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      2. 水利工程施工中混凝土溫度控制研究論文

        時間:2021-04-12 12:42:44 論文 我要投稿

        水利工程施工中混凝土溫度控制研究論文

          摘要:水利工程混凝土施工溫度控制歷來是工程施工難點和重點,長洲水利工程通過科學(xué)溫度控制措施有效控制混凝土溫度,充分保障了工程質(zhì)量,F(xiàn)將以長洲水利工程為例對水利工程混凝土施工溫度控制進(jìn)行探討,首先將對長洲水利工程概況和工程施工難點進(jìn)行介紹,并在此基礎(chǔ)上探討工程混凝土施工中具體溫度控制措施。

        水利工程施工中混凝土溫度控制研究論文

          關(guān)鍵詞:水利工程;混凝土;溫度控制

          1工程概況

          長洲水利工程地處梧州市,采用混凝土重力壩。該水力工程壩長為530.80m、最大壩高49.60m、壩底最大寬度95.0m,大壩混凝土澆筑總量為58萬m3。該工程所在地區(qū)為亞熱帶氣候,不利于混凝土澆筑控制,工程壩址為花崗巖壩基,會對混凝土產(chǎn)生較大約束力。本工程施工存在以下難點:工程最大倉號790.0m2,單倉澆筑達(dá)2356.4m3;工程施工期間高溫持續(xù),并伴隨頻繁氣溫驟降;進(jìn)水口具有較大鋼筋制安量,需長時間停歇;過長制冷供水線路產(chǎn)生大量熱損耗。

          2混凝土溫度控制措施

          2.1科學(xué)選擇材料

          首先,使用低發(fā)熱量水泥。實際中控制水泥水化熱升溫的關(guān)鍵措施就是降低水泥使用量和使用低發(fā)熱水泥。多次實驗對比后,本工程膠凝材料選擇福建漳州廣豐水泥廠產(chǎn)生的熱硅酸鹽水泥(P.O42.5)其次,外加劑摻加。摻加外加劑后混凝土和易性能夠得到改善,混凝土水泥水化熱顯著降低,水泥出現(xiàn)水化熱峰值時間被延緩,出現(xiàn)混凝土溫度峰值時間被推遲,更加有利于混凝土溫度控制的實現(xiàn),同時也使得混凝土質(zhì)量得到有效保證。該工程選擇的減水劑和粉煤灰分別為福建建科院JM-Ⅱ高效緩凝減水劑和福建大唐電廠Ⅱ級粉煤灰。

          2.2對混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化

          首先,科學(xué)設(shè)置骨料級配,以獲得骨料大小均勻的混凝土,使單位水泥用量降低。通過實驗發(fā)現(xiàn),增加混凝土級配可降低水泥使用量。所以本工程以三級配混凝土為主,鋼筋密集、各結(jié)構(gòu)物周邊、孔洞使用一級配和二級配混凝土。其次,減小混凝土塌落度。實驗發(fā)現(xiàn),混凝土塌落度減小1cm,水泥用量就能夠降低4~6kg。本工程多采用7~9cm、5~7cm塌落度混凝土,不易振搗部位(泵送混凝土、尾水椎管底部)選擇塌落度較高混凝土。再次,水泥水化熱發(fā)散速度和混凝土水灰有關(guān),增大水灰比會增加水化熱發(fā)散速度。所以,應(yīng)當(dāng)將混凝土水灰比盡量降低、依據(jù)實驗和檢測結(jié)果,本工程使用0.50~0.60水灰比混凝土。

