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所属栏目：建筑设计论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:276
副标题#e#
水库大坝碾压混凝土施工温度控制
黄炜雄
广西广立连邦建设工程有限公司广西南宁530001
摘要：温度是水库混凝土坝的主要荷载之一。但是，通常研究温度在施工期的影响，对温度在运行期间的影响很少引起重视，也无明确的控制标准和规定。在混凝土坝运行期间，温度能使坝体产生裂缝，这不仅影响大坝的使用寿命，而且威胁大坝整体的安全。本文从碾压混凝土施工的降低出机口温度、仓面温度方面进行施工质量控制。
关键词：碾压混凝土；温度控制
1. 前言
从世界范围来看,从20世纪30年代开始已发展了坝体分缝分块和水管冷却,从40年代开始已重视控制基础温差,发展了预冷骨料技术,从50年代开始已注意表面保护,发展了减水剂、粉煤灰等改善混凝土抗裂性能的措施,但坝体裂缝普遍存在,其一个重要原因就是对长期表面保护重视不够,对长期暴露的上下游表面没有很好保护,其次,虽然人们早已注意水平浇筑层面及纵横接缝面的短期保护,但这些工作很繁琐,真正做好也不容易。
碾压混凝土的优势之一即是简化温控甚至取消温控。对于中小型碾压混凝土坝，充分利用低温季节性浇筑，不采取温控措施而取得成功的例子也有一些。但是实践证明，对于大体积高坝，尤其是高温季节连续施工的大坝，还必须采取一些必要的温控措施。近年碾压混凝土坝的温控有日趋复杂的趋势，一些高碾压混凝土坝，已采用在常态混凝土中成功运用的所有温控措施。笔者研究结果表明,如果在严格控制基础温差、做好仓面温度控制和表面保护外,应该能防止裂缝的出现,结束无坝不裂的历史,实践经验表明,只要严格控制基础温差、做好短期和长期表面保温,混凝土坝在施工期是可以不裂缝的。
2降低混凝土的出机口温度
2.1温度控制要求
根据设计院提供的温控技术要求,大坝基础允许温差及坝体混凝土允许最高温度见表1、表2。
表1.大坝基础允许温差标准
单位：℃
坝体控制温度 河床坝段 岸坡坝段
常态混凝土 碾压混凝土 常态混凝土 碾压混凝土
基础强约束区
（0L~0.2L） 16 12 16 14.5
基础弱约束区
(0.2L~0.4L) 19 14.5 19 16.5
注：L为浇筑块长边长度
表2.坝体设计允许最高温度
单位：℃
部位 区域 河床坝段 岸坡坝段
4月、10月 5月、9月 6月~8月 4月、10月 5月、9月 6月~8月
常态混凝土 基础强约束区 23 23.5 26 23 26 31
基础弱约束区 26 27.5 29 — — —
非约束区（0.4L以上） 32 34 36 — — —
碾压混凝土 基础强约束区 19 20.5 22 21.5 24.5 29.5
基础弱约束区 21.5 23 24.5 23.5 26.5 31.5
非约束区（0.4L以上） 30 32 34 32 34 36
注：L为浇筑块长边长度
2.2温度控制措施
(1)优化混凝土配合比,降低混凝土水化热温升。通过采用低水化热的水泥、高掺量的粉煤灰、选用合适的外加剂,大坝除上下游防渗区采用二级配混凝土,其他均为三级配混凝土的措施来优化混凝土配合比,降低水化热温升。
(2)人工骨料系统料仓最大堆料高度为20m,可以保证各料场堆料高度大于10m~15m,且不少于7d的储料量。由于采用地弄给料机取料,料堆底部中心的骨料温度受环境温度影响较小,且温度比较稳定,提高了拌和楼风冷骨料仓(一次风冷仓)的风冷保证率。
(3)尽量缩短骨料进仓间隔时间,及时足量地向料仓补料,使料流在一次、二次风冷料仓中停滞时间#p#副标题#e#达2.5h以上,使骨料得到充分冷却。
(4)人工骨料系统料仓至拌和系统中转料仓之间骨料输送皮带及拌和系统中转料仓至拌和楼风冷骨料仓(一次风冷仓)骨料输送皮带顶上搭设彩钢瓦遮阳棚,减少阳光直射引起骨料的温升,同时也起到遮雨作用。风冷骨料仓(一次风冷仓)至拌和楼储料仓(二次风冷仓)皮带采用全封闭保温廊道,防止骨料输送过程中温度回升。
(5)采用二次制冷方案
