层

在石化项目大型设备基础大体积混凝土基础的施工过程中，为了确保设备的稳定运行并减少混凝土基础因设备产生的约束作用而引发的裂缝风险，我们采取了在基础与设备之间设置滑动层或隔离层的具体措施。首先，在混凝土基础施工完成后，我们会根据设备底座的尺寸和形状，精确测量并标定滑动层或隔离层的铺设区域。接着，选择适当的材料来制作滑动层或隔离层。常见的材料包括聚四氟乙烯板、橡胶垫或专用滑动剂等，这些材料具有良好的抗剪强度和较低的摩擦系数，能够有效地减少设备与混凝土基础之间的摩擦和约束。在铺设滑动层或隔离层之前，我们会确保混凝土基础表面干燥、清洁且无油污、灰尘等杂质，以保证滑动层或隔离层与基础之间的紧密贴合。然后，按照预定的区域和形状，将滑动层或隔离层材料铺设在混凝土基础表面上，并使用专用的粘结剂或固定件将其固定牢固，确保在设备运行过程中不会发生移动或变形。完成滑动层或隔离层的铺设后，我们会进行全面的质量检查，确保铺设质量符合设计要求。随后，按照石化项目的施工规范和安全要求，将大型设备安装在滑动层或隔离层上，并进行必要的调试和测试，确保设备运行平稳、无异常。

5. 加强混凝土养护

在石化项目大型设备基础大体积混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，保持混凝土表面湿润，避免干燥收缩裂缝的产生。首先，混凝土浇筑完成后，应立即用塑料薄膜覆盖其表面，以防止水分的过快蒸发。薄膜应紧密贴合混凝土，确保无空隙，以保持混凝土内部和外部环境的湿度平衡。其次，为保持混凝土表面的湿润状态，需要定时浇水。浇水的频率应根据天气条件和混凝土的干燥程度进行调整。在干燥或多风天气中，应增加浇水次数，确保混凝土表面始终维持湿润状态。此外，为预防干燥收缩裂缝的产生，养护期间应禁止在混凝土表面行走或放置重物。同时，应避免在混凝土表面形成积水，以免影响其强度发展。在养护过程中，还应对混凝土进行温度监控。若混凝土内部温度过高，应采取相应措施进行降温，防止因温差过大导致裂缝的产生。最后，为确保养护效果，养护工作应持续至少14天，或根据具体情况延长养护时间。在此期间，应定期检查混凝土的状况，若发现异常情况，应及时采取措施进行处理。

参考文献

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[2]赵明华.大体积混凝土施工中的裂缝分析及防控措施[J].工程技术:全文版, 2022(1).

[3]鲁尧.土建施工中的大体积混凝土裂缝及防治措施[J].新材料新装饰, 2022(004-013).