H0-3型測溫儀在三峽巴基斯坦第一風電項目風機基礎混凝土溫控工作中發揮著重要作用

瀏覽次數:287來源:蜀天建設工程

三峽巴基斯坦第一風力發電項目設計總裝機49.5MW,安裝33台單機容量為1500kW的風力發電機組。項目位於巴基斯坦卡拉奇市東北部塔塔地區(Thatta)的Jhampir村附近,風電場距卡拉奇市約90km,南距阿拉伯海岸約90km。

由於沒有當地詳細的水文氣象資料,我部自進場開始進行溫度測錄,繪製溫度變化曲線,根據對項目所在地溫度的實測,得出:“日間光照強烈溫度高,夜間多風溫度較低”,日平均氣溫35 ℃,日極端最高氣53℃,日極端最低氣溫16℃。

三峽巴基斯坦第一風電項目裝機共33台,風機基礎混凝土采用圓形鋼筋混凝土擴展基礎,風機基礎型式為2種:

① WTG04~24#風機基礎開挖深度為2.75米,下部圓型混凝土直徑為19m,高度為1m,上部圓型混凝土高度0.8m,上、下圓之間的中部斜坡連接段高度1.2m,基礎總高度3m,基礎環高出混凝土麵0.45m,單個風機基礎的鋼筋量為46.622t,C35砼505m3。

②WTG01~03#、WTG25~33#風機基礎開挖深度為1.15米,下部圓型混凝土直徑為20.5m,高度為1m,上部圓型混凝土高度0.8m,上、下圓之間的中部斜坡連接段高度1.5m,基礎總高度3.3m,基礎環高出混凝土麵0.45m,單個風機基礎的鋼筋量為54.069t,C35砼624m3。

根據三峽巴基斯坦第一風力發電項目風機基礎混凝土的設計溫控要求:混凝土入倉溫度要求為30℃±2℃,基礎混凝土的內外溫差不超過25℃,基礎麵和基礎底的溫差不超過20℃。

為保證風機基礎混凝土工程溫控工作,及時、全麵、真實地反映各項溫控措施的落實情況和混凝土各個環節的溫升情況,向建設各方提供準確的現場資料,我項目在正常澆築的值班小組情況下成立了現場溫控工作值班小組,認真開展溫控值班監控工作。

為保證粗骨料高溫遮陽設置骨料倉儲存待用砂、石等混凝土澆築原材料,按滿足2個基礎混凝土澆築量所用砂、石等原材料耗用量,我項目部在拌和站做了一個骨料預冷堆積倉,堆積倉尺寸為:48.5m×18m,分為4格,和拌合係統平行布置,倉門靠拌合係統。隔牆采用C20混凝土現澆1.2m高,隔牆上搭建鋼結構頂棚,頂部采用鐵皮封頂並覆蓋草席和鋪設遮陽網,避免陽光的直曬。為了達到高溫季節施工骨料預冷,達到骨料拌合前的最佳溫度,根據現場溫度情況,對料倉骨料進行淋水降溫措施,故在堆積倉鋼結構頂棚間排距1.5m設置淋水管路,各料倉之間在隔牆底部設置水平排水孔排料倉降溫用水。水泥采用水泥罐存放,使用前采用水淋罐體對水泥罐進行降溫,確保施工時水泥溫度≤50℃。修建了一個11m×5m×4m(容積為220m3)地下水池用於存放拌合混凝土用水,並在地下水池頂麵覆土30cm起隔熱作用,水池頂部做遮陽棚避免陽光的直曬,降低混凝土拌合時的水溫。增設空調用於維持地下水池內環境溫度,並在澆築開倉前7小時在地下水池內投入冰塊,強製降低水溫至16-19℃。粉煤灰存放於高頂遮陽棚的儲料倉,防止陽光直射升溫,高頂遮陽棚利於通風散熱。

在施工中如何控製好入倉溫度,確保風機基礎大體積混凝土澆築質量,我項目部全體技術人員對所有影響因素做了詳細的研究與分析,主要從混凝土入倉溫度和混凝土齡期溫度兩方麵著手控製,從混凝土原材選擇→配合比選擇→混凝土原材存放→澆築時間選擇→混凝土拌製→混凝土運輸→倉麵降溫→混凝土入倉方式→混凝土入倉攤料→混凝土澆築後溫控措施等都經過認真的製定以及論證。

首先分析水泥水化過程中產生的水化熱,能澆築後初期混凝土內部溫度急劇上升,引起混凝土膨脹變形,而此時混凝土的彈性模量很小,因此,升溫引起受基礎約束的膨脹變形產生的壓應力很小。隨著溫度逐漸降低混凝土產生收縮變形,但此時混凝土彈性模量較大,降溫引起的變形受基礎約束會產生相當大的拉應力,當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生溫度裂縫,對混凝土結構產生不同程度的危害。此外,在混凝土內部溫度較高時,外部環境溫度較低或氣溫驟降期間,內表溫差過大在混凝土表麵也會產生較大的拉應力而出現表麵裂縫。

