大坝混凝土温控防裂措施研究

摘要：我国冬夏季温差别较大，这对于大坝混凝土的温控防裂提出了较高的要求。本文论述了当前我国对于大坝温控防裂的一些主要措施。

关键词：大坝混凝土温控防裂

中图分类号：TU37文献标识码： A

大坝混凝土最大施工难题就是在温度控制不当时，使得混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，从而导致混凝土产生裂缝。大坝混凝土的温控措施应贯穿于搅拌、运输、浇筑、后期保养等全过程。在这些过程中及时分析影响混凝土温度的因素，从而避免因温度控制不当而产生的裂缝问题。

一、大坝混凝土温度变化过程

混凝土在凝固过程中，由于水泥水化，释放大量水化热，使混凝土内部温度逐步上升，对尺寸小的结构由于散热较快，温升不高，不致引取严重后果。但对大体积混凝土，最小尺寸也常在3~5m以上，而混凝土导热性能随热传导距离呈现性衰减，大部分水化热将积蓄在浇筑块内，使块内温度升达30~50℃，甚至更高。由于内外温差的存在，随着时间的推移，坝内温度逐渐下降而趋于稳定与多年平均气温接近。大体积混凝土的温度变化过程可分为如图1 所示的三个阶段即温升期、冷却期和稳定期。显然，混凝土内的最高温度Tmax等于混凝土浇筑入仓温度Tp与水化热温升值Tr之和,由Tp到Tmax是升温期，Tmax到稳定温度Tf是降温期，之后混凝土体内温度围绕稳定温度随外界气温有所起伏。

二、大坝混凝土温控防裂施工技术措施

大坝混凝土施工过程中，混凝土的温度控制严格遵照招标技术文件执行。对混凝土原材料、配合比优化、拌和生产、运输、入仓浇筑、覆盖保温、通水冷却及洒水养护等全过程进行质量监控合理安排混凝土施工浇筑顺序及施工时间。大坝混凝土温控防裂施工技术措施主要体现在以下几方面：

1 混凝土运输温控

（1）采用搅拌车运输时，在运输混凝土前对机械运输设备喷雾或冲洗预冷，采取隔热遮阳措施。

（2）通过汽车运输的混凝土，根据拌和楼和建筑塔机、布料杆、混凝土泵等的生产能力，以及仓面浇筑的情况，合理安排汽车数量及拌和强度，一般每车运输混凝土不少于3.0m³，运输车辆安装遮阳棚，运输途中拉上遮阳棚，拌和楼前安装喷雾装置，对回程的车辆喷雾降温。

（3）运输道路优选最短路径，以使混凝土在最短时间内到达浇筑地点。

（4）在条件允许的施工现场搭设遮阳棚，启动冷却水降温系统，所有待料搅拌车进行待料洒水降温。

2 浇筑过程温控

（1）高温季节浇筑时，在下料的间歇期，用聚乙烯卷材覆盖仓面，防止温度倒灌。

（2）夏季浇筑仓内配备喷雾设施，喷雾设备有轴流风机、摆动式喷雾机雾化管等，根据仓面特点来配置喷雾设备，考虑摆动式喷雾机降温效果较好，一般情况下，选择用摆动式喷雾机，局部不宜用喷雾机的部位用雾化管。

（3）混凝土浇筑前，配置足够的施工设备，加快入仓强度和浇筑强度，缩短运输时间和混凝土浇筑时间，减少太阳对运输混凝土的辐射。

（4）为缩短坯层覆盖时间，加大入仓强度，可减少坯层厚度，每坯层厚调整为35～40cm。

3 大坝混凝土浇筑层面长间歇期的防裂措施

对长间歇浇筑面采取的防裂措施如下:

a.长间歇面层5℃m二厚浇筑纤维混凝土。在长间歇面浇筑层的最后一个坯层(厚50 cm)的混凝土中掺质量浓度为1 kg/ m3的聚丙烯纤维。

b.大坝上游面4. 0 m范围和坝块顺水流向中部1/ 3坝块面积布置1层钢筋网。大坝上游面4.0m范围内沿坝轴线方向的钢筋采用Φ5@ 20，顺流方向的钢筋为Φ22@ 20, L为4m及5m(交错布置);坝块顺水流向中部1/ 3坝块面积布置的钢筋网为Φ25@ 20，顺水流方向相邻钢筋错距为1. 0m。钢筋网距坝块边线的距离为5 cm，距收仓面顶面的距离为6 cm。

