水利工程論文-山口電站大壩工程碾壓混凝土夏季高溫施工措施.doc

水利工程論文-山口電站大壩工程碾壓混凝土夏季高溫施工措施摘要：闡述山口電站大壩工程碾壓混凝土夏季高溫施工時充分發(fā)揮碾壓混凝土水泥用量少、水泥水化熱低、混凝土收縮小、徐變度小及混凝土儲熱量少等特點，進行高溫季節(jié)不間斷施工的方法。關(guān)鍵詞：碾壓混凝土高溫季節(jié)施工我國的壩工研究人員對高溫季節(jié)施工雖已有深入的研究，但還沒有一個碾壓混凝土壩工程全面完整地實施，已完工及正在施工的工程如銅街子、石板水、大廣壩、棉花灘電站等工程都避開高溫季節(jié)施工，即是說，碾壓砼筑壩技術(shù)發(fā)展到今天，進入夏季高溫季節(jié)（5月10月）施工都是處在停工狀態(tài)，這一問題在一定程度上束縛著碾壓混凝土的生命力。山口三級電站位于始興縣都安水（為北江湞水支流）下游，距始興縣城約24Km。最大庫容約4820萬m3，大壩頂長179.9m，最大壩高57.4m，碾壓混凝土9.9萬m3。工程所在地區(qū)屬中亞熱帶氣候，根據(jù)始興縣氣象站觀測資料統(tǒng)計，7月平均氣溫為28.5，極端最高氣溫為38.4。山口電站碾壓混凝土大壩工程因客觀原因錯過了冬季施工的黃金季節(jié)，于2000年2月29日開始進行碾壓混凝土施工，當年5月碾壓混凝土大壩施工倉面氣溫已超過30，按慣例面臨著停工的可能。在參考其它工程的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，結(jié)合山口電站的特點，充分發(fā)揮碾壓混凝土水泥用量少、水泥水化熱抵、混凝土收縮小、徐變度小及混凝量少等特點，制定了山口電站大壩碾壓混凝土夏季高溫施工技術(shù)措施，進行高溫季節(jié)不間斷施工，達到預期效果。1優(yōu)化混凝土原料及施工配合比選用低水化熱，低脆性水泥，高溫高效外加劑，調(diào)整粉煤灰摻量，使用合理的配合比，減少砼絕熱溫升，使砼在本質(zhì)上得到改善，放寬砼允許入倉溫度，是碾壓砼夏季施工最關(guān)鍵的措施。1.1.采用高溫型緩凝高效減水劑采用高溫型緩凝高效減水劑特別是龍游混凝土外加劑廠生產(chǎn)的ZB1RCC15能降低水泥早期水化熱，延緩混凝土的凝結(jié)時間，該劑在35時摻量0.7%，初凝時間達15h；經(jīng)水化熱測試試驗，在相同條件下，可降低水泥水化熱44%（見表3）。參照其它工程的試驗資料及該工程的試驗結(jié)果，從2000年5月20日開始使用ZB1RCC15高溫型緩凝高效減水劑，其摻量根據(jù)混凝土入倉溫度來確定：低于20時為0.5%；2025時為0.55%，2630時為0.6%，3135為0.7%，若高于35為0.75%。外加劑不同品樣及不同摻量下混凝土的凝結(jié)時間對比試驗結(jié)果見表1。表1混凝土外加劑凝結(jié)時間對比試驗結(jié)果編號膠漿用量/kg.m-3砼外加劑試驗溫度/砼凝結(jié)時間/min備注水水泥粉煤灰品種摻量/%初凝終凝17655.383ZB-1RCC150.6302660960室內(nèi)恒溫28055.383HPG-40.6302300390室內(nèi)恒溫3805785.5ZB-1RCC150.628301400室內(nèi)恒溫4805785.5HPG-30.628301060室內(nèi)恒溫5715785.5ZB-1RCC150.63029001440室內(nèi)恒溫6715785.5ZB-1RCC150.73842300630室外太陽曝曬7715092.6ZB-1RCC150.7357201440室外太陽曝曬注：*使用韶關(guān)三江利達多牌32.5Mpa普通硅酸鹽水泥12采用低脆性低熱水泥本工程采用韶關(guān)三江水泥生產(chǎn)的32.5Mpa水泥，該品種嚴格按我方合同中技術(shù)條款(C3A7.5%,C4AF15%,C3S45%)生產(chǎn)，具有高鐵、低鋁、高硅、低脆性及低水化熱特點，其脆性系數(shù)為5.87，水化熱7d為239.2J/g，比中熱水泥低18%,同時在煤灰摻量為65%時僅為102J/g，比中熱水泥降低65%。