          2.3降低出機口溫度

          首先,控制預(yù)冷混凝土溫度回升。倉面振搗會提升預(yù)冷混凝土溫度,此時應(yīng)采取措施進(jìn)行防曬保溫,將溫度回升率控制在0.4以內(nèi)。混凝土出機口溫度和混凝土澆筑溫度存在以下關(guān)系:T機=TP-0.4(Ta-TP),其中T機為混凝土出機口溫度、TP為混凝土澆筑溫度、Ta當(dāng)時氣溫。其次,控制風(fēng)冷骨料。本工程中控制出機口溫度的關(guān)鍵手段之一就是風(fēng)冷骨料,所以采用的施工工藝為冰水加一、二次風(fēng)冷骨料拌和混凝土,在該施工工藝中利用冷風(fēng)封閉循環(huán)冷卻拌和樓骨料出料倉和拌合系統(tǒng)調(diào)節(jié)料倉中的骨料,進(jìn)而促進(jìn)骨料溫度下降。另外攪拌過程中將冰屑加入混凝土,在冰融化時熱量能夠被吸收,進(jìn)而促進(jìn)混凝土出機口溫度降低。再次,檢測混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)溫度。為實現(xiàn)對出機口混凝土溫度的有效控制,應(yīng)當(dāng)對混凝土各原材料溫度進(jìn)行檢測,包括骨料制冷前后、水泥、拌和水溫溫度等,以對材料存儲、運輸?shù)谋胤罆翊胧┻M(jìn)行調(diào)整。

          2.4運輸中的防熱遮曬

          首先,進(jìn)一步完善混凝土運輸設(shè)備的構(gòu)造,例如為防止混凝土因陽光直射升溫,在車廂上設(shè)置遮陽棚。具體實施中可用鋼管在車輛兩邊焊接支架,用滑環(huán)將防雨棚和鋼架連接,拌合樓接料后滑動滑環(huán)打開遮陽棚,卸料后關(guān)閉遮陽棚。其次,沖擊降溫混凝土運輸車。進(jìn)行樓受料拌合前,使用冷水沖洗車廂外側(cè)已達(dá)到降溫目的,防止混凝土因陽光被車輛吸收而升溫。再次,降低混凝土倒運次數(shù)和運輸距離。對混凝土運輸路線和過程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,盡量減小混凝土運輸距離,同時合理設(shè)置混凝土倒運次數(shù),避免因路線過程過倒運次數(shù)過多而造成的混凝土溫度升高。

          2.5控制澆筑溫度

          首先,對倉號內(nèi)外部環(huán)境溫度進(jìn)行控制。將噴霧設(shè)施安裝在倉號內(nèi),并依據(jù)需要開展噴霧操作,在霧化氣體凝結(jié)過程中大量熱量會被吸收,進(jìn)而促進(jìn)倉號內(nèi)溫度降低,以形成對混凝土建筑溫度倒灌的控制。其次,對混凝土澆筑溫度和入倉溫度進(jìn)行控制。實驗表明減小混凝土澆筑溫度,能夠促進(jìn)混凝土最高溫升降低,進(jìn)而促進(jìn)初凝時間延長,最終是混凝土現(xiàn)場質(zhì)量控制和混凝土澆筑性能得到改善。本工程依據(jù)本工程溫度控制要求和工程實際情況,本工程確定了不同時間不同部位的溫度控制值。再次,提升入倉澆筑速度。在夏季進(jìn)行混凝土澆筑容易發(fā)生溫度倒灌,如果混凝土澆筑連續(xù)性不夠,就會造成局部初凝,甚至?xí)霈F(xiàn)施工冷縫問題,進(jìn)而對結(jié)構(gòu)物耐久性和整體性造成影響。為避免因溫度倒灌而出現(xiàn)的冷縫,應(yīng)當(dāng)對混凝土澆筑施工方案進(jìn)行優(yōu)化,對資源進(jìn)行合理配置,促進(jìn)混凝土平倉振搗、吊運、運輸速度提升。強化施工縫面振搗。實際中出現(xiàn)混凝土層面裂縫的'重要原因之一就是新老混凝土面未有效接合,所以施工時應(yīng)有效處理新老混凝土施工封面。

          2.6混凝土養(yǎng)護(hù)

          在強烈光照和高溫下,混凝土表面水分會迅速增發(fā),混凝土表面干縮裂縫就會增加,所以應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的混凝土養(yǎng)護(hù)措施。首先,水平面混凝土養(yǎng)護(hù);炷翝仓瓿6~18h后,混凝土進(jìn)入初凝狀態(tài),此時應(yīng)當(dāng)通過人工灑水進(jìn)行混凝土表面養(yǎng)護(hù),同時應(yīng)當(dāng)注意未初凝混凝土面不可流入水,避免混凝土稀釋的發(fā)生。其次,永久面養(yǎng)護(hù);炷敛鹉:筮M(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),日間養(yǎng)護(hù)采用不間斷水流,夜間養(yǎng)護(hù)使用間斷水流(養(yǎng)護(hù)和保持濕潤交替進(jìn)行)。陰雨天氣將水管關(guān)閉。最后,側(cè)面養(yǎng)護(hù)。側(cè)面養(yǎng)護(hù)仍采用人工灑水方式,養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)當(dāng)大于30d直至覆蓋。

