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摘要： 电厂空冷塔要求混凝土具有高性能、高耐久性和高强度的特点，如何同时满足各方面的要求，且降低成本，是我们一直研究与探素的重要课题。本文阐述了我们在几方面的研究心得。
关键词：混凝土配合比耐久性成本
中图分类号： S611 文献标识码： A
1、工程概况
内蒙古康巴什热电厂2×350MW空冷机组工程的空冷塔，基础采用钢筋混凝土环型基础，环基中心半径R=58.906m，环基外半径R=61.656m，环基内半径R=56.156m；基底标高-5.5m，基础高1.5m、宽5.5m。本塔共设X支柱40对，柱支墩40个，环基周长369.930m。支墩：共40个，混凝土标号：C40，W6，F300， X柱共40对，混凝土标号：C45，W8，F300；筒壁：间接空冷塔筒壁塔高155m，出口直径81.50m，进风口高度27.5m,喉部直径77.78m，喉部深度：38.75m，±0.00m处支柱中心直径：115.0m，壳体最大厚度：1350mm，最小厚度：220mm，混凝土强度等级C45，抗冻等级F250，抗渗等级W8。
2、混凝土耐久性的重要性
2.1、混凝土耐久性是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的内部的变化终使用使混凝土丧失原应有的能办与作用，即为混凝土耐久性差，或者说达不到规定要求，最终的结果就是混凝土破坏的主要原因是非因受载荷破坏。2.2、混凝土的抗冻性能。是指结构处于冻点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏，混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。2.3、混凝土的抗碳化性能。钢筋锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁的等铁锈，其体积比原金属增大2～4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋在锈蚀，但碱环境被子破坏或减弱，刚会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。2.4、从以上分析可以看出电厂空冷塔混凝土配合比的设计主要考虑因素：一是混凝土的强度（C45）；二是混凝土的抗渗、抗冻性能（F300、P8）；三是混凝土的抗碳化性能（电厂CO2含量偏高，空冷塔的湿度偏大都会引起混凝土碳化的加速）。四是混凝土的成本。
3、混凝土配合比设计所考虑的几点内容
3.1、原材料分析
对于高强度、高性能、高耐久性混凝土用原材料的质量要求是比较高的。随着聚羧酸外加剂的使用和社会资源的缺乏，建筑用砂子的质量也成为制约混凝土的关键因素之一。
3.1.1、水泥
水泥应采用技术指标稳定的大厂家生产的水泥，我们现在己改变了传统的混凝土配合比设计思路，主要采用普通42.5水泥，掺加适量矿粉和粉煤灰以改变混凝土的和易性和降低水泥用量，为混凝土配合设计提供更广的天地。
3.1.2、建筑用石子
石子主要考虑的是其本身的强度、坚骨性和颗粒级配。
3.1.3、建筑用砂子
砂子现在己成为制约混凝土质量和成本的较为重要的因素之一。混凝土用砂子最为合理的是细度模数为2.5～2.8的中砂，但这种砂子己不好找，目前所使用的是过细或过粗的砂子，砂子过粗会使混凝土整体的颗粒级配不合理，一方面是砂率过大，另一方面是胶凝材料用量加大。
3.1.4、掺合料
混凝土掺合料大致分为矿粉、粉煤灰和硅灰。粉煤灰是最为常见的，也是最便宜的掺合料，社会商品混凝土大致都采用矿粉与粉煤灰双掺的技术，双掺技术对改善混凝土的和易性和降低成本都极为有益。
3.1.5、外加剂
外加剂己成为社会上混凝土的第五种材料，外加剂的使用可有效的改善混凝土的和易性和极大的降低成本，特别是具有较大减水率的聚羧酸外加剂的使用，使用高强混凝土、高性能混凝土等都成为现实。
3.2、混凝土配合比设计因素
3.2.1、空冷塔的混凝土在抗压强度等级、抗渗性能、抗冻融性能都比较高。
混凝土设计抗压强度为C45、抗渗等级为P8、抗冻融等级为F250，这对电厂工程来说是比较高的，这三个设计值在配合比设计时即是相互统一的，又有相互矛盾的地方，因此要综合考虑各个因素确定能同时满足这三个指标。
3.2.2、不同高度要求的对混凝土的坍落度要求也是不同的。
对于基础混凝土施工对坍落度要求就尽可能的小一些，以达到能施工就可以了，以相同的水胶比来说，坍落度小了，用水量就少了，胶凝材料就低了，这样就可以达到降低成本的目的。对于混凝土输送高度较大的则要求坍落度尽可能的大一些，同时还要求坍落度损失尽可能的小一些，有时根据施工要求还可能要改变石子的颗粒级配。
3.2.3、不同施工季节对混凝土的要求也不同。
