大坝大体积混凝土温度控制

大坝大体积混凝土温度控制
摘要：随着水利、水电建设事业的不断发展，大体积混凝土浇筑施工不断增加，大坝混凝土温度裂缝问题也越来越受到重视。

本文从设计、施工及施工后期养护过程分别就大坝大体积混凝土温度的控制方法进行了探讨，为大体积混凝土温度裂缝的控制提供了一定的理论依据。

关键词：大坝；大体积混凝土；温度；控制
近年来，随着水利、水电工程建设规模的不断扩大，大坝混凝土的施工规模也不断的增加，混凝土体积不断的增大，这就带来了诸如大坝温度裂缝等问题。

温度裂缝将会影响到整个大坝结构的耐久性、稳定性和安全性，故有必要针对大坝工程大体积混凝土温度的控制方法进行研究，从设计、施工以及施工后期养护过程入手，分别对大体积混凝土温度的控制方法进行了探讨。

1设计过程中大体积混凝土的温度控制方法分析
1.1 原材料的选择以及配合比的设计优化
造成大体积混凝土温度裂缝的主要是混凝土内外温差太大，混凝土内部水化热散发不出。

因此，对原材料进行合理的选择既可以大幅度降低水泥的水化热又使得大体积混凝土内外温差显著降低。

另外，设计过程中充分考虑施工实际，合理进行水泥、砂石料、粉煤灰以及外加剂等配合比的交叉试验，确定最佳配合比方案，可以实现大体积混凝土性能以及极限拉伸值的大幅度提高。

1.2 后浇带的设置
设置后浇带，是为了防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝，对其进行设置的主要目的是为了消除混凝土结构中可能存在的永久性裂缝，是在整体现浇混凝土结构施工过程中保留的施工缝。

施工时根据实际情况，后浇带在保留一段时间之后需要进行填充和封闭，并将其后浇成为一个连续无伸缩缝的结构。

由于后浇带是在施工过程中出现的一种特殊裂缝，其设置同结构的差异性沉降以及收缩应力等因素相关，因此它又可以被看作是设计过程中的一种伸缩或沉降裂缝，它的设置不仅仅是施工过程中的一种措施，更是设计过程中的重要方面之一。

1.3 钢筋的科学配置
一般来说，在常温条件及允许应力的情况下，钢筋是处于稳定状态的，其同混凝土之间热膨胀系数的差别也不太大，故当温度发生变化时，钢筋同混凝土间所存在的内应力相对也较小。

由于钢筋的弹性模量是混凝土的6—16倍，一旦混凝土强度达到或超过极限强度值时，其应力便开始向钢筋结构上进行转移，由此
实现温度裂缝的预防。

2 施工过程中大体积混凝土的温度控制方法分析
2.1 大体积混凝土对于浇筑温度的施工规范
大体积混凝土的浇筑温度是指当搅拌楼出料后，通过混凝土的运输、卸料、浇筑等工序后，混凝土的温度即为其浇筑温度。

混凝土的浇筑温度愈小，混凝土内外的温差就越小。

对于大体积混凝土浇筑温度而言，不同国家都对其进行了明确规定。

美国在ACI施工规范中要求其不得超过32℃，日本钢筋混凝上施工规范要求其不得超过35℃，我国不少规范中要求其不可超过25℃，不然必须采取特殊措施，例如通过水管进行冷却，但对于施工面积较大的大体积混凝土，骨料需要较多，需要找离骨料场较近的地方设置拌合楼，这样又会加大混凝土的运输进仓距离，从而应增加混凝土在运输途中的温度控制措施，对此种情况最好的解决办法是合理安排车辆进仓，并在混凝土车上铺设保温被。

