水電站混凝土施工溫控
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雖然中小型水電站主體混凝土設計強度等級小于大型或特大型水電站的強度等級,但低強度的混凝土單位水泥用量自然較高強度的混凝土低,其相應的混凝土前期抗拉強度或設計抗拉強度必然也低,因此中小型水電站同大型水電站一樣,存在溫度裂縫的可能性,同時,由于中小型水電站沒有水冷卻等重要溫控手段,從某種程度上講,中小型水電站溫度裂縫比大型水電站的危害性更大。因此,中小型水電站大體積混凝土施工中,為了防止溫度裂縫的出現或者把裂縫控制在某一界限內,就必須進行溫度控制。
2丙村水電站溫控措施
混凝土溫度控制主要包括兩方面內容:一是為了防止表面裂縫而控制內外溫差和表面溫度陡降;二是為了防止結構內部出現裂縫或貫穿裂縫而控制內部溫差。根據以往澆筑大體積混凝土的經驗,為了防止出現有害裂縫,丙村水電站在大體積混凝土(如廠房尾水段混凝土塊,長20.98m,寬20m,分層厚2.0m)施工中采取了以下措施:a)混凝土中摻人一定數量的礦物質摻合料,以減少水泥用量,降低水化熱;b)控制混凝土的人倉溫度,降低最高溫升;c)摻人高效緩凝減水劑,一則提高混凝土性能;二則減少水泥需水量,從而減少水泥用量,降低水化熱;d)合理的施工措施,如分層厚度的控制,原材料的溫控等。
2.1雙摻技術的運用
2.1.1摻合料丙村水電站采用的摻合料為nI級粉煤灰,主要用于替代部分水泥和砂子。梅縣火力發電廠的粉煤灰含活性5102、A120廠5%以上,具有良好的火山灰活性,其與水泥水化反應放出的Ca(0H):反應,生成C一S一H凝膠,一部分沉淀在粉煤灰顆粒表面,一部分填充在水泥水化生成物Ca(0H):粗晶體與C一S一H凝膠間的粗孔中,從而實現了“孔的細化”。伴隨混凝土齡期和火山灰反應的增加,粉煤灰顆粒與周圍水化物的界面粘接強度增長,大大提高了混凝土的后期強度。同時,粉煤灰延緩了水泥的水化速度,對降低混凝土水化熱,控制混凝土內外溫差又是十分有利的。水電站建設周期一般較長,利用其后期強度是十分合理的。丙村水電站附近砂源為細度均在3.1一3.7之間的粗砂,由于大體積混凝土采用三級配施工,為改善混凝土的和易性,采用了粉煤灰“超量取代法”,在摻粉煤灰混凝土配合比設計中,以基準混凝土的配合比為基礎,按等強度、等稠度的原則,用超量取代法進行調整;在粉煤灰總摻人量中,部分取代等體積的水泥,超量部分粉煤灰取代等體積的砂。丙村水電站粉煤灰取代水泥最大限度量為35%,粉煤灰超量系數為1.5,丙村水電站夏季三級配混凝土粉煤灰摻量見表1。
2.1.2外加劑采用廣州海力新材料有限公司生產的GCLI一3F高效緩凝型減水劑,在保持水膠比不變時,可以減少水泥用量;推遲水泥水化進程和水化峰值出現的時間,以提高混凝土的抗裂能力。利用減水劑的吸附一分散、潤滑及濕潤作用,提高混凝土的和易性,丙村水電站減水劑進貨時為粉劑,施工時按1:4兌水,三級配混凝土減水劑摻量見表2。
2.2施工控制措施
2.2.1控制混凝土澆筑溫度混凝土的水化溫升,與混凝土澆筑溫度關系非常密切。澆筑溫度太高,必然導致混凝土最高水化溫升增大和混凝土內外溫升過大,從而引起溫度裂縫?？刂苹炷恋臐仓囟?主要是通過控制混凝土人倉溫度和采取合理的澆筑工藝來實現。丙村水電站主要采取以下措施來控制混凝土的澆筑溫度?？刂苹炷寥藗}溫度,包括控制混凝土攪拌前的原材料溫度、混凝土攪拌過程中的溫度、混凝土運輸過程中的溫度。a)混凝土攪拌前,將原材料堆放于陰涼處,避免日光暴曬,砂、碎石料倉利用造霧機制造水霧噴灑降溫小氣候;散裝水泥罐、散裝粉煤灰罐罐頂處用花灑水管降溫。b)攪拌臺及輸送原材料的主要線路搭設涼栩,避免日光暴曬和防雨。c)對不可避免日光暴曬的混凝土運輸車及臥罐采用不間斷噴水霧降溫。d)根據混凝土施工部位的變動,靈活調整對罐平臺,減少混凝土運輸時間,從而減少混凝土被日光暴曬的時間。
2.2.2采用科學澆筑工藝大體積混凝土澆筑必須保證兩層混凝土之間不出現施工冷縫。施工時根據倉面的大小和澆筑強度靈活采用臺階澆筑法或通倉澆筑法,混凝土每層厚度400mm,每層覆蓋最大時間差根據混凝土初凝時間設定,丙村電站混凝土施工每循環按2.5h控制,即在第一層混凝土澆筑后2.5h以內,需有第二層混凝土搜蓋。某些倉面受預埋件及鋼筋影響,臥罐口與混凝土澆筑層間距較大,丙村電站采用臥罐口綁扎膠質套管的方法,膠質套管下端端口離澆筑面的距離小于1.5m;由于混凝土澆筑是連續進行的,在做好倉面排水的同時,還要采取必要防雨措施。
3結語
a)水電站大體積混凝土施工由于水泥水化熱引起混凝土溫度劇烈變化極易產生溫度裂縫,因此保證大體積混凝土施工質量的關鍵是防止或者減少溫度裂縫。b)采用雙摻技術是保證大體積混凝土施工質量的關鍵之一。通過摻加一定數量的粉煤灰和高效減水劑,可以實現在保證設計要求的前提下,盡可能降低水泥的水化熱,并且可以改善混凝土的性能。丙村電站工程采用的配合比是經濟實用的。c)嚴密的施工組織和管理措施,同樣是保證大體積混凝土施工質量非常重要的環節。d)丙村水電站大體積混凝土施工一年后,未發現水泥水化熱引起混凝土溫度劇烈變化而產生溫度裂縫,表明其溫控效益良好。
作者：張元海凌春海單位：省水電二局股份有限公司中水珠江設計公司