根據試驗結果添加減水劑,選用級配良好的砂石進行試配,以改善混凝土和易性和降低水灰比,以達到減少水泥用量,降低水化熱的目的。使得調配出的C35砼配合比更利於大體積混凝土施工,並具有良好的抗侵蝕性、體積穩定性和抗裂性能,通過配合比優化試驗,在保證混凝土性能的前提下盡量降低了膠凝材料用量,為降低水泥水化熱、抑製混凝土內部溫升提供了有利的保障,最終選用實驗室優化後的C35砼配合比如下:


混凝土主要配合比表
名稱水泥(KG)粉煤灰(KG)水(L)10mm小石(KG)16mm中石(KG)38mm粗石(KG)砂(KG)減水劑(ml)
數量292.597.516864.98476.52541.58083900


為了滿足施工進度及強度要求,我部拌合係統設置兩台HZS50型混凝土拌合站,為電腦控製自動稱重強製式拌合機,每台拌合機額定生產率50m3/h,實際生產能力35~40 m3/h,拌合係統總生產能力70~80 m3/h,風機最大基礎混凝土量為625 m3左右,理論澆築完成最大基礎混凝土時間為8.9h,基本滿足風機基礎混凝土施工強度需求,混凝土采取10台6~8m3混凝土罐車運輸到施工現場,通過 4套15m長皮帶機送料入倉。

混凝土澆築完成後在混凝土表麵立即覆蓋雙層塑料薄膜,坡麵塑料薄膜敷設順序為:由坡麵上部往下部鋪設,上下與模板交接的位置多預留20cm薄膜,作於上下環搭接及補充養護用水通道。薄膜橫向搭接必須大於10cm,以基礎麵順時針或者逆時針環向鋪設。混凝土澆築完成後在混凝土初凝前反複搓麵3-4遍,待混凝土達到1.2MPa時立即覆蓋一層草席和兩層棉被對混凝土進行保溫,同時做好灑水養護工作,確保混凝土內外溫差在可控範圍內。

在混凝土澆築前預埋好多個測溫點(如WTG01、WTG06風機減少測溫點布置,共布置12個測溫點; WTG02、WTG03風機測溫點數量減少至9個;WTG07--WTG33風機減少測溫點數量至6個)風機基礎混凝土內部測溫通過HO-3型測溫儀讀取數據,測溫精確度達到±0.3℃,測溫誤差0.1℃,測溫範圍-55℃~+125℃,工作溫度-20℃~+60℃,單台測溫儀最大測溫點為32個。因測溫元件在風機基礎混凝土內的布置合理,每個測溫點檢測出的數據都作了詳細的記錄。

溫控值班小組在落實各溫控措施的基礎上,對拌和及製冷係統溫度、澆築過程溫度、全程跟蹤檢測溫度進行了檢測和登記。現根據2013年4月1日~2013年10月09日的檢測結果進行了了分類統計,其統計成果見下表:


拌和及製冷係統溫度檢測成果統計表(常態)
序號項目檢測次數平均值最高值最低值備注
1降溫處理前大石溫度(℃)33234.133.931.8 
2中石溫度(℃)33233.83432.1 
3小石溫度(℃)33833.634.232.3 
1淋水降溫後大石溫度(℃)33226.927.525.9使用水池內加冰降溫時的水
2中石溫度(℃)33226.727.125.6
3小石溫度(℃)33826.326.825.8
4砂溫度(℃)33332.236.430.1 
5水溫度(℃)3302829.727.8空調製冷
6冰溫度(℃)132-1.560-3.1 
7加冰量(Kg/倉)66250004000020000 
8加冰後水溫度(℃)33219.821.318.6冰完全融化後
9出機口砼溫度(℃)20028.73227 
10氣溫(℃)20028.83524PM7:00以後


