高温季节碾压混凝土温控措施

张竟超

(河南水利与环境职业学院,河南郑州 450008)

高温季节碾压混凝土温控措施

张竟超

(河南水利与环境职业学院,河南郑州 450008)

碾压混凝土筑坝技术由于具有机械化程度高、工期短、投资省等特点，已被广泛应用于各类水利水电工程建设项目。为充分发挥碾压混凝土连续、快速施工的特点，在特殊季节施工必须采取切实有效的措施，有效控制混凝土内外温差，确保碾压混凝土的施工质量和施工进度。

碾压混凝土 高温季节 施工 温控措施

1 概论

碾压混凝土筑坝技术是最近三十年来发展起来的一项筑坝新技术。碾压混凝土最早于1960年作为防渗体材料在我国台湾石门坝的围堰上使用。1978年9月，日本开始修建世界上第一座用碾压混凝土筑坝的岛地川坝(坝高89m)，1980年建成，开创了人类用碾压混凝土筑坝的里程碑。我国对碾压混凝土筑坝技术的研究始于1978年，1983年至1985年分别在铜街子工程和沙溪口工程中做了碾压混凝土局部应用试验，1986年建成了我国第一座碾压混凝土坝一福建省大田县坑口坝(高56．8m)”。

由于碾压混凝土筑坝技术具有机械化程度高、工期短、投资省等特点，使其广泛应用于水电水利工程。经过近30年的研究和应用实践，碾压混凝土筑坝技术在我国获得了迅速的发展，目前，我国己建和在建碾压混凝土坝100余座，其中百米以上高坝20多座，约占60%，最高坝高达200米，涉及重力坝、重力拱坝、双曲拱坝等多种坝型，在建坝工程规模和建坝技术方面有重大发展，其数量和规模均居世界之首，我国碾压砼筑坝工程和筑坝技术实际上已处于领先地位。

2 碾压混凝土坝的特点

碾压混凝土是一种干硬性贫水泥的混凝土，使用硅酸盐水泥、火山灰质掺和料、水、外加剂、砂和分级控制的粗骨料拌制成无塌落度的干硬性混凝土，采用与土石坝施工相同的运输及铺筑设备，薄层摊铺，振动碾压，逐层填筑。碾压混凝土坝既具有混凝土体积小、强度高、防渗性能好、坝身可溢流等特点，又具有土石坝施工程序简单、快速、经济、可使用大型通用机械的优点。

碾压混凝土筑坝是一种节能环保型筑坝技术。表现在大量掺用粉煤灰，用废弃矿渣料作为胶凝材料，节省水泥用量，不设纵缝的大仓面施工，节省分缝模板和灌浆整套工程量。混凝土的单位设备投入比重小，单位能耗低等，充分体现快速和优质。

3 高温季节碾压混凝土温度控制措施

碾压混凝土是一种干硬性混凝土，采用通仓薄层连续施工，较常态混凝土更易受到外界温度、相对湿度、气象等因素的影响。特殊季节(低温、高温)施工碾压混凝土，对于碾压混凝士筑坝技术两言，具有相当大的意义。根据碾压混凝土施工规范，当日平均气温高于25℃或低于3℃时，施工碾压混凝土应采取专门措施，根据以往的许多工程经验，大都采取了高温季节与低温季节停止施工碾压混凝±的方法，这样一来，客观上严重制约了碾压混凝土筑坝技术的发展前进，也一定程度上失去了碾压混凝土快速施工这一优势。为充分发挥碾压混凝土连续、快速施工的特点，在特殊季节施工碾压混凝土，必须采取切实有效的措施，有效控制混凝土内外温差，确保碾压混凝土的施工质量和施工进度。

本文通过对石漫滩水库大坝、金安桥水电站大坝、巴基斯坦高摩赞大坝、周宁水电站大坝、龙首水电站大坝、沙陀水电站大坝、三里坪大坝等温控措施的研究，对常用的温控措施进行简要总结。

在高温天气进行混凝土施工时，由于受高气温、强烈日晒、蒸发等多种因素影响，需从混凝土原材料、拌合、运输、碾压、养护及施工工艺上采取一系列的降温防护措施，才能达到设计的浇筑温度指标，严防因内外温差过大而产生表面裂缝。

3.1 优化混凝土原材料及配合比

在原材料选择时，采用发热量较低的水泥和减少单位水泥用量，这是降低混凝土水热温升的最有效措施。在施工配合比设计中，掺入粉煤灰不但能减少单位混凝土中的水泥用量，还有利于防裂，应优先选用需水量≤90%的优质粉煤灰。高掺粉煤灰和磷矿渣、高温型高效缓凝减水剂，以减少混凝土的水化热温升。高效缓凝减水剂具有延迟水泥水化反应的作用，从而可以消减水泥水化热峰值，推迟水泥的水泥水化热峰值时间，降低前期的水化热。大量工程实践经验表明，优化配合比设计是碾压混凝土高温季节连续施工的关键措施。

3.2 降低混凝土原材料的拌和温度

高温季节为了尽可能降低大坝混凝土的出机口温度，通常采取降低混凝土原材料的拌和温度。为降低混凝土浇筑温度，骨料的堆存、运输均设保温设施。根据工程经验，常采取的温控措施主要有：

