李翠雯 張 路

(洙趙新河流域工程管理處 菏澤 274000)

1 引言

碾壓混凝土是一種使用硅酸鹽水泥、骨料、水等制成的無(wú)坍落度的干硬性貧水泥混凝土，施工時(shí)利用振動(dòng)碾分層壓實(shí)。碾壓混凝土具有體積小、強(qiáng)度高、防滲性能好等特點(diǎn)，它與常規(guī)的碾壓混凝土壩相比，在鋪設(shè)設(shè)備能力足夠的條件下，可以利用各種運(yùn)輸方式進(jìn)行大面積甚至通倉(cāng)的鋪筑，使施工速度大為提高，從而縮短施工期，使工程早日投入運(yùn)行，是一種經(jīng)濟(jì)合理的施工方法。

碾壓混凝土筑壩技術(shù)大大加快了大壩的施工時(shí)間，但同時(shí)減少了混凝土自然散熱的時(shí)間，造成壩體內(nèi)溫度較高，加重了裂縫產(chǎn)生的可能性。對(duì)碾壓混凝土的溫度控制研究表明，碾壓混凝土具有水泥用量少、絕熱溫度低等特點(diǎn)，但因摻入粉煤灰水化熱散熱推遲，導(dǎo)致混凝土水化熱溫升并不太低［1］。試驗(yàn)研究及施工實(shí)踐表明，碾壓混凝土水泥用量較少，混凝土徐變較小，極限拉伸變形也低，故抗裂能力較低［2］。確保工程質(zhì)量與加快施工進(jìn)度是工程建設(shè)的兩大目標(biāo)，因此，對(duì)快速筑壩技術(shù)中的溫控防裂技術(shù)進(jìn)行研究是十分必要的。

2 碾壓混凝土快速筑壩技術(shù)

碾壓混凝土快速筑壩技術(shù)是一門涉及多專業(yè)、多工種的系列工程，它不僅對(duì)壩體結(jié)構(gòu)材料的性能有比較嚴(yán)格的要求，對(duì)滿足快速筑壩的施工布置、混凝土壩線路、澆筑方式及施工也均有要求。

2.1 樞紐布置及壩體施工布置

樞紐布置及壩體結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)快速筑壩技術(shù)的基礎(chǔ)，在滿足樞紐功能的前提下對(duì)樞紐布置及壩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化是非常必要的。壩體布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)最大限度地減少對(duì)碾壓混凝土快速施工的干擾，為碾壓混凝土快速筑壩技術(shù)的實(shí)施創(chuàng)造條件;混凝土生產(chǎn)場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近施工現(xiàn)場(chǎng);施工交通運(yùn)輸應(yīng)盡量采用汽車，以加快施工速度。

2.2 斜層碾壓技術(shù)的運(yùn)用

施工實(shí)踐表明，斜層平推鋪筑法可以大幅度提高綜合效率。斜層平推鋪筑法用較小的澆筑能力覆蓋較大面積的壩體澆筑倉(cāng)面，減少了模板工程量，可進(jìn)行大面積持續(xù)澆筑，加快了工程施工進(jìn)度。

2.3 變態(tài)混凝土施工

變態(tài)混凝土，又稱改型混凝土，是指在碾壓混凝土攤鋪施工中鋪灑石灰漿，利用振搗棒振動(dòng)密實(shí)，形成具有常規(guī)混凝土特征的混凝土。變態(tài)混凝土的質(zhì)量取決于所加石灰漿的均勻性。實(shí)踐表明，若將碾壓混凝土加漿振搗改為拌和樓拌制，現(xiàn)場(chǎng)振搗密實(shí)，這樣既可以保證施工質(zhì)量，又可以保證施工效率。

3 碾壓混凝土溫控技術(shù)研究

3.1 碾壓混凝土原材料優(yōu)選

碾壓混凝土原材料的性能直接影響碾壓混凝土的施工性能、抗裂性能，并對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，碾壓混凝土的配合比如下:

