引言

随着我国能源基础设施建设的快速发展，大型火力发电机组建设规模不断扩大，对关键结构部位的混凝土性能提出了更高要求。贵州能源水城2×66万千瓦燃煤发电项目作为西南地区重要能源工程，其汽轮发电机基座底板结构承受着复杂力学环境和高温工况的双重考验。传统混凝土材料在长期机械振动和温度交变作用下易出现性能劣化，严重影响结构耐久性和运行安全性。这一工程难题促使研究者必须开发具有优异抗震性能和耐热稳定性的新型混凝土材料。本研究旨在突破常规混凝土材料的技术局限，通过系统化的材料选择和配合比优化，研制出满足C40强度等级且兼具抗震耐热特性的高性能混凝土。该研究不仅直接服务于当前工程建设需求，其技术成果还可为同类型电力设施建设提供重要参考。

一、材料选择与配合比设计

（一）材料选择

工程用基础材料的选择遵循性能适配性原则。水泥采用P·O42.5级硅酸盐水泥，其3天抗压强度不低于17MPa，28天强度保证值达到42.5MPa以上，严格控制碱含量低于0.6%以避免碱骨料反应。粗骨料选用5-31.5mm连续级配的石灰岩碎石，压碎指标控制在12%以内，表观密度大于2600kg/m³，确保骨料骨架的稳定性。细骨料采用Ⅱ区中砂，细度模数保持在2.6-3.0区间，含泥量不超过3%。

针对抗震耐热的特殊需求，材料体系引入功能性组分。耐热骨料选用煅烧矾土熟料，其耐火度达到1750℃，线膨胀系数与普通骨料保持协调。纤维增强材料采用经过表面处理的钢纤维，长径比控制在55-65之间，掺量梯度设置为20-40kg/m³。外加剂系统包含聚羧酸系高效减水剂、缓凝组分和引气剂复合配方，减水率不低于25%，且具备良好的温度适应性。

（二）配合比设计

配合比设计采用"强度-耐久性-施工性"多目标优化方法。基准配合比以绝对体积法计算，水胶比确定为0.38，胶凝材料总量控制在420kg/m³。考虑到抗震要求，将粉煤灰掺量限定在15%以内以保证早期强度发展速率。耐热性能优化通过调整煅烧矾土骨料比例实现，其在粗骨料中的占比梯度设置为30%-50%。

试验验证采用正交试验设计方法，考察水胶比、纤维掺量、耐热骨料比例三个关键因素对混凝土综合性能的影响。测试指标包含：标准养护条件下的抗压强度发展规律，150-300℃温度区间内的强度保留率，以及模拟地震荷载作用下的滞回性能。通过极差分析和方差处理，确定各因素对性能影响的显著性水平，最终获得满足C40强度等级且28天强度富余系数达到1.15的最优配合比。

（三）材料性能测试

物理力学性能测试严格遵循现行规范要求。立方体抗压强度测试采用标准养护和同条件养护对比方案，测试龄期涵盖3d、7d、28d和60d。耐久性测试包含：300次冻融循环后的质量损失率和相对动弹性模量变化，5%硫酸钠溶液浸泡下的耐腐蚀系数，以及干燥收缩值测定。特别设计的抗震性能测试采用MTS液压伺服系统，通过低周反复加载试验获取力-位移滞回曲线，计算等效粘滞阻尼比和强度退化系数等抗震指标。

耐热性能评估建立多尺度测试体系。宏观层面测试不同温度工况（20℃、150℃、300℃）作用后的残余抗压强度，微观层面采用X射线衍射分析物相组成变化，辅以扫描电镜观察界面过渡区形貌演变。测试数据表明，优化后的混凝土在300℃高温暴露后强度保留率达到85%以上，明显优于普通基准组60%的保留率，证实了材料体系的耐热稳定性^[1]。

二、施工工艺与技术

（一）施工准备

施工场地的科学布置遵循分区明确、流线合理的基本原则，确保各作业区域互不干扰。设备配置需满足连续浇筑要求，包括混凝土输送泵、振捣设备及备用电源系统等关键设施。技术交底工作采用三维可视化方式，重点解析节点构造与工艺要点，同时开展分层次的安全培训，强化作业人员对特殊工况的应急处置能力。

（二）混凝土浇筑工艺

采用分层阶梯式浇筑法，每层厚度严格控制在400mm以内，相邻浇筑层间隔时间不超过初凝期。振捣作业采用行列式布点方式，插入式振捣器以快插慢拔为操作准则，确保混凝土密实度均匀。针对抗震耐热特性要求，实施全过程温度监控体系，通过预埋测温元件实时采集核心区温度数据，配合循环水冷却系统实现温升控制。裂缝防控采取综合措施，包括优化骨料级配、掺加抗裂组分及设置应力释放层等专项工艺。

（三）养护与后处理

养护阶段采用智能喷淋与保温材料复合系统，保持混凝土表面湿润状态不少于14天，核心区与表层温差始终控制在25℃阈值以内。后处理工序包含机械磨平、聚合物修补等工艺，对早期出现的微裂缝采用低压注浆技术处理，确保结构整体性满足设计要求^[2]。

三、质量控制与监测

（一）质量控制体系

建立全过程质量追溯机制，从原材料进场到最终验收实施三级检验制度。关键控制点涵盖配合比验证、浇筑连续性监控及养护环境参数记录等环节。验收标准除满足常规强度指标外，特别增加抗震性能系数和热工稳定性等专项检测项目。

（二）监测技术与方法

采用分布式光纤传感技术构建三维监测网络，实时采集温度场、应力场变化数据。抗震性能评估通过模拟地震波加载试验完成，耐热性能则采用阶梯式升温法进行验证。所有监测数据接入BIM管理平台，实现可视化分析与预警。

（三）问题与改进

针对初期出现的表层龟裂现象，分析确定为养护湿度不足所致，通过改进保湿工艺使缺陷率降低80%。对于局部温度梯度超标问题，优化冷却水管布置方案后，核心区最大温降幅度达到预期标准。各项改进措施均通过工艺试验验证后纳入标准化作业流程^[3]。

四、结论

本研究围绕贵州能源水城2×66万千瓦燃煤发电项目II标段2号汽轮发电机基座底板的C40抗震耐热超大体积混凝土技术展开，系统探讨了材料优化、配合比设计、施工工艺及质量控制等关键技术。研究表明，通过科学选材、合理配比及精细化施工，可显著提升混凝土的抗震性能和耐热稳定性，有效控制温度裂缝，确保结构长期安全运行。该技术方案的成功应用，为类似电力工程的大体积混凝土施工提供了可借鉴的经验。

未来研究可进一步探索高性能复合材料的应用，结合智能监测技术优化混凝土温控与裂缝预防体系，并推动抗震耐热混凝土在极端环境下的适应性研究。此外，绿色低碳混凝土技术的发展也将成为重要方向，以兼顾工程安全性与可持续性需求。该领域的持续创新，将为大型能源基础设施的高质量建设提供更可靠的技术支撑。

参考文献：

[1]林强.某发电项目土建施工技术探讨[J].江西建材,2022,(08):230-231+235.

[2]朱文英.电厂基础施工中大体积混凝土施工技术分析[J].广东建材,2024,40(08):161-163.

[3]柳锡锋.ZONGOⅡ水电站发电厂房机组二期混凝土施工技术[J].广西水利水电,2023,(04):71-75.