(1)骨料堆存高度不低于6m，成品料堆、骨料罐需搭盖防晒棚，以避免阳光直射。骨料及胶凝材料保温防晒，在配料仓、拌和楼及各种上料皮带架上均设一层保温材料(与冬季保温材料共用)；在水泥罐、粉煤灰罐外侧用竹帘、保温被等搭设防晒棚。工程实测资料显示，搭设骨料防晒棚后，骨料温度较搭设前可降低3～4℃。

(2)砂石筛分系统采用搭设成品料堆防晒棚，以及大骨料喷淋降温等措施，可综合降低粗骨料温度5～8℃，相当于降低混凝土出机温度3℃左右。

(3)混凝土拌和楼应配有骨料预冷系统，采用冷却水、加冰拌制低温混凝土，同时用冷水溶化外加剂。

(4)骨料运输过程中所有运输设施设置防晒隔热设施，并尽可能在早、晚或夜间运输骨料。

3.3 混凝土运输过程中的温度控制

为防止拌和后的碾压混凝土在运输过程中温度升高，通常采取以下控制措施：

(1)在混凝土运输车和皮带机上设置防晒、防雨篷布等，车的侧壁要隔热，防止运输过程中阳光直射混凝土料，使混凝±料产生温度升高。

(2)在拌和楼对运输车辆车厢进行喷雾冷却后再运输混凝土。

(3)禁止采用尾气排气管设于车厢的汽车运输混凝土。

(4)浇筑方案选择和施工布置设计时尽量减少运输距离，避免多次倒运。

3.4 仓面混凝土作业温控措旌

碾压混凝土的主要特点是要求施工速度快，这不仅在质量控制上起着重要作用，且在温度控制上有着重要意义。碾压混凝土大坝碾压层面多而薄，快速施工的目的就是在下层碾压混凝土初凝之前，上层碾压混凝土必须碾压完毕，从而使层间混凝土能够达到良好的层面结合效果。

(1)仓面采取喷雾降温与混凝土面覆盖结合的方式，减少碾压混凝土层问允许间隔时间内由于阳光直射热量倒灌产生的温度升高。

(2)合理规划碾压混凝土仓面的摊铺面积。根据混凝土的拌和能力、仓面摊铺、碾压能力等因素，需合理规划碾压混凝土仓面的摊铺面积。

(3)高温季节施工的碾压混凝土，采取强制冷却降温。在混凝土内根据不同坝型，按层高、间距设计埋设冷却水管并通水降温。

(4)碾压混凝土施工采用分层间隙上升，层间间隙期内，混凝土表面采用养护水漫流养护，加强表面散热。

(5)快速碾压施工。碾压混凝土快速施工是一个系统工程，拌和楼生产、运输、入仓到仓面施工“一条龙”要相互衔接好，同时要加强仓面施工管理，避免出现浇筑中断、运输车辆在人仓口排队等候入仓现象，减少冷却水管铺设、压实度检测等占压时间，同时根据外界环境温度，动态调整混凝土的VC值，确保碾压混凝土的快速施工及碾压效果。

3.5 其他温控措施

(1)合理利用施工时段。避开高温时段浇筑，尽量避免在白天高温时段浇筑混凝土，充分利用早晚和夜间低温时段及阴天浇筑，以减少混凝土在运输和仓面上的温度回升。

(2)铺设冷却水管及时通水冷却。在混凝土中埋设冷却水管，进行通水冷却，以削减水化热温升，确保混凝土最高温度不超过设计允许的温度及减小坝体内外温度梯度。

(3)选用合理的浇筑层厚和控制浇筑层的间歇期。碾压混凝土应采用大仓面薄层连续短间歇浇筑。本工程碾压混凝土浇筑层厚3 m，间歇期5～7d；若采间歇期缩短，则需增加冷却水管密度，缩短水平间距。

(4)加强混凝土的养护。碾压混凝土因水泥用量少，掺有大量粉煤灰，其水化热反应较慢，早期强度较低。因此，应十分注意其养护工作，混凝土收仓终凝后即应进行养护，平面养护至上一层混凝土开始浇筑为止，侧面养护时间不少于28d，养护方式以喷雾或流水为主。

(5)制定温控标准，加强温度监测。制定各环节温控标准，加强过程监控。如：在浇筑块内部温度可根据混凝土内部埋设的测温仪器(测温计、测温光缆)，定期进行内部温度测量。研究不同的温控措施对坝体温度和应力的影响，制定出不同部位和不同季节的温控措施。

4 结语

温控措施是碾压混凝土施工的一项极为重要的工作，所有的温控措施都是为了保证碾压混凝土层面结合良好及防止产生温度裂缝，温控设计中的重要控制指标是坝体混凝土的内外温差，各项温控措施都是为了保证坝体混凝土的内外温差及温升过程满足设计要求。

由于不同工程的地理位置、气候条件、施工条件、运用要求等各不相同，在进行温控措施设计时，要结合工程自身特点研究相应对策，以满足整体工程的设计目标。例如：龙滩水电站地处亚热带，高温季节持续时间长，通过对全断面碾压混凝土坝进行温控仿真研究，分析不同温控措施下的温度及温度应力状况，提出了切实可行的温控措施，实现了大坝提前峻工，提前发电的目标。

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张竟超(1972-),河南水利与环境职业学院教务处长,水利工程硕士,主要研究方向水利工程、职业教育。