摘 要:夏季混凝土施工,控制混凝土溫度是工程質(zhì)量優(yōu)劣的關鍵。在下岸水庫工程的拱壩混凝土施工中,采用了骨料噴霧水預冷、底層取料、冰水拌混凝土、夜間薄層澆筑等措施;在混凝土保養(yǎng)上采用自動噴水,白天覆蓋混凝土面;用優(yōu)質(zhì)水泥加粉煤灰混合料、添加緩凝減水劑等措施,達到溫控防裂的目的。
關鍵詞:拱壩;混凝土施工;溫度裂縫;溫度控制
1工程概況與工程氣候
1.1工程概況
下岸水庫工程位于靈江流域永安溪干流上,壩址在仙居縣溪港鄉(xiāng)曹店村下游約680m處,總庫容1.35億m3;大壩為拋物線型變厚雙曲拱壩,壩底高程150m,最大壩高64m,厚高比0.296,壩頂中心線弧長274.4m,壩體材料采用C15W8常態(tài)混凝土,混凝土總量約12.5萬m3。
1.2工程氣候
工程處于東經(jīng)120°44′,北緯28°52′,屬亞熱帶季風氣候區(qū),夏季干旱少雨(受臺風影響會有大暴雨出現(xiàn))。七、八兩個月平均氣溫都大于28℃,白天最高氣溫可達40℃以上,在太陽照射下,混凝土表面溫度高達50~60℃。氣溫特性見表1。
2夏季混凝土施工溫控的重要性
2.1大體積混凝土的特點
(1)混凝土是脆性材料,抗拉強度小,拉伸變形能力也小。
(2)大體積混凝土在澆筑后,由于水泥水化熱作用,內(nèi)部溫度急劇上升,但隨著齡期增長溫度下降,混凝土表面下降更為明顯。在一定的約束條件下會產(chǎn)生相當大的拉應力。
(3)由于混凝土長期裸露,表面與空氣或水接觸,易產(chǎn)生拉應力。
(4)大體積混凝土一般都不配筋,靠自身承受拉應力。
2.2夏季氣溫對混凝土施工的影響
在夏季,日夜溫差很大,中午在太陽照射下室外地面溫度可達50~60℃,夜間溫度在25~30℃?;炷翝仓笏嗨療岽偈够炷羶?nèi)部溫度急劇上升,大體積混凝土內(nèi)部溫度可達60℃以上,乃至更高。因此,在夏季澆筑混凝土,由于溫度過高易產(chǎn)生表面干縮裂縫。隨氣候轉(zhuǎn)變,氣溫日漸下降,混凝土內(nèi)部熱量不易散發(fā),造成混凝土內(nèi)外溫差梯度大,混凝土極易產(chǎn)生裂縫。
2.3夏季混凝土施工溫控的重要性
混凝土裂縫一般可分貫穿、深層、表面3類。如因壩身溫差梯度過大而造成貫穿裂縫,將危及壩體整體性和穩(wěn)定性,如與迎水面相通會造成壩體漏水。因此,做好夏季混凝土施工的溫控工作是保證工程質(zhì)量的關鍵。
3夏季混凝土施工溫控的綜合措施
3.1優(yōu)選原材料
3.1.1水泥
選擇水化熱較低、質(zhì)量穩(wěn)定、各項理化指標均符合的優(yōu)質(zhì)水泥做混凝土的主材。經(jīng)調(diào)研選用了浙江江山水泥廠的虎山牌32.5普通硅酸鹽水泥,其理化指標見表2、表3。
3.1.2混合材料
為減少水泥用量,降低混凝土水化熱,改善和易性,提高混凝土的綜合性能,按照《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》DL/T5055—96規(guī)定,在混凝土中摻加適量粉煤灰,粉煤灰選用臺州電廠生產(chǎn)的I級成品粉煤灰,品質(zhì)指標和化學成份見表4、表5。由表4、表5可知,從粉煤灰中Si02含量和Si02+A1203+Fe2O3之總和含量、燒矢量進行分析,其化學成份良好,屬國家I級灰標準。