对于不同的施工季节对混凝土要求也不相同，对于夏季施工的要求混凝土的凝结时间尽可能的长一点，对于冬季施工的要求混凝土的防冻能力尽可能高一点，对于秋天风大气干的季节，要求混凝土凝结时间长一点和早强强度提高的快一点，以避免混凝土表面过早干燥使用水泥无法完成水化反应，最终使其表面强度偏低，不利于耐久。
4、工程实例
内蒙古康巴什热电厂2×350MW空冷机组工程的空冷塔，我们充分考虑了以上因素，进行了综合分析，并经大量的试验，根据试验数据确定了具体的施工配合比。在具体的施工中通过与材料、搅拌和施工单位的紧密配合，取得了内在质量、表面工艺和成本效益的全面丰收。
4.2.1、对原材料的选用与控制
原材料的选用：地材尽可能就地取材，对多种材料进行试验、试配，最后进行综合经济分析，选用质优价廉的材料；水泥选用当地的能达到要求且质量稳定的普通42.5水泥，掺合料选用价格比较便宜的粉煤灰，外加剂选用质量稳定的桑穆斯聚羧酸外加剂。
4.2.2、混凝土配合比的设计
在进行混合比计设计时我们综合考虑了水泥的28d强度、石子的颗粒级配、砂子的细度模数及含泥量、掺合料掺量和外加剂的作用。
4.2.3、混凝土配合比的使用
1)在混凝土施工高度90m以下时采用以下配合比（C45、P8、F250）。
2)在混凝土施工高度90～120m时采用以下配合比（C45、P8、F250）。
3)在混凝土施工高度120～155m时采用以下配合比（改用5～20mm连续粒级的石子，以便于泵送）（C45、P8、F250）。
以上的配合比在施工现场全部得到验证，且抗渗、抗冻性能全部合格。极大推进了现场的施工进度。
5、对比同强度等级要求的经济分析
通过相同强度等级的混凝土与定额指标相比第一组配合比每方混凝土可省27.47人民币；第二组配合比每方混凝土可省25.99人民币；第三组配合比每方混凝土可省20.12人民币，空冷塔总计节约人民币52余万元。
6、总结
6.1、在耐久性要求都较高的混凝土配合比设计中，要充分考虑原材料的可用性，尤其是对砂子和外加剂，这两种材料是目前混凝土的关键材料。
6.2、在混凝土配合比设计时，要充分考虑相关要求的统一性和互拆性。
6.3、可施工性是混凝土配合比设计首要考虑的问题。
6.4、在滿足各项要求后，如何降低成本己成为混凝土相关方面重点考虑的问题。
参考文献：
[1]《预拌混凝土》（GB/T14902--2003）
[2]《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204-2002（2011版））
[3]《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）
[4]《普通混凝土配合比设计》（JGJ55-2011）
关键词：混凝土配合比耐久性成本
中图分类号： S611 文献标识码： A
1、工程概况
内蒙古康巴什热电厂2×350MW空冷机组工程的空冷塔，基础采用钢筋混凝土环型基础，环基中心半径R=58.906m，环基外半径R=61.656m，环基内半径R=56.156m；基底标高-5.5m，基础高1.5m、宽5.5m。本塔共设X支柱40对，柱支墩40个，环基周长369.930m。支墩：共40个，混凝土标号：C40，W6，F300， X柱共40对，混凝土标号：C45，W8，F300；筒壁：间接空冷塔筒壁塔高155m，出口直径81.50m，进风口高度27.5m,喉部直径77.78m，喉部深度：38.75m，±0.00m处支柱中心直径：115.0m，壳体最大厚度：1350mm，最小厚度：220mm，混凝土强度等级C45，抗冻等级F250，抗渗等级W8。
2、混凝土耐久性的重要性
2.1、混凝土耐久性是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的内部的变化终使用使混凝土丧失原应有的能办与作用，即为混凝土耐久性差，或者说达不到规定要求，最终的结果就是混凝土破坏的主要原因是非因受载荷破坏。2.2、混凝土的抗冻性能。是指结构处于冻点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏，混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。2.3、混凝土的抗碳化性能。钢筋锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁的等铁锈，其体积比原金属增大2～4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋在锈蚀，但碱环境被子破坏或减弱，刚会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。2.4、从以上分析可以看出电厂空冷塔混凝土配合比的设计主要考虑因素：一是混凝土的强度（C45）；二是混凝土的抗渗、抗冻性能（F300、P8）；三是混凝土的抗碳化性能（电厂CO2含量偏高，空冷塔的湿度偏大都会引起混凝土碳化的加速）。四是混凝土的成本。