然而通常对大体积混凝土而言，在混凝土内进行冷凝水管的预埋设是实现混凝土温度降低的最有效方法。

2.2 浇筑温度的控制方法
为了实现降低混凝土内外温差，进行施工时通常使用分块浇筑的方法。

分块浇筑主要有分层浇筑和分段跳仓浇筑两种方法，分层浇筑又包括全面、分段、斜面分层3种方法。

若时间允许，混凝土结构可选择分层的方法进行多次浇筑，对于施工层间则根据施工缝进行处理，即所谓的薄层浇筑法，这样可以充分发散混凝土内的水化热，但是，应注意确保分层浇筑过程中间歇时间适宜，若时间过长，会导致工期延长，且原混凝土会对新浇混凝土层带来约束，进而导致垂直裂缝的出现；若时间太短又会导致下层混凝土表面温度相对较高，此时进行上层混凝土的覆盖会导致下层混凝土难以进行散热，并引起上层混凝土出现升温情况，进而导致温度裂缝的形成。

因此，下层混凝土的温度降至上层混凝土覆盖后下层温度回升值不超过原混凝土温度升高的最高值为最佳覆盖时间。

具体而言，为了实现混凝土浇筑过程中温度的有效降低，可通过如下方法实现：
1）尽可能实现混凝土出机温度的降低，可通过对骨料的遇冷、冷水或加冰拌和以及地笼取料等多种方法实现。

2）尽可能将运输过程中的损失降至最低，可使用大吊罐，大的运输车，这样可尽可能降低混凝土温度的回升，采用皮带进行运料时混凝土温度的回升速度最快，因此，应尽可能避免此方式进行运送。

3）尽可能将浇筑速度提高，由于浇筑时温度的回升速度相当快，因此，为将其浇筑施工过程中温度回升降至最低，应尽量加快浇筑的速度，并尽量短时间内进行新混凝土层的覆盖。

4）尽量采用台阶浇筑方式，可大幅度缩短混凝土层的暴露时间，但是应同
时加强施工管理工作。

5）做好仓面的隔热工作，夏季进行浇筑时使用边浇筑边进行保温被的覆盖的方法来实现隔温的效果，待振捣结束后应立即用保温被进行覆盖，至新混凝土的铺筑时再将其揭开。

进行碾压混凝土的浇筑过程中可待碾压后立即进行保温被的覆盖。

6）若夏天进行浇筑，应尽量选择夜间或者阴天进行浇筑，因为外界温度很高，同时温控手段又相当有限，此时可选择在夜间或是阴天进行混凝土的浇筑。

7）尽量每次浇筑厚度不应超过3M，还应在浇筑前于仓面铺设蛇形的冷凝水管（若每层未超过1.5米可铺设一层胶管，若超过应铺设铁管，防止由于上层混凝土过重，压坏冷凝水管），以便在浇筑完后进行通水降温，从而降低水化热。

3养护过程中大体积混凝土的温度控制方法分析
待混凝土浇筑结束之后，必须根据温控技术的相关要求及时对混凝土进行保温养护，过程中应满足如下要求：一是做足保温措施，确保浇筑块内外温差以及降温速度等相关指标符合温控指标等要求，应对降温的速度进行有效控制，确保每天不超过1.5 ℃；二是将保温养护时间以温度应力为依据进行有效控制，但至少应超过15d，同时拆除保温覆盖层的过程应分层进行；三是保温养护时应尽可能确保混凝土表面保持湿润。

由于保温养护主要是为了实现浇筑块体内外温差以及块体温度应力的尽可能降低，此外，还需要尽可能降低浇筑块体降温的速度，通过对混凝土抗拉强度进行充分利用，来实现抗裂能力的进一步提高，实现对温度裂缝的控制。

此外，养护时还应注意湿度的适宜，确保混凝土养护环境良好，整个过程应以温控指标的相关要求为依据来确定浇筑后应采取的养护手段。

4 结语
如何对大坝大体积混凝土进行温度裂缝的控制是如今相关领域的重要课题，关于大体积混凝土温度控制方面的研究也在不断深入，在大坝建设过程中温度裂缝的出现会对大坝的质量、结构带来致命影响，因此，需要进一步加强对大坝大体积混凝土温度控制措施方面的研究
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