关于大坝混凝土施工温度控制技术的探讨

王淑娟

摘 要：建设好水利工程能造福后世。作为水利水电工程的重要组成部分，大坝的施工质量将决定着整个水利水电工程的质量。控制好大坝施工所使用的混凝土的温度是确保大坝顺利施工的重要保障。分析了大坝施工中混凝土温度的控制技术。

关键词：混凝土；施工温度控制；基础温差；坝体

中图分类号：TV544 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.155

1 混凝土大坝施工温度控制的标准

1.1 混凝土基础温差

要想实现对大坝混凝土温度的控制，就要得出混凝土存在的基础温差。混凝土的基础温度与混凝土浇筑温度、水泥水化热的最高温度以及设计最终温度有关。设计最终温度是通过收集坝体的年平均温度获得的。混凝土的基础温差的计算方式为：（混凝土浇筑温度+水泥水化热最高温度）-设计温度。

1.2 混凝土底面与表面的温差

混凝土浇筑时，混凝土块表面层温度与底面层温度是不同的。如果未控制好混凝土块表面与底面的温度，则易造成混凝土块发生内部温度裂缝，进而埋下安全隐患。我国相关的水利设计规定，当上层混凝土短间歇均匀上升的浇筑高度大于0.51时，混凝土上、下层之间的允许温差为15～20 ℃，浇筑块侧面长期暴露时，宜采用较小值。

1.3 坝体内部与坝体外部的温差

控制坝体内部与外界温度的温差也是为了防止坝体出现裂痕。在水利工程的建设中，坝体内部与外界温差的标准差为20～25 ℃，即坝体内部的温度远低于外界温度+标准差温度，但这在实际操作中难很实现。这是因为外界温度是变化的，难以得出精确值，且气温的骤降也会造成坝体表面出现裂痕。如果未发生气温骤降，坝体内部温度与外界温度处于标准差内，也有可能出现表面裂痕。

1.4 防止坝体表面出现裂痕

对于水利设施的堤坝而言，如果长期缺少水覆盖保护或缺少人工技术保护，则大坝表面易长出青苔一类的水草或出现裂痕。水利工程部门要记录大坝所处地区的天气、气温等方面的变化，结合科学技术分析，定期对坝体及相关设施进行保养和维护。此外，对于处于低温期且施工期较短的混凝土大坝，也应注意保护，因为低温环境会导致坝体出现裂痕。

1.5 相邻块混凝土高差

如果大坝纵缝键槽被挤压，灌浆质量就会下降。而产生的大剪切变形也易影响横缝内的止水设备，进而导致先期浇筑的混凝土块长期暴露在外，表面出现裂缝。因此，要控制好相邻块的高差。

1.6 混凝土大坝在通水状态下的温差

水利工程的施工规定中强调，初期通水时，混凝土块体温度与冷却水温的温差不超过25 ℃，持续通水时间为10～15 d。通水时，应适当地对冷却水温、初期冷却速度、允许冷却时间和降温总量进行控制，从而防止初期通水水温与混凝土块体温度的温差过大，进而导致坝体产生裂缝。

2 控制混凝土温度的措施

可从减热、散热和表面保护方面入手，具体操作方式如下。

2.1 制造混凝土时使用水化热低的水泥

使用水化热低的水泥或减少水泥的使用量都能减少混凝土的水泥水化热。适用于大坝建设的国产水泥有中热硅酸盐水泥（简称中热水泥），其有425和525两个标号；低热矿渣硅酸盐水泥（简称低热矿渣水泥），其有325和425两个标号。此外，还有低热微膨胀水泥，其也能满足大坝建设的需求。

在保证混凝土的施工质量和抗裂要求的同时，减少水泥的使用量也能有效控制混凝土的温度。减少水泥使用量的方法有以下2种。

2.1.1 水泥中掺混合材料

在水泥中掺入混合材料时要适当，否则，会引起混凝土早期强度不足、干缩率提升等问题，进而影响到堤坝的抗渗性和抗冻性。掺入水泥中的混合材料多为粒化高炉矿渣、火山灰和粉煤灰等。

2.1.2 坝体分区施工，后期堤升坝体强度

坝体的后期强度是随着时间的推移而不断变强的，利用好堤坝的强度能减少水泥的使用。而对坝体进行分区施工是因坝体的不同部位对混凝土标号的要求是不一样的，而采用分区施工能控制好水泥用量。需要注意的是，坝体分区施工过多会造成施工困难。

2.2 浇筑用的混凝土温度应处于低温状态

要想使混凝土浇筑处于较低的温度，就要在混凝土出机和运输过程中减缓温度回升的速度，具体措施如下。

2.2.1 混凝土拌和低温水或加冰降温

片冰有易碎、易化等特点。通过片冰机制造片冰，并将片冰加入拌和机与混凝土拌和。使用片冰降温时需要注意的有以下3点：①片冰机要有良好的传热效率和冰水分离系统，这样才能使片冰在制造出来后迅速干燥、过冷。；②要设置冰库，将片冰机设置在库顶，片冰生成自动入库，从而减少中转。③使用螺旋机、胶带机和气力输送片冰。螺旋机在输送过程中会对片冰挤压、搅动，冰片融化成冰粉的速度较快，冷耗较大。胶带机输送比螺旋机输送的距离长、冷耗小。前两种方式都要求制冰机靠近拌和楼，且主要为水平输送。气力输送冰片的方式适用于长距离输送，同时，气力输送还可以向上提升，不需要准备较高的冷冻楼。

2.2.2 骨料控温的操作方法

骨料控温的操作方法分为以下3步：①将骨料堆高度提升至6 m，骨料温度能降低至接近月平均的气温。②采用风压0.5 MPa、水压0.4 MPa、温度为2～5 ℃的水喷射成的水雾从骨料堆顶部喷洒，可使骨料温度降低2～3 ℃。③骨料预冷可以大幅度降低骨料温度。通过水冷法、风冷法、真空汽化法和液氮法等方法能实现骨料的预冷。

此外，水利设施保护部门除了要在高温季节进行大坝保护外，在低温季节也要加强大坝表面的保温工作。大坝坝体遇到寒潮袭击时，内外温差会失控，混凝土表面温度梯度下降，混凝土大坝的表面易出现裂缝。

3 结束语

综上所述，大坝是一个涵盖了多种学科，需要多种技术支持的复杂系统工程。在其施工中，对混凝土的温度有着极高的要求。只有深入理解了一定的操作原理，才能在施工中很好地控制混凝土的温度。

参考文献

[1]王嘉宁.关于大坝混凝土施工温度控制技术的探讨[J].法治与经济（中旬刊），2011（07）

[2]邵志安.高混凝土坝施工过程温度应力场研究[D].济南：山东大学，2010（04）.

〔编辑：张思楠〕