表2混凝土原材料試驗結(jié)果材料種類425號普通硅酸鹽水泥韶關(guān)電廠級粉煤灰品質(zhì)指標細度/%抗折強度/Mpa抗壓強度/Mpa礦物成份/%MgO含量/%脆性系數(shù)K細度/%需水量/%燒失量/%3d28d3d28dC3SC2SC3AC4AF最大值765.28.330.553.244.226.09.314.93.226.840.010514.0最小值3.24.27.723.546.641.823.98.714.12.275.829.0965.0平均值4.24.58.025.649.642.825.09.014.52.806.334.51018.8表3水泥水化熱成果表粉煤灰摻量/%055606565ZB-1RCC15摻量/%00.20.300.77d水化熱/Jg-1239.3132.3103.2102推算為451.3.采用高摻粉煤灰技術(shù)工程實踐證明，高摻粉煤灰是降低混凝土絕熱溫升的主要措施之一，可簡化溫控措施，防止因混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。高溫季節(jié)碾壓混凝土施工，在高摻粉煤灰（50%65%）的情況下，碾壓混凝土的絕熱溫升一般為1218（表4是該工程混凝土絕熱溫升表），而壩體的溫升只有10.815,因此，在夏季施工雖然混凝土的入倉溫度很高(達36)，但由于壩體內(nèi)外溫度梯度小仍不會出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫。況且，在粉煤灰摻量達50%以后，混凝土的1年強度增長率可達173264%。在高摻粉煤灰的條件下混凝土的彈性模量：C10摻灰60%時，為0.77*104Mpa，摻灰65%時為0.675*104Mpa，摻灰50%時為1.419*104Mpa?？梢娔雺夯炷恋目沽研阅鼙瘸B(tài)混凝土要成倍地提高。表4砼絕熱溫升表砼設(shè)計等級總膠材/kgm-3ZB-1摻量/%7d/10d/14d/21d/28d/CFC105092.50.79.310.811.813.515.7C2090900.715.918.320.1522.124.614優(yōu)化施工配合比為保證混凝土的90d的設(shè)計強度，減少壩體內(nèi)部溫度最高值的梯度，C10混凝土在總膠材不變的情況下，粉煤灰摻量擬按大氣溫度及混凝土入倉溫度不同而適當調(diào)整：小于25時為56%，2530時不60%，大于30時為65%，調(diào)整后配合比見表5。表5混凝土施工配合比編號設(shè)計標號水膠比總膠材/Kg摻灰率%需水量/Kg砂率%混凝土骨料用量/Kgm-3砂0.522448H6R90C10W60.6142.55685.528608483645483H7R90C10W60.6142.56085.528612486647486H8R90C10W60.5142.56571276005026695022降低原材料的初始溫度為保證混凝土入倉溫度不大于36，盡可能地降低原材料拌和時的基礎(chǔ)溫度，各種原材料料倉均搭設(shè)涼棚及噴霧設(shè)施。