從上表可以看出,2013年4月~10月晚上7點以後平均氣溫在28.8℃左右,湖水進場溫度大概為30℃,儲存於地下水池後,利用空調機對地下水池進行初步降溫並保溫,使得地下水池內的水溫可降低2℃左右,並能盡量恒定地下水池的溫度,且將地下水池內水溫受環境溫度的的影響降低到最小。澆築前投放冰塊進地下水池內對水進行強製深度降溫,根據水溫計算加冰量,將水溫降低9~10℃。使用開始加冰時的水作為骨料淋水降溫的水源,對骨料進行間歇淋水降溫,骨料經過淋水降溫可後,骨料平均溫度較規定溫度有小幅度偏高。但是對骨料采用淋水這一措施的降溫效果明顯,且成本較低,可降溫6-8℃左右。混凝土出機口溫度最高達32℃,最低時溫度為27℃,平均溫度為28.7℃,對於混凝土出機口溫度高於30℃的混凝土,根據溫控記錄反饋的信息,其主要原因由於砂的溫度偏高及當時氣溫較高所致。因此在進行混凝土原材控製時,砂的溫控措施同樣重要,我項目部根據風機基礎夜間施工的氣溫特點及澆築混凝土工程量合理控製倒運砂至堆料倉的時間及數量,減小砂在堆料倉內的的堆高及增加砂堆與空氣的接觸麵、且在澆築前對堆料倉內砂使用裝載機拌合,避免因砂堆局部溫度偏高造成拌製的混凝土溫度增高。


倉麵溫度檢測成果統計表
序號項目混凝土溫度
檢測次數平均值最高值最低值備注
1澆築時氣溫(℃)20028.83524 
2倉麵溫度(℃)33031.637.423.8 
3皮帶機倒運前砼溫度(℃)65030.834.727.8 
4砼入倉溫度(℃)20029.332.527超溫率1.6%
5倉麵溫升(℃)2005.16.30.8 
6砼入倉超溫值(℃)2000.30.50.2 


從上表可以看出,混凝土澆築溫度平均值為29.3℃,滿足設計要求的臨界值(設計規定混凝土入倉溫度30℃±2℃),但是個別測錄的溫度略高於設計要求的臨界值,一旦溫控措施不到位就會發生大範圍超溫現象。混凝土澆築溫度最大值為32.5℃,根據溫控小組記錄日誌反饋的信息,主要發生在高溫時段和澆築後期混凝土需求量減少時段。故加強倉麵溫控監測記錄密度及溫控措施力度,確保倉麵與拌合站信息暢通,合理調度,在溫控工作中也至關重要。隨著混凝土入倉量的增加,倉內溫度升高,倉麵溫升平均值為5.1℃,而混凝土澆築完成後一般多在清晨,此時環境溫度較低,對混凝土蓋棉被保溫,避免混凝土溫度與環境溫度溫差過大造成混凝土初凝期因溫度發生不均勻收縮表麵產生裂縫。


全程溫度跟蹤檢測成果統計表
序號項目混凝土溫度
檢測次數平均值最高值最低值備注
1出機口溫度(℃)13228.732.427.2 
2倉麵溫度(℃)13231.837.723.6 
3砼入倉溫度(℃)13229.432.727.3超溫率2.3%
4運輸溫升(℃)1321.32.70.4 
5皮帶機倒運溫降(℃)1451.52.20.8 
6倉麵溫升(℃)13256.20.8 
7砼入倉超溫值(℃)1320.40.70.3 


全程溫度跟蹤檢測采用由專人跟蹤運輸車輛由拌和站至倉麵,連續檢測同一盤混凝土的出機口溫度、入倉溫度、澆築溫度的方法進行,反映了混凝土出機口以後至澆築覆蓋前溫度各環節的溫度回升值。從上表所反應的內容來看與倉麵溫度檢測情況基本一致。

綜上所述:從混凝土原材著手,對骨料的降溫措施是可行有效的,保證了混凝土出機口平均溫度約28.7℃,出機口混凝土的低溫度有效的為運輸溫升的預留了提升空間,對大體積混凝土的溫控起到極大的作用。運輸溫升0.4℃~2.7℃,皮帶機倒運溫降為0.8℃~2.2℃,保證了混凝土入倉溫度在30℃±2℃左右,滿足設計要求。

本工程所在地氣候特點顯示:夜晚表麵溫度下降快,內表溫差增大;白天表麵溫度反彈,內表溫差降低。由此可見表麵的保溫措施對控製晝夜內表溫差浮動是很重要的。不過當上層混凝土放熱影響和環境散熱作用相抵或者弱於環境散熱作用時,混凝土溫度場將逐漸趨於準穩態。