3.1.1 水泥

水泥對(duì)混凝土的力學(xué)和物理性能具有決定性的作用，水泥能夠產(chǎn)生水化熱，而且不同類型的水泥其水化熱也存在顯著的差異。為控制因水泥水化熱而產(chǎn)生的溫升，一般要求所選的水泥具有水化熱低、脆性系數(shù)小、收縮較小或微膨脹特性、細(xì)度適中等特點(diǎn)。在大體積混凝土施工過(guò)程中，不宜更換水泥廠家和水泥品種。

3.1.2 摻和料

在碾壓混凝土中摻入粉煤灰等摻和料，利用摻和料的形態(tài)效應(yīng)、微集料效應(yīng)及二次水化反應(yīng)來(lái)改善碾壓混凝土性能，節(jié)約水泥用量，降低水化熱溫升。

3.1.3 砂石骨料

膠凝材料中釋放的水化熱是造成混凝土溫度上升的重要熱源，良好的骨料級(jí)配對(duì)于降低碾壓混凝土的凝膠材料用量、改善混凝土的性能具有重要作用。其中要求骨料必須潔凈、質(zhì)地堅(jiān)硬，不可含有過(guò)多的堿活性等有害物質(zhì)。

人工砂石骨料中含有的石粉對(duì)混凝土的性能及施工質(zhì)量存在直接的影響，試驗(yàn)研究及應(yīng)用表明，當(dāng)石粉含量提高到18%左右時(shí)，可顯著改善碾壓混凝土的可碾性、密實(shí)性等特質(zhì)，對(duì)降低混凝土絕熱溫升、提高斷裂性能也有明顯效果。而天然砂開(kāi)采加工時(shí)難以獲得石粉，從技術(shù)上講，人工砂優(yōu)于天然砂。

3.1.4 外加劑

外加劑具有延緩水化熱、提高抗裂性等作用，同時(shí)還能夠達(dá)到減少水泥用量的目的。一般通過(guò)相容性試驗(yàn)對(duì)外加劑性能進(jìn)行優(yōu)選。

3.1.5 優(yōu)化混凝土配合比

碾壓混凝土具有常態(tài)混凝土的基本特性和要求，在滿足振動(dòng)壓實(shí)的施工工藝要求下，選擇合適的配合比，合理確定水泥、粉煤灰、砂石及外加劑的品種和用量，可以使碾壓混凝土達(dá)到均質(zhì)密實(shí)及設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)物理力學(xué)性能。實(shí)際工程中一般對(duì)合格的原材料進(jìn)行多組配合比試驗(yàn)，選擇最優(yōu)的配合比。優(yōu)化混凝土配合比不僅能滿足混凝土各項(xiàng)物理力學(xué)性能，如:抗壓要求、抗?jié)B要求等，還可以充分考慮溫升控制，達(dá)到降低水化熱、防止溫度裂縫產(chǎn)生的目的。

3.2 混凝土溫控防裂措施

3.2.1 混凝土拌和及出機(jī)口溫度的溫控措施

混凝土拌和溫度受原材料影響較大，試驗(yàn)結(jié)果原材料中骨料對(duì)混凝土拌和溫度影響最大，因此降低混凝土拌和溫度最有效的方法是降低骨料溫度。為降低骨料溫度，須在控制骨料含水量小于6%的情況下定期對(duì)其進(jìn)行噴水;保證骨料在堆料場(chǎng)的堆存時(shí)間不小于7天，以減少骨料受外界氣溫變化的影響;在骨料的運(yùn)輸途中，對(duì)運(yùn)輸車采取遮陽(yáng)保溫措施;對(duì)水泥罐、粉煤灰罐采取遮陽(yáng)、淋水等降溫措施，防止鐵罐因暴曬造成表面溫度驟升，從而導(dǎo)致混凝土溫度上升。