          2.7人工冷卻

          水泥水化熱可產(chǎn)生70℃的最高溫升,相應(yīng)的溫度可超過80℃。大體積混凝土內(nèi)部要想符合設(shè)計溫控要求,就需要使用人工制冷措施。依據(jù)工程設(shè)計,本工程冷卻水管選擇黑鐵管,人工通水包括前期冷卻、后期冷卻。首先,利用前期冷卻降低新澆筑混凝土水化熱溫升。冷卻水管依據(jù)蛇形布置,水平距離為1.5m、垂直距離為2m,通水冷卻應(yīng)當(dāng)在澆筑開始后4h內(nèi)進(jìn)行,前期冷卻時間應(yīng)當(dāng)控制在40d以上,該階段混凝土最高溫升不應(yīng)超過37℃。其次,增加水管層次或降低水管間距。施工過程中澆筑2m層時,可縮小冷卻水管間距或?qū)⑺芰侠鋮s水管加入到層中間進(jìn)行初冷。再次,后期冷卻。該階段可使用河水,冷卻需連續(xù)進(jìn)行45d以上,同時進(jìn)行悶管檢查測溫,當(dāng)滿足該澆塊準(zhǔn)穩(wěn)定溫度即可停止。

          2.8布置防裂鋼筋

          為實現(xiàn)施工整體的有效控制,對于因布置機械或調(diào)整高差而出現(xiàn)長間歇期的部位,可在試驗和論證后將Φ28@20防裂鋼筋布置于該倉號周邊部位,為限制裂縫發(fā)生或預(yù)防裂縫布置時應(yīng)長短相間。本工程倉號在加設(shè)防裂鋼筋后,均未出現(xiàn)裂縫。

          2.9低溫季節(jié)外露面保溫

          氣溫降低會造成新澆筑混凝土毛細(xì)管和孔隙水分凍結(jié),這個過程中會出現(xiàn)體積膨脹,進(jìn)而損害混凝土結(jié)構(gòu),最終對混凝土耐久性和強度產(chǎn)生影響。低溫環(huán)境進(jìn)行混凝土澆筑,在較大內(nèi)外溫差作用下混凝土表面會有裂縫產(chǎn)生。正常溫度養(yǎng)護(hù)后混凝土能夠產(chǎn)生一定強度,此后低溫環(huán)境不會破壞其結(jié)構(gòu)。所以,混凝土早期受凍預(yù)防是一項非常重要的工作。首先,11月至次年2月進(jìn)行永久暴露面澆筑,應(yīng)當(dāng)用保溫被覆蓋澆完拆模混凝土表面;炷翝仓绻3月~10月進(jìn)行,那么需要11月處進(jìn)行保溫材料覆蓋和懸掛。其次,如果日氣溫在3d內(nèi)持續(xù)下降6℃以上時,應(yīng)當(dāng)用聚乙烯片材覆蓋30d齡期混凝土。對保溫被無法覆蓋度地方(如鋼管預(yù)留槽部位),使用草袋子進(jìn)行覆蓋。再次,在10月末封堵進(jìn)水口、廊道等部位,并用保溫?zé)粽丈淇卓。最后,如發(fā)生氣溫驟降,則應(yīng)當(dāng)將拆模時間推遲,并使用保溫材料覆蓋混凝土表面。

          3結(jié)語

          依據(jù)長洲水利工程成功施工經(jīng)驗可知,水利工程混凝土溫度控制是一項長期而系統(tǒng)的工作,只有有效完成各階段控制工作才能夠保證工程質(zhì)量。所以水利工程人員應(yīng)當(dāng)充分借鑒長洲水利工程混凝土溫度控制經(jīng)驗,并依據(jù)工程實際要求和具體情況開展溫度控制工作,只有這樣才能夠有效控制溫度裂縫,提升工程施工水平。

          參考文獻(xiàn):

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