4混凝土表面保温

大坝暴露面大，坝址气温骤降频繁，更突出了表面保温的重要性。为此应根据设计表面保护标准确定不同部位、不同条件的表面保温要求，并应重视基础约束区、上游面及其他重要结构部位的表面保护。尤其应重视防止寒潮的冲击。所有混凝土工程在最终验收之前都必须加以维护及保护，以防损坏。浇筑块的棱角和突出部分应加强保护。大坝各部位主要保温要求如下：①临时暴露面，如大坝横缝侧面、仓面仍采用聚乙烯塑料卷材外套彩条布保温材料，但厚度由原来的1.5~2. 5cm改为2.0~3cm。②大坝上、下游面为永久暴露面，采用聚苯乙烯泡沫板(导热系数不大于0. 042W/ (m.K)，粘贴于混凝土表面保温。大坝上游面高程98.0m以下及基础约束区，外贴厚5. 0 cm的聚苯乙烯板其余部位外贴厚3. 0 cm的聚苯乙烯板，大坝下游面及需经历1个冬季的钢管槽侧墙等部位，外贴厚3cm的聚苯乙烯板。③孔洞用2.0cm厚的聚乙烯卷材对孔口进行封堵，没有形成封闭孔洞的，不能通过封堵进出口进行保温的其侧面和过流面亦用3.0cm厚的聚苯板进行保温。各坝段的墩墙、牛腿等结构部位混凝土用2.0cm厚的聚乙烯卷材进行保温。④冬季浇筑的混凝土，当日平均气温在2-3天内连续下降超过6℃的，对28天龄期内的混凝土表面（非永久面），用2.0cm厚的聚乙烯卷材保温。当气温降至0℃以下时，龄期在7天以内的混凝土外露面用保温被覆盖。浇筑仓面应边浇筑边覆盖。新浇的仓位应推迟拆模时间，如必须拆模时，拆模后及时保温。

所有永久面保温时间从浇筑完后起，到交付运行时止，在此期间，每年10初月份开始保温，以确保保温效果，次年4月拆除保温材料，避免影响文明施工和夏季发生火灾。

5 混凝土养护

采用洒水或流水养护：养护一般应在混凝土浇筑完毕后12～18h内即开始对大体积混凝土的水平施工缝养护到浇筑上层混凝土为止。高温和较高温季节表面进行流水养护，低温季节表面进行洒水养护，永久面采用花管洒水养护。模板与混凝土表面在模板拆除之前及拆除期间都保持潮湿状态，养护水流从混凝土顶面向模板与混凝土之间的缝渗流，保持表面湿润直到模板拆除。洒水养护在模板拆除后继续进行。

6 温度测量

（1) 采用埋设在混凝土中的电阻式温度计或热电偶进行混凝土的温度测量工作。在主厂房及坝后钢管段等建筑物的施工期内，选择典型浇筑仓埋设施工期温度计，每个浇筑仓内埋设3支温度计，必要时增设测温计。在相应建筑物开工前，提交施工期温度计埋设规划(含埋设部位、数量、监测及资料整理等内容)，经监理人批准后实施。

（2)记录并每周提交一次温度测量报告报送监理人，内容除包括(但不限于)：混凝土浇筑温度、混凝土内部温度、每条冷却水管的冷却水流量、流向、压力、入口温度、出口温度以及监理人要求的其它测量指标。

（3) 当要测量最终的混凝土平均温度时，可以先停止一条冷却水管中的循环水流动5d，然后测量该水管中的水温，其平均值代表该混凝土的平均温度。

（4) 在混凝土施工过程中，应至少每4h测量1次出机口混凝土温度、入仓温度、浇筑温度以及浇筑体冷却水的温度，并做记录。

（5) 温度计安装完毕后，承包人应按监理人批准的方法对设备进行校正、观测、并记录仪器设备在工作状态下的初始读数。温度计埋设后24h以内，每隔4h测1次，之后每天观测3 次，直至混凝土达到最高温度为止。以后每天观测1次，持续一旬。再往后每两天观测1次，持续1月，其余时段每月观测一次。

参考文献：

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