建设工程—热带大坝变态混凝土温控防裂工法.docx

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1、热带季风气候区大坝变态混凝土温控防裂工法1.前言海南热带季风气候区受季风影响大，四季不分明，气温较高，全年日照时间长，辐射能量大。大坝变态混凝土施工质量要求高，受到热带季风气候区的影响，大坝变态混凝土表面很容易开裂，影响坝体质量，如何在热带季风气候区影响下防止混凝土开裂且快速高效的浇筑变态混凝土成了关键。2 .工法特点2. 0.1建立和健全技术、质量、安全管理体系、环境管理体系与职业健康安全，是实施本工法的前提条件。3. 0.2本工法所述变态混凝土为机制变态混凝土；4. 0.3本工法的实施可适应热带季风气候区结构复杂、混凝土质量要求高、高温作业下混凝土浇筑施工。5. 0.4针对热带季风气候区下

2、高标准的混凝土施工，采取综合温控防裂措施，具有可操作性强、施工简便、温控效果明显等特点。6. 0.5本工法采用机制变态混凝土，施工速度快，根据不同时段气候可动态调整配合比，有效防止混凝土质量。7. 0.6本工法从混凝土从原材料、混凝土生产、运输、浇筑、养护等几个方面综合详细阐述了为降低坝体混凝土水化热温升所采取的温控防裂施工方法。8. 0.7通过现场实践及试验证明，控制砂石骨料中石粉含量，能有效提高混凝土的和易性、保水性、密实性、抗渗性、抗压强度和抗弯拉强度，减小混凝土自身应力的影响，进而提高混凝土抗裂性能。9. 0.8控制缓凝剂和引气剂等外加剂的用量，可以有效的延长混凝土初凝时间，在此期间进

3、行二次复振，将混凝土内部气泡消除，有效保证混凝土外观质量。10. 0.9本工法在浇筑过程中采用热升层浇筑、二次振捣等工艺，并对分层厚度、二次复振时间间隔进行现场试验研究，有效防止了裂缝产生，解决了热带季风气候区的影响下的变态混凝土开裂问题。11. 0.10热带季风气候区的影响下的混凝土温控防裂技术要求高，本工法总结以往大坝变态混凝土的温控经验，主要进行了如何控制施工期间坝体混凝土的内、外温差和坝体新浇筑混凝土最高温升，在热带季风气候区的影响下有效保证了变态混凝土施工期内不产生裂缝。12. 0.11目前，国内外对于热带季风气候区的影响下大坝变态混凝土如何防止混凝土开裂且快速高效的浇筑混凝土的研究

4、，尚没有一个明确的、直接引用的成果。热带季风气候区大坝变态混凝土施工技术通过在海南省北门江水利枢纽过程施工中不断研究、改进、完善，并趋于成熟。13. 0.12热带季风气候区大坝变态混凝土施工工法通过不断的试验和研究，将试验数据和温度检测设备统一调配，起到提前预警效果，可以及时有效的在施工过程动态控制，做到了综合性温控防裂。施工技术贯穿于整个工程施工过程，确保在热带季风气候区大坝变态混凝土不产生裂缝，保证了大坝混凝土质量，有效的减少了应处理裂缝增加的费用，节约成本，创造明显经济效益和社会效益。3 .适用范围本工法适用于热带季风气候区大坝变态混凝土的施工。水利枢纽工程位于海南省僧州市境内的北门江流

5、域干流，北门江属热带季风气候区，受季风影响大，四季不分明，气温较高，多年平均气温23.4C,极端最低气温3.5C,极端最高气温39.8。降水年际变化较大，具有明显的丰枯水年之分。每年510月为台风季节，多年平均受台风影响23次。在这种热带季风气候区条件影响下，成功试验和应用了防止混凝土开裂且快速高效浇筑混凝土的施工方法，本工法具有代表性和实用性。4 .工艺原理热带季风气候区影响下，大坝变态混凝土开裂的主要原因是混凝土内部水化热产生大量热量，造成内外温差过大引起的开裂。本工法主要从混凝土原材料、混凝土生产、运输、浇筑、养护等几个方面进行降温处理，有效的控制入仓温度，降低坝体混凝土内部温度。通过现

6、场实践及试验证明，控制砂石骨料中石粉含量，能有效提高混凝土的和易性、保水性、密实性、抗渗性、抗压强度和抗弯拉强度，减小混凝土自身应力的影响，进而提高混凝土抗裂性能；控制缓凝剂和引气剂等外加剂的用量，可以有效的延长混凝土初凝时间，在此期间进行二次复振，将混凝土内部气体及产生的水化热排出，有效的降低了混凝土内部温度。本工法在浇筑过程中采用热分层浇筑、二次振捣等工艺，并对分层厚度、二次复振时间间隔进行现场试验研究，经过对大坝变态混凝土热分层浇筑深入研究，起到了大体积混凝土变小体积混凝土浇筑的效果，有效防止了裂缝产生，解决了热带季风气候区的影响下的大体积混凝土。大坝变态混凝土质量要求高，热带季风气候区