①制冷系统设备配置。制冷系统可以选用烟台冰轮股份有限公司生产的高压螺杆制冷压缩机组(LG25ⅢTA)及配套设备,单机制冷容量为130万大卡(标准工况),总制冷容量为780万大卡,12℃预冷混凝土生产能力为480m3/h。可以满足高温季节碾压混凝土最大仓面为5000m2时,按照4h~6h覆盖一层(30cm)高强度的混凝土施工需要。
②一次风冷料仓设置。配置一个风冷料仓,每个风冷料仓设置仓容积275m3的料仓4个,总容量1100m3,满足拌和楼大于3h的生产用料。其中3个粗骨料仓作为一次风冷料仓,仓内安装冷风通道,仓外安装冷风机平台,各仓外壁安装一台冷风机。冷风由离心风机从骨料仓中下部的冷风通道吹入料仓,对骨料进行冷却后,温度回升的冷风从料仓上部返回冷风机,冷却后再由离心风机吹入仓内对骨料进行循环冷却至8℃以下。风冷骨料仓出风口设传感器,当回风温度降低到2℃以下时,氨泵停止供氨,风机继续运转。当温度回升到6℃时,氨泵恢复供氨。
③二次风冷料仓。拌和楼内的粗骨料仓随楼安装冷风通道及冷风机平台,各仓外壁安装一台冷风机对骨料进行二次预冷却至3℃以下。每座楼配置容积180m3的储料仓6个,其中小石和中石各两个仓,大石和人工沙各一个仓。
(6)采用制冷水拌和方案。高温期采用2℃~4℃制冷水进行拌和。
3仓面温控措施
（1）控制浇筑层厚度和上下层浇筑间歇时间
为利于混凝土浇筑块的散热,基础部位和老混凝土约束部位浇筑层高一般为1.0m~1.5m,基础约束区以外最大浇筑高度控制在3m以内,上、下层浇筑间歇时间为5d~7d。高温季节采用表面流水冷却的方法进行散热。
（2）掺加PMS-3A缓凝高效减水剂
采用PMS-3A缓凝高效减水剂和适当调整掺量使高温季节混凝土的初凝时间不小于6h。通过试验室室内试验:温度为29℃~30℃时,初凝时间为9h;室外温度为20℃~32℃,大风、阳光直射、干燥条件下,初凝时间为6h,终凝时间为17h。
（3）混凝土运输车保温
碾压混凝土尽量采用自卸车直接入仓的方式,减少中间环节的倒运,降低预冷混凝土的温度回升。购买新车前,要求车辆厂家直接在厂里进行液压翻身防晒板的制作安装,既解决了自制防晒棚使用不方便和使用时间较短的缺点,又加快了混凝土运输速度。其余混凝土运输车的车顶部搭设活动遮阳蓬,以减少混凝土温度回升。
（4）仓面小气候制造和保温覆盖
在施工现场制造仓面小气候:在坝体浇筑仓外增设喷淋(雾)系统,降低大坝浇筑仓面周围的温度,提高湿度;仓面采用固定式远程喷雾机和手持式喷枪进行喷冷水雾降温。事实证明,采用仓面小气候可以降低仓面气温10℃左右,降低浇筑温度5℃~8℃,仓面湿度可以提高30%左右。收仓仓面和暂停仓面覆盖保温被,以降低混凝土表面水份蒸发,进一步提高混凝土质量。保温被采用双层编织布内置泡沫塑料,其中尺寸为1m×10m、厚度为2cm保温被配置约16000m2;尺寸为1m×4m、厚度为1cm保温被备置4000m2,以满足高温季节混凝土施工仓面保温及养护需要。
（5）其他技术措施
碾压混凝土浇筑采用斜面碾压技术,缩短层间覆盖时间,本工程层间间隔时间基本控制在4h以内。强化资源配置使碾压混凝土浇筑做到快平快碾。避开高温季节和时段浇筑混凝土。动态控制碾压混凝土Vc值等。
3.保温养护
保温养护是大体积混凝土坝施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土坝浇筑块体的内外温差值，以降低混凝土坝体的#p#副标题#e#自约束应力;其次是降低大体积混凝土坝浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土坝体承受外约束应力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时在养护过程中保持良好的湿度利抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求及当时的施工情况和环境气温状况来确定大体积混凝土坝浇筑后的养护措施。
4.结语
为确保大体积混凝土坝的施工质量，除要满足材料选择、强度等级等要求，关键要严格控制混凝土在硬化过程中由于水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土坝体产生裂缝。
参考文献：
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