3、混凝土配合比设计所考虑的几点内容
3.1、原材料分析
对于高强度、高性能、高耐久性混凝土用原材料的质量要求是比较高的。随着聚羧酸外加剂的使用和社会资源的缺乏，建筑用砂子的质量也成为制约混凝土的关键因素之一。
3.1.1、水泥
水泥应采用技术指标稳定的大厂家生产的水泥，我们现在己改变了传统的混凝土配合比设计思路，主要采用普通42.5水泥，掺加适量矿粉和粉煤灰以改变混凝土的和易性和降低水泥用量，为混凝土配合设计提供更广的天地。
3.1.2、建筑用石子
石子主要考虑的是其本身的强度、坚骨性和颗粒级配。
3.1.3、建筑用砂子
砂子现在己成为制约混凝土质量和成本的较为重要的因素之一。混凝土用砂子最为合理的是细度模数为2.5～2.8的中砂，但这种砂子己不好找，目前所使用的是过细或过粗的砂子，砂子过粗会使混凝土整体的颗粒级配不合理，一方面是砂率过大，另一方面是胶凝材料用量加大。
3.1.4、掺合料
混凝土掺合料大致分为矿粉、粉煤灰和硅灰。粉煤灰是最为常见的，也是最便宜的掺合料，社会商品混凝土大致都采用矿粉与粉煤灰双掺的技术，双掺技术对改善混凝土的和易性和降低成本都极为有益。
3.1.5、外加剂
外加剂己成为社会上混凝土的第五种材料，外加剂的使用可有效的改善混凝土的和易性和极大的降低成本，特别是具有较大减水率的聚羧酸外加剂的使用，使用高强混凝土、高性能混凝土等都成为现实。
3.2、混凝土配合比设计因素
3.2.1、空冷塔的混凝土在抗压强度等级、抗渗性能、抗冻融性能都比较高。
混凝土设计抗压强度为C45、抗渗等级为P8、抗冻融等级为F250，这对电厂工程来说是比较高的，这三个设计值在配合比设计时即是相互统一的，又有相互矛盾的地方，因此要综合考虑各个因素确定能同时满足这三个指标。
3.2.2、不同高度要求的对混凝土的坍落度要求也是不同的。
对于基础混凝土施工对坍落度要求就尽可能的小一些，以达到能施工就可以了，以相同的水胶比来说，坍落度小了，用水量就少了，胶凝材料就低了，这样就可以达到降低成本的目的。对于混凝土输送高度较大的则要求坍落度尽可能的大一些，同时还要求坍落度损失尽可能的小一些，有时根据施工要求还可能要改变石子的颗粒级配。
3.2.3、不同施工季节对混凝土的要求也不同。
对于不同的施工季节对混凝土要求也不相同，对于夏季施工的要求混凝土的凝结时间尽可能的长一点，对于冬季施工的要求混凝土的防冻能力尽可能高一点，对于秋天风大气干的季节，要求混凝土凝结时间长一点和早强强度提高的快一点，以避免混凝土表面过早干燥使用水泥无法完成水化反应，最终使其表面强度偏低，不利于耐久。
4、工程实例
内蒙古康巴什热电厂2×350MW空冷机组工程的空冷塔，我们充分考虑了以上因素，进行了综合分析，并经大量的试验，根据试验数据确定了具体的施工配合比。在具体的施工中通过与材料、搅拌和施工单位的紧密配合，取得了内在质量、表面工艺和成本效益的全面丰收。
4.2.1、对原材料的选用与控制
原材料的选用：地材尽可能就地取材，对多种材料进行试验、试配，最后进行综合经济分析，选用质优价廉的材料；水泥选用当地的能达到要求且质量稳定的普通42.5水泥，掺合料选用价格比较便宜的粉煤灰，外加剂选用质量稳定的桑穆斯聚羧酸外加剂。
4.2.2、混凝土配合比的设计
在进行混合比计设计时我们综合考虑了水泥的28d强度、石子的颗粒级配、砂子的细度模数及含泥量、掺合料掺量和外加剂的作用。
4.2.3、混凝土配合比的使用
1)在混凝土施工高度90m以下时采用以下配合比（C45、P8、F250）。
2)在混凝土施工高度90～120m时采用以下配合比（C45、P8、F250）。
3)在混凝土施工高度120～155m时采用以下配合比（改用5～20mm连续粒级的石子，以便于泵送）（C45、P8、F250）。
以上的配合比在施工现场全部得到验证，且抗渗、抗冻性能全部合格。极大推进了现场的施工进度。
5、对比同强度等级要求的经济分析
通过相同强度等级的混凝土与定额指标相比第一组配合比每方混凝土可省27.47人民币；第二组配合比每方混凝土可省25.99人民币；第三组配合比每方混凝土可省20.12人民币，空冷塔总计节约人民币52余万元。
6、总结
6.1、在耐久性要求都较高的混凝土配合比设计中，要充分考虑原材料的可用性，尤其是对砂子和外加剂，这两种材料是目前混凝土的关键材料。
6.2、在混凝土配合比设计时，要充分考虑相关要求的统一性和互拆性。
6.3、可施工性是混凝土配合比设计首要考虑的问题。
6.4、在滿足各项要求后，如何降低成本己成为混凝土相关方面重点考虑的问题。
参考文献：
[1]《预拌混凝土》（GB/T14902--2003）
[2]《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204-2002（2011版））
[3]《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）
[4]《普通混凝土配合比设计》（JGJ55-2011）