3.1.3外加劑
夏季混凝土施工,混凝土中水份易蒸發(fā),造成塌落度減少;若增加用水量,在水灰比不變的情況下,必須增加水泥用量。為此,采用在混凝土中添加緩凝減水劑,以達到不增加水泥且符合施工規(guī)范和設計標號C15W8的要求。
3.2降低骨料溫度措施
此工程半成品料場設貯料隔倉分別堆放,隔倉平均堆高8m,地垅取料,皮帶機輸送至拌和樓,這給骨料降溫帶來有利條件。降溫采取了:①骨料預冷,在混凝土澆筑前2h取溪水噴霧降溫(砂子除外),可使骨料溫度下降3℃~5℃,滲水從地垅排水溝中排出;②通過地垅取用料倉底部未被暴曬的材料;③地垅至拌和樓的骨料輸送系統(tǒng)搭蓋涼棚,避免骨料運輸過程中太陽照射升溫,必要時對涼棚灑水降溫。
3.3降低混凝土溫度措施
為降低混凝土溫度,主要采用以下兩種降溫措施。
(1)用5℃冷水拌制混凝土,以降低混凝土的出機溫度。為此,特配置了兩臺LS100型號的制冷機,以每臺200L/min的速度生產(chǎn)5℃的冷水,并用該冷水來拌制混凝土。若開始拌制混凝土時的環(huán)境溫度為32~30℃,則拌制1m3混凝土需要的制冷量見表6。
據(jù)混凝土拌和用水制冷量分析:在氣溫32~30℃時,采用5℃的冷水拌和,可降低混凝土溫度〔(30~32℃-5℃)×461〕kJ/2408kJ=4.78~5.12℃,使混凝土出機溫度控制在(30~32℃)-(4.78~5.12℃)=25.22~26.88℃,滿足規(guī)范規(guī)定的28℃以內(nèi)的入倉溫度要求。
(2)夜間薄層澆筑。由于夏季夜間氣溫相對較低,所以為避開白天高溫時段澆筑混凝土,故安排在下午7時到第二天早上7時進行。由于時間限制,一般澆筑塊混凝土厚控制在1.5m。采用薄層澆筑,層厚控制在0.4m左右,短間歇、均勻上升,使混凝土出機后最大限度地減少運輸及澆筑過程中的溫度回升,加快混凝土的入倉覆蓋速度,減少暴露時間,防止初凝。
(3)壩體進行一期通水冷卻。從160~190m高程每澆筑塊預埋25黑鐵管,黑鐵管由直管段、彎管段、橡膠接頭組成蛇形管圈作為冷卻通水管?;炷翝仓瓿珊箝_始通溪水冷卻,防止水泥水化熱引起的混凝土塊溫度急速上升。通水時間14~20d,隔1d換一次進水方向。
(4)加強養(yǎng)護。澆筑塊在終凝后達到15%設計強度時就實行水養(yǎng)護,并根據(jù)具體情況分別采用以下兩種水養(yǎng)護方法之一進行養(yǎng)護。①使混凝土表面有2~3cm深的水層,水流一頭進一頭出的流水養(yǎng)護方式;②澆筑后用自制霧化裝置噴霧養(yǎng)護,霧化不到的地方,采用人工灑水養(yǎng)護,同時對混凝土面采用麻袋日蓋夜掀,防止太陽暴曬,保養(yǎng)期長達20~25d。
4結(jié)語
夏季澆筑混凝土,一般情況下受水泥水化熱和氣溫的共同作用,混凝土內(nèi)部溫度可達60℃以上,因此大體積混凝土的澆筑質(zhì)量無法得到保證,由于采取上述措施后,使得夏季混凝土的澆筑質(zhì)量得到了保證。根據(jù)此工程埋設的溫度計在混凝土塊內(nèi)測到的溫度值,其最高溫升均在50℃以下,且溫度曲線平穩(wěn)合理(圖1、圖2、圖3)。
這樣,既保證了工程質(zhì)量,又保證了工程進度。