另外，在夏季工地高溫期間，為控制混凝土出機(jī)口的溫度不超過(guò)25℃，混凝土拌和時(shí)可采用冰屑、冰水拌和，以降低出機(jī)口溫度。

3.2.2 倉(cāng)面溫控工藝措施

在倉(cāng)面采用機(jī)械設(shè)備對(duì)混凝土進(jìn)行噴霧降溫，整個(gè)倉(cāng)面形成的霧氣環(huán)境，有利于降低倉(cāng)面氣溫，減少混凝土溫度回升，使混凝土澆筑溫度與出機(jī)口溫度差控制在3℃左右。當(dāng)澆筑倉(cāng)內(nèi)氣溫高于25℃時(shí)，即可進(jìn)行倉(cāng)面噴霧，且保證停倉(cāng)期間倉(cāng)面噴霧不停止作業(yè)。

3.2.3 合理調(diào)整澆筑時(shí)間

春秋期間早、晚或夜間氣溫較低，須加大混凝土澆筑強(qiáng)度，保證碾壓混凝土從拌和到碾壓在2h內(nèi)完成;避開(kāi)下午1～5點(diǎn)高溫時(shí)段施工。夏季在混凝土振搗密實(shí)后，白天應(yīng)對(duì)倉(cāng)面覆蓋保溫材料進(jìn)行隔熱，夜間揭開(kāi)以利散熱;冬季時(shí)需覆蓋降溫材料對(duì)混凝土進(jìn)行保溫，上層混凝土開(kāi)始鋪料時(shí)才逐步揭開(kāi)。

3.2.4 通水冷卻措施

通水冷卻一般根據(jù)設(shè)計(jì)或相關(guān)計(jì)算，根據(jù)多年平均氣溫確定每月的混凝土內(nèi)部最高溫度，沿混凝土層面敷設(shè)冷卻水管，控制混凝土溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。以某水利樞紐大壩為例，通水水管層間距為1.5m，沿軸線方向蛇形布置，管間距為1m。單根冷卻蛇形管冷卻水量控制在1.0～1.5m3/h，水流方向每24～48h變換一次。通水冷卻分為兩期，單條冷卻水管鋪設(shè)完成，上部混凝土下料時(shí)開(kāi)始進(jìn)行一期通水。冬季來(lái)臨前和壩體蓄水前，若壩體個(gè)別部位最高溫度仍超過(guò)允許最高溫度，則對(duì)壩體混凝土進(jìn)行二期冷卻。

3.2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)及表面保護(hù)

混凝土澆筑完畢后，及時(shí)采取灑水、流水或薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持適宜的溫度和濕度。春秋季晝夜溫差日變幅大，氣溫驟降也較頻繁，在氣溫驟降期，均對(duì)澆筑塊齡期大于5天的進(jìn)行保溫。除氣溫驟降期需進(jìn)行保溫外，對(duì)于放年澆筑的混凝土從當(dāng)年10月起對(duì)暴露面保溫，時(shí)段延長(zhǎng)至次年氣溫升高時(shí)為止。

4 結(jié)語(yǔ)

連續(xù)、快速施工是碾壓混凝土的施工特點(diǎn)。樞紐布置及施工路線布置合理緊湊，縮短了原材料等的運(yùn)輸路程，保證了混凝土的澆筑強(qiáng)度;斜層碾壓技術(shù)的運(yùn)用，打破了較大倉(cāng)面中層間隔時(shí)間的限制，在不增加施工設(shè)備的情況下，不需分割較大倉(cāng)面，能夠保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)澆筑，使壩體同步上升;變態(tài)混凝土改善了施工工藝，降低了施工難度，提高了混凝土施工機(jī)械的生產(chǎn)效率。

在保證快速施工的同時(shí)，通過(guò)合理有效的溫控措施，嚴(yán)控出機(jī)口溫度，可減少運(yùn)輸過(guò)程中混凝土原材料的溫升;采用倉(cāng)面噴霧降溫，可合理調(diào)整混凝土澆筑時(shí)間;采用通水冷卻管及后期保養(yǎng)，層層把關(guān)，可嚴(yán)控混凝土質(zhì)量?！?/p>

1 陳文耀，肖興恒.三峽三期圍堰碾壓混凝土中粉煤灰水化熱計(jì)算研究［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2009(9):76-79.

2 宋永嘉，豐帥.碾壓混凝土壩溫控防裂探討［J］.中國(guó)水運(yùn)，2009(1)(下半月).