大壩混凝土的溫度控制與防裂新措施

1、    大壩混凝土的溫度控制與防裂新措施    沈振庭【摘要】本文主要闡述了溫度控制設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)以及混凝土特性對溫度應(yīng)力設(shè)計(jì)的幾大影響，概括敘述了增強(qiáng)大壩抗裂能力的主要因素，并從體積變形來研究了溫控的問題。其中，著重研究了混凝土筑壩技術(shù)、防裂的主要措施、基本特征、筑壩理論體系、防裂補(bǔ)償原理等，并用實(shí)際案例簡述了應(yīng)用情況和效果?！娟P(guān)鍵詞】大壩混凝土；溫控設(shè)計(jì)；防裂措施；溫度應(yīng)力1、前言大壩混凝土的裂縫及裂縫防治一直以來都是水電工程行業(yè)非常重視的重大技術(shù)問題。工程界的技術(shù)人員經(jīng)過長期不懈的研究實(shí)驗(yàn)，提出了許多有效的溫度控制防裂措施，并取得了不錯(cuò)的效果。在諸

2、多的研究中，其中對混凝土新技術(shù)的研究，打破了人們對大壩混凝土傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，開創(chuàng)了新的防裂途徑。經(jīng)過近30年來的工程應(yīng)用和基礎(chǔ)理論研究，混凝土技術(shù)已形成了一套完整的筑壩理論體系，并取得了顯著的社會(huì)效益和技術(shù)經(jīng)濟(jì)成果。當(dāng)前，在工程建筑中，建筑的主要材料是鋼筋混凝土，但混凝土在施工過程中是很容易出現(xiàn)施工裂縫的。其中，表面裂縫占很大的比重，表面裂縫在特定的條件下還會(huì)發(fā)展成為貫穿型裂縫，嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)與其使用功能。因此，采用溫度控制的方法進(jìn)行防裂控制，不僅可以減少表面裂縫，還對建筑工程的質(zhì)量與安全有很大的作用。這一點(diǎn)在大體積中的混凝土中尤為如此，溫度的控制更具有重大意義，這是因?yàn)榇篌w積的混凝土更容易出

3、現(xiàn)裂縫，從而影響建筑物的整體結(jié)構(gòu)，溫度的變化對結(jié)構(gòu)應(yīng)力起著不可忽視的作用。2、大壩混凝土溫度控制防裂施工技術(shù)大壩混凝土施工過程中，混凝土的溫度控制嚴(yán)格遵照招標(biāo)技術(shù)文件執(zhí)行。對配合比優(yōu)化、通水冷卻、運(yùn)輸、混凝土原材料、拌和生產(chǎn)、入倉澆筑、覆蓋保溫及灑水養(yǎng)護(hù)等全過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，合理安排混凝土施工時(shí)間及澆筑順序。2.1 合理控制澆筑層層間間隔及厚度大壩混凝土采用薄層短間歇均勻上升，河床壩段基礎(chǔ)強(qiáng)約束區(qū)及度汛過渡的老混凝土澆筑分層厚度為1.5m，約束區(qū)以上澆筑層厚為3.0m，層間間隔時(shí)間控制在410天左右。2.2 混凝土澆筑工藝與施工技術(shù)充分利用高溫季節(jié)中有利的澆筑時(shí)段，抓住早、晚和夜間溫度相對較低

4、的時(shí)機(jī)，搶陰雨時(shí)段，合理組織安排倉位砼澆筑。加快砼入倉速度，減少砼中轉(zhuǎn)次數(shù)，以控制砼澆筑溫度。一方面強(qiáng)調(diào)設(shè)備運(yùn)行人員現(xiàn)場交接班制度，另一方面嚴(yán)格控制澆筑砼期間吃飯時(shí)間，保證倉內(nèi)砼澆筑不停。改善混凝土的性能，增強(qiáng)抗裂能力，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，預(yù)防塑性凝縮、收縮、沉降收縮等在表面出現(xiàn)，施工過程中保量保質(zhì)對混凝土防裂起著極為重要的作用，尤其是貫穿型溫度裂縫，因此，混凝土的裂縫要以防范為主，治理為輔。2.3 優(yōu)化大壩混凝土配合比，設(shè)計(jì)提高混凝土抗裂能力大壩混凝土開始澆筑前，安排充分的時(shí)間進(jìn)行大壩混凝土施工配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)。選用中熱42.5mpa水泥，洛璜電廠粉煤灰和優(yōu)質(zhì)的高效緩凝減水劑，盡量多摻粉煤灰