經(jīng)現(xiàn)場測試得出下列結(jié)果。2.1骨料倉搭設(shè)遮陽棚前后材料溫度對比結(jié)果來看：在未采用取措時，砂石料料溫度比氣溫要高25.5，而采取措施后溫度基本上與氣溫相同.相比之下采取措施后砂石料加權(quán)平均降低3.6，另外為減少砂石料的含水量,便于控制混凝土VC值，故料倉上安裝的噴霧設(shè)備已施工，但未啟用。2.2水泥和煤灰罐搭設(shè)涼棚及安設(shè)噴水設(shè)施，其前后溫度對比見表6。測試時間均為下午34時，水泥、煤灰采取措施后平均降低溫度18.5。表6水泥和煤灰罐采取措施前后溫度對比表單位：罐體水泥粉煤灰氣溫太陽暴曬707855603132遮陽棚內(nèi)505144563132遮陽后降低202711162.4原材料的初始溫度采取措施前后混凝土入倉溫度對比采取降溫措施前澆筑倉面的溫度情況,在氣溫為3640時，混凝土入倉溫為3034，根據(jù)觀測:采取措施后實測砼入倉溫度為2732，而出現(xiàn)波動大的現(xiàn)象?？傮w上來說混凝土入倉溫度在采取措施后比采取措施前可降低約2。3混凝土運輸控制主要在皮帶機、真空溜槽上搭設(shè)遮陽棚等，減少混凝土在運輸過程中吸熱溫升及VC值的損失。4倉面施工控制4.1倉面噴霧降溫噴霧降溫是夏天高溫施工的重要質(zhì)量保證措施之一。該工程從200005開始，倉面安設(shè)2臺噴霧機，同時在上下游模板邊各設(shè)一排簡易噴霧設(shè)施對攤鋪的混凝土表面不斷噴霧，同時噴霧器工作范圍以外的混凝土，采取灑頭的方法及時補充潤濕，噴霧機效果較好，在其工作范圍混凝土，未發(fā)現(xiàn)在失水變白，結(jié)硬現(xiàn)象。通過噴霧氣溫在39時，可降低510s，VC值停放1.5h后并未發(fā)生較大的變化，噴霧達到了降溫保溫的效果。4.2控制倉面碾壓混凝土的攤鋪面積根據(jù)混凝土拌和能力、倉面處理能力等綜合因素并保證下層混凝土在初凝前覆蓋，倉面攤鋪面積一般控制在7001000m2。4.3嚴格控制混凝土的停放時間混凝土拌和物從出機口到現(xiàn)場碾壓這時段，VC值損失在12h內(nèi)影響大不大，若在3h以上VC值損失會成倍地增長。國內(nèi)外資料證明：VC值的大小與碾壓實度及強度在密切關(guān)系。碾壓混凝土VC值應(yīng)控制在515s之間，以610s最佳。因此為保證混凝土的壓實度，應(yīng)嚴格控制混凝土的停放時間，一般上從出機口到現(xiàn)場碾壓的歷時不大于2h。4.4倉面施工控制的其它措施倉面施工質(zhì)量控制除前面所述的措施外，不采取了其它措施如：混凝土在碾壓時，利用碾壓機本身自行噴水24遍；在可能出現(xiàn)冷縫的邊界及層面及時噴灑緩凝劑，延緩層面混凝土的初凝時間；上游二級配防滲體部位每鋪一層均灑凈漿一層，以保證層面結(jié)合質(zhì)量；加強條帶邊部混凝土的質(zhì)量控制；盡量避開溫峰時間的開倉；加強混凝土的養(yǎng)護。5.應(yīng)用效果a）C10混凝土機口取樣90d抗壓強度最大值為17.3Mpa，最小值勤為11.2Mpa，平均值勤為14.27Mpa，保證率為98，質(zhì)量評定為優(yōu)良。b）山口電站大壩碾壓混凝土于2000年12月施工完畢，目前庫水位已達正常蓄水位，從外觀來看,壩體除局部有滲水外，其層間結(jié)合基本上良好，且滲水的部位并不全是出現(xiàn)在510月施工的高程，可見其抗?jié)B性屬良好等級。c）在經(jīng)歷一個冬季后，壩體上、下游均未發(fā)現(xiàn)有溫度裂縫。從溫度觀測結(jié)果分析（左壩段162.0m溫度計埋設(shè)時間為