浅谈三溪口水电站混凝土的温度控制

摘要：根据三溪口水电站的特点和设计要求，结合工程实践，对混凝土在施工过程中如何控制混凝土温度，预防产生温度裂缝进行研究和探讨，进而采取一系列的预防措施。

关键词：大坝温度裂缝预防与控制

Abstract: According to the characteristics and design requirements of Sanxikou hydropower station, and combining with the engineering practice, the paper researches and explores that how to control the concrete temperature in the construction to prevent the temperature cracks and then take a series of preventive measures.

Key words: dam; temperature; crack; prevention and control

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1 工程概况

三溪口河床式水电站是一座以水力发电为主，兼顾改善航运条件的中型电站，该工程枢纽建筑物由泄洪闸、船闸、河床式发电厂房以及两岸接头建筑物等组成，工程正常蓄水位18.00m，相应库容5655万m3，多年平均发电量26640万kW.h。主要工程量为：砼浇筑56.5万m3、钢筋制安1.32万t、土石方挖填272.9万m3、浆砌块石7506m3。

该工程一期主要为泄洪闸和发电厂房施工，混凝土设计龄期为28天，设计标号有C10、C15、C20、C25、C30、C40共六种，其中以C20、C25设计标号的混凝土为主。本着因地制宜、就地取材的原则，混凝土的骨料由瓯江河滩天然料场开挖，经过筛分楼受料坑粗筛，一、二级筛分站清洗筛选成净料，达到规范要求后方才输送至拌和楼。拌和系统共由一座3×1.5m3和一座2×1.5m3拌和楼组成，混凝土水平运输主要由自卸汽车及搅拌罐车承担，运输至施工现场后由一台MD1100塔机、两台MC320塔机及一台VOLOV长臂反铲垂直运输混凝土入仓。

2温度控制的目的

为了防止混凝土内外温差过大，在温度应力的作用下而发生裂缝，必须控制和减小混凝土的内外温差，使大体积混凝土内外形成一个稳定、均匀的温度场。

2.1 温控的要求

该工程的混凝土入仓温度控制，夏季施工时混凝土的入模温度不宜超过28°C，冬季施工时，混凝土的入模温度不宜低于5°C。

新浇筑与邻接的已硬化的混凝土或岩石之间的温度差不得大于20°C（接面较复杂时温差不得大于15°C）。

2.2 气候条件

青田四季分明，季节变化显著，昼夜温差大，雨量充沛，具有显著的山地立体气候。冬季最低气温约为零下3°C左右，夏季最高气温达到40°C以上，昼夜温差最大超过15°C，且持续时间较长。在这样的条件下，必须加强混凝土表面的保温保湿措施，夏季严格控制混凝土温度的上升。

3 混凝土温控管理措施

3.1 建立温控体系

由施工单位、监理单位和业主单位共同组成温控工作小组，以指导、协调、监督温控混凝土施工，通过温控小组的温控列会，对温控检测成果进行分析和研究，形成一个自上而下的检查、监控体系，加强管理制度，掌握温控工作的主动权，使温控工作始终保持受控状态。

3.2 预警制度

天气预警。主要包括三个方面：高温与气候骤降预警、降雨预警、雷电大风预警。整个温控小组均开通了天气预报短信服务，每天向业主、施工、监理有关人员气象信息，根据天气情况科学合理的安排生产，提高混凝土施工质量。

温度预警。主要包括三个方面：入仓温度预警、浇筑温度预警、混凝土温度预警。当入仓温度高于28°C时，拌和楼应才取措施降低混凝土的出机口温度，在运输车上覆盖遮阳棚等综合措施控制入仓温度；当浇筑温度高于30°C时，仓内应及时搭建遮阳棚，覆盖保温被，加快坯层覆盖措施控制浇筑温度；当混凝土内部温度接近允许最高温度60°C时，应及时加大养护用水流量，降低供水温度，加强仓面养护等措施防止坝体超温。

层间间歇期预警。通常低温季节按7d预警，最长不超过10d预警。通过控制层间间歇期，可以合理调配资源，使坝体整体连续均衡上升。适当的间歇期既有利于浇筑块散热，同时可以减少受气温骤降的影响，控制相邻坝块的高程，防止接缝灌浆时纵缝难以张开。

4 施工中采取的主要控制措施

4.1 配合比的优化

优化混凝土配合比，减少胶凝材料用量，是混凝土温控的重要措施之一。在满足设计强度的前提下，采用增大骨料粒径，合理的骨料级配，掺用混合料，外加剂和降低混凝土的稠度等措施。早在开工之前，工地试验室曾对水泥品种，粉煤灰掺量，外加剂等进行试验分析，提出专题报告，并通过监理、设计、业主的审批。随后进行了多次的生产性试验进一步调整了混凝土的配合比。

在保证混凝土良好的工作性能的情况下，尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低塌落度、低水胶比）两掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”。且尽可能使用大级配的混凝土，以降低水泥用量。该工程使用的是江山南方水泥有限公司的普通硅酸盐水泥P.O42.5，该水泥为中热水泥，其混合料为矿渣和粉煤灰，掺量为20%。使用散装运输直接入罐，水泥的入罐温度不得高于60°C。一般使用两个水泥罐，轮流使用，有效避免因水泥温度过高而导致混凝土升温的现象。粉煤灰为温州乐清电厂II级灰，需水量为95%，设计掺量为30～35%。同水泥一样，两个粉煤灰罐轮流使用，有效的避免因粉煤灰温度过高引起的混凝土升温现象。外加剂为咸宁天安的TA-1002型萘系高效减水剂，其减水率均大于17%。部分试验结果如下：

表1

混凝土的水化热最大释放期在混凝土浇筑后的3~7天，混凝土内部温度达到高峰期。而这时混凝土的强度较弱，容易产生温度裂缝。因此，在混凝土中掺入适当的粉煤灰，可以延缓混凝土水化热峰值期的释放。例如，在确定C25混凝土配合比时，不同粉煤灰掺量水泥的水化热具体数据如下：

表2 不同粉煤灰掺量水泥水化热

通过上述优化，减少混凝土自身的因水化热而产生的热量，减低混凝土温度。

4.2 骨料的温度控制

由于骨料堆料场有相当大的储量，距离拌和楼又近，故常采用的方法有：1）适当的增加料堆的高度，最低不小于5m。延长存储时间，在低温时间上料，延长换料的时间间隔，在上料皮带上加盖遮阳棚；2）在骨料堆料场上搭盖遮阳棚等措施。由于材料本身的隔热性能，可使料堆内部的骨料温度基本稳定，尽量减少太阳暴晒、昼夜气温剧烈变化的影响；3）在料堆场表面少量喷水，经常保持表面湿润；4）提前将拟用于工程的骨料转运至料斗内，降低骨料进入搅拌机的温度。

4.3 拌和用水的温度控制