5、，減少混凝土水化熱溫升，提高混凝土抗裂能力，最大粉煤灰摻量達(dá)到30%。倉面砼加蓋彈性聚氨酯保溫被，采用彩條雨布和1.5cm厚的聚氨酯泡沫板做成保溫被，在砼澆筑過程中隨澆筑隨覆蓋，表面砼強(qiáng)度達(dá)到2.5mpa 后，取下保溫被，進(jìn)行下一層砼施工倉位準(zhǔn)備。2.4 加強(qiáng)混凝土表面保護(hù)由于壩址氣溫驟降頻繁，必須做好混凝土的表面保溫工作，以減少內(nèi)外溫差，降低混凝土表面溫度梯度，避免出現(xiàn)混凝土表面裂縫。主要措施包括：氣溫驟降期間，適當(dāng)推遲拆模，尤其防止在傍晚氣溫下降時(shí)拆模；當(dāng)日平均氣溫在23天內(nèi)連續(xù)下降超過6時(shí)，28d齡期的混凝土表面（頂、側(cè)面）覆蓋塑料被進(jìn)行表面保溫保護(hù)；入冬后，將廊道及其它孔洞進(jìn)出口進(jìn)行封

6、堵保護(hù)，以防冷風(fēng)貫通產(chǎn)生混凝土表面裂縫。2.5 通水冷卻及表面散熱冷卻水管采用直徑2.5cm的黑鐵管，在澆筑混凝土?xí)r埋入壩內(nèi)。為使?jié)仓奖悖苈裨O(shè)在每一個(gè)澆筑分層上面，也可根據(jù)需要埋設(shè)在澆筑層內(nèi)。水管垂直和水平布置間距均為1.53.0m，具體根據(jù)施工進(jìn)度安排及溫控要求確定。單根水管長度控制在200300m左右。水管進(jìn)出口位置集中布置在壩外、廊道或豎井內(nèi)，間距1m左右，對水管管口進(jìn)行編號，且管口應(yīng)妥當(dāng)保護(hù)，以防堵塞。初期通水冷卻能有效削減混凝土水化熱溫升峰值，根據(jù)混凝土施工溫控要求，高溫季節(jié)澆筑大體積混凝土?xí)r，冷卻水管增加通制冷水（68）削減混凝土前期水化熱溫升，單回路流量不小于2025l/m

7、in，通水歷時(shí)15天左右，保證壩體混凝土最高溫度在設(shè)計(jì)要求允許范圍內(nèi)。高溫和較高溫季節(jié)的混凝土澆筑完成后，人工對已澆筑混凝土進(jìn)行不間斷流水養(yǎng)護(hù)，保持倉面潮濕，使混凝土充分散熱。3、大壩混凝土的溫度控制與防裂的具體措施3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的混合材，例如粉煤灰，選擇優(yōu)質(zhì)的引氣、復(fù)合、高級堿水型的外加劑，盡量選擇收縮小的混凝土和原材料配合比。3.2 選擇優(yōu)質(zhì)的水泥品種，首先應(yīng)該選擇具有微膨脹性能的低、中熱水泥，外摻雜氧化鎂水泥，使得混凝土可以產(chǎn)生膨脹性的自生體積變形。3.3 增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度，現(xiàn)有設(shè)計(jì)中采用小試件的軸拉強(qiáng)度控制，實(shí)際上這是采用了相當(dāng)于原級配大試件的彎拉強(qiáng)度，更符合壩體的實(shí)際承受力狀態(tài)。若工程人員認(rèn)真全面地做到了以上幾點(diǎn)要求，再加上精心的施工與設(shè)計(jì)，就能確保大壩混凝土的質(zhì)量，避免危害性裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展。4、總結(jié)總之，大壩混凝土的溫度控制與防裂問題，是施工和設(shè)計(jì)的重要問題。根據(jù)相關(guān)資料以及材料特性進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算后所得成果，是決定工程溫度控制措施必不可少的條件?？梢钥闯觯莆諟囟葢?yīng)力與溫度的變化規(guī)律，對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定層厚與分塊、加快施工進(jìn)度、簡化溫度控制措施、保障工程質(zhì)量具有非常重大的意義。作者在此通過自己多年的時(shí)間與研究，提出了一些防裂措施，作