根據WTG01~WTG33風機測溫原始數據,為更直觀的表現出風機基礎混凝土內部溫度變化情況及是否滿足“風機基礎混凝土內外溫差不超過25℃”這一要求。


風機基礎混凝土內部監測溫度統計表
風機號溫差最大值(℃)溫差最小值(℃)平均溫差(℃)監控組數(組)超溫組數(組)平均超溫℃超溫率(%)
WTG0125.53.719.86340.20.8
WTG0223.44.817.643000
WTG0321.34.714.552000
WTG0423.37.317.856000
WTG0527.611.321.159201.35.2
WTG0625.55.618.56540.20.8
WTG0727.35.52247211.56
WTG08285.92334181.97.6
WTG0921.39.416.650000
WTG1029.212.121.33462.18.4
WTG1122.112.120.233000
WTG1225.212.722.25040.10.4
WTG1327.39.222.2421814
WTG1424.212.320.959000
WTG1525.813.621.43550.41.6
WTG1624.915.522.149000
WTG1722.49.318.651000
WTG1825.810.621.642150.62.4
WTG1921.26.417.663000
WTG2020.36.616.354000
WTG2120.55.516.959000
WTG2225.412.621.54590.10.4
WTG2318.212.716.650000
WTG2424.812.221.455000
WTG2522.113.117.930000
WTG2621.99.516.530000
WTG2722.36.11541000
WTG2823.77.316.937000
WTG2925.22.21637000
WTG3027.1822.238161.56
WTG31231417.681000
WTG32241118.775000
WTG3328.74.72040102.28.8


上表中:

①溫差最大值:風機基礎混凝土內部測溫的每組(按照相同時段測取的不同位置的測溫探頭的溫度作為一組數據)數據中最高溫度減最低溫度,得到該組數據的最大極限溫差值,該風機基礎混凝土測溫所得最大極限溫差值中的最高溫度值即為溫差最大值。

②溫差最小值:風機基礎混凝土內部測溫的每組(按照相同時段測取的不同位置的測溫探頭的溫度作為一組數據)數據中最高溫度減最低溫度,得到該組數據的最大極限溫差值,該風機基礎混凝土測溫所得最大極限溫差值中的最低溫度值即為溫差最小值。

③平均溫差:風機基礎混凝土內部測溫的每組(按照相同時段測取的不同位置的測溫探頭的溫度作為一組數據)數據中最高溫度減最低溫度,得到該組數據的最大極限溫差值,該風機基礎混凝土測溫所得的所有最大極限溫差值的平均值即為平均溫差。

④監控組數:風機基礎混凝土內部測溫按照相同時段測取的不同位置的測溫探頭的溫度作為一組數據。

⑤超溫組數:大於設計要求溫控值25℃的最大極限溫差值的數據組數量即為超溫組數。

⑥平均超溫值:所有大於設計要求溫控值25℃的最大極限溫差值的平均值減去25℃。

⑦超溫率:平均超溫值與設計要求溫控值25℃的百分比值。


風機基礎混凝土超溫時間統計表
風機號澆築日期溫控監測開始日期超溫開始日期超溫結束日期溫控監測結束日期
WTG012013.05.255.265.316.016.05
WTG022013.05.295.3//6.15
WTG032013.06.036.04//6.18
WTG042013.04.305.01//5.06
WTG052013.05.105.115.155.25.21
WTG062013.05.135.145.195.195.24
WTG072013.06.086.096.116.146.19
WTG082013.07.107.117.1417.197.21
WTG092013.06.126.13//6.27
WTG102013.07.297.38.068.118.12
WTG112013.08.028.03//8.13
WTG122013.08.278.289.019.019.08
WTG132013.08.168.178.198.268.27
WTG142013.09.109.11//9.21
WTG152013.08.248.258.288.319.05
WTG162013.08.198.2//8.3
WTG172013.09.039.04//9.14
WTG182013.08.319.019.059.079.12
WTG192013.09.069.07//9.17
WTG202013.09.209.21//10.04
WTG212013.09.249.25//10.07
WTG222013.10.0910.110.1510.1610.21
WTG232013.10.0310.04//10.14
WTG242013.10.0610.07//10.17
WTG252013.07.257.26//8.06
WTG262013.07.227.23//8.21
WTG272013.07.197.19//7.29
WTG282013.07.147.15//7.25
WTG292013.07.077.08//7.18
WTG302013.07.027.037.057.17.13
WTG312013.06.216.22//7.02
WTG322013.06.186.19//6.3
WTG332013.06.296.37.037.067.1


通過實際監測,超溫均是晝夜溫差過大,保溫效果不好造成。及時解決混凝土的保溫,能避免出現超溫的現象發生。因此,在混凝土初期保溫措施較重要。

本項目風機基礎大體積砼施工及溫控檢測曆時5個月,在施工方、監理、總包方共同努力下,采取了嚴格的溫控措施,保證了混凝土施工質量,33個風機基礎未出現一條結構性裂縫,混凝土各項溫控指標全部符合設計要求,得到了監理及業主的高度讚揚。


20148131

H0-3測溫儀


20148132

溫控點 (1)


20148133

溫控點 (2)


20148134

溫控點 (3)


20148135

溫控點 (4)


2014813620148136

溫控點 (5)

(蜀天快訊 2013年8月13日電)


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