7、大坝变态混凝土施工工法通过不断的试验和研究，将试验数据和温度检测设备统一调配，起到提前预警效果，可以及时有效的在施工过程动态控制，做到了综合性温控防裂。5 .施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程大坝变态混凝土施工工艺流程见下图所示。图5.1-1大坝变态混凝土施工工艺流程图5.2 操作要点5.3 2.1混凝土原材料控制通过现场实践及试验证明，保证原材料防晒、防雨淋，控制砂石骨料中石粉含量，采用低热水泥，在保证混凝土强度的前提下减少水泥含量，能有效减少混凝土水化热产温度，提高混凝土的和易性、保水性、密实性、抗渗性、抗压强度和抗弯拉强度，减小混凝土自身应力的影响，进而提高混凝土抗裂性能；控制缓

8、凝剂和引气剂等外加剂的用量，可以有效的延长混凝土初凝时间，在此期间进行二次复振，将混凝土内部气体及产生的水化热排出，有效的降低了混凝土内部温度。混凝土拌和之前，对骨料进行预冷处理，拌和采用冷水，可以有效的降低混凝土出机口稳定度。拌合系统研究与应用乙二醇制冷安全技术，通过利用低温乙二醇水溶液作为载冷剂的骨料二次风冷系统，采用乙二醇溶液制冷系统的特点及在实际生产中的设计原理与使用情况，系统在低负荷工况下制冷机启停次数少,较少能源消耗,并延长设备使用寿命，整个系统运行稳定性好，达到了设计制冷效果。相较于传统的液氨制冷、低温乙二醇水溶液作为载冷剂的骨料二次风冷系统温控系统考虑按照节能、安全、环保、稳定

9、、经济。为今后大型拌和系统混凝土骨料预冷生产提供参考。5.2.2配合比设计通过现场不断试验，通过优化粉煤灰和水泥用量，不断的设计符合热带季风气候区变态混凝土施工配合比，并在每次施工前，现场实验室做试配，施工时必须按配合比配制变态混凝土，经常检查坍落度，严格控制搅拌时间和路途运输时间以保证混凝土工程施工质口重.O5.2.3配合比动态控制大量工程实践表明，热带季风气候区根据不同时段的气温应采用不同的外加剂掺量,本工法采用增加0.1%-0.3%缓凝剂和引气剂，可有效延长混凝土凝结时间，保证了不同时段混凝土层间间隔时间，使得已浇筑混凝土充分散热和排气，降低混凝土内部温度。5.2.4混凝土浇筑分层本工法

10、通过对不同分层厚度的试验及总结，热带季风气候区混凝土浇筑分层厚度为20-40Cm为宜，层间间隔时间2-3h为宜。5.2.5振捣及复振根据对振捣时间和二次复振时间间隔的试验及总结，振捣时间20-30s为宜，二次复振时间间隔10T5min为宜。5.2.6加强养护浇筑过程中对仓面进行喷雾覆盖降温；在浇筑完成的混凝土上部构建一个立体保温、冷却系统，利用冷却水管对系统内部进行冷却，然后再对双层气泡膜进行注水并缓慢流动,从而将内部热量带走的同时将外部的热量隔离，保证混凝土内外温差不超过20o图5.2.6-1立体保温装置示意图5.2.7混凝土保护坝体上、下游面、空洞部位以及其它部位龄期小于180d的混凝土暴

11、露表面粘贴等效热交换系数BW5kJ(m2hoC)的表面保护材料，保护材料采用厚度为3cm的聚苯乙烯板。5.2.8大坝温度观测大坝变态混凝土施工期间，通过应用本工法，对7#坝段EL37m及9#坝段EL38m两仓进行跟踪观测，坝体混凝土内外温差符合设计及规范要求，变态混凝土区无裂缝，达到温控防裂目的，温度观测结果如下表528-1和528-2。5.2.8-1大坝7醐段EL37m温度观测记录表工程名称水利枢纽工程监测部位主坝坝体0+134桩号备注观测时间坝轴线坝下1.5坝下14高程：37m日期时间Ts2-5T2-7T2-8大气温度C2022/5/1012:1528.229.229.226.02022/

12、5/116:2134.738.535.527.02022/5/127:4038.742.039.326.02022/5/137:1337.243.140.128.02022/5/147:4236.243.640.827.02022/5/157:4035.743.941.428.02022/5/167:2834.043.041.927.02022/5/189:0333.742.541.026.02022/5/257:5130.538.134.727.02022/6/18:2030.43834.528.02022/6/88:5930.435.638.526.02022/6/157:5030.435

13、.538.227.02022/6/227:5530.335.538.133.02022/6/298:2830.534.237.332.02022/7/68:0930.334.037.133.02022/7/137:1230.234.037.234.02022/7/207:5030.234.037.132.02022/7/278:3430.734.137.430.02022/8/38:0230.333.736.739.02022/8/108:3830.333.135.639.02022/8/179:3830.332.933.431.02022/8/248:2130.232.933.430.020

14、22/8/3110:1933.032.237.131.02022/9/78:3133.032.037.029.02022/9/149:0331.332.636.630.02022/9/217:0031.132.536.429.02022/9/287:0531.032.336.230.02022/10/59:5829.932.135.328.02022/10/1212:5829.832.134.927.02022/10/197:1029.331.734.326.02022/10/266:4029.231.534.229.02022/11/26:5029.031.234.029.02022/11/96:4529.131.233.930.02022/11/167:3230.733.137.328.02022/11/239:1430.532.737.025.02022/11/3010:1430.132.336.524.0温-45.0 435QanU=30.0 Ia