江口水电站大坝混凝土施工温度控制

江口水电站

大坝混凝土施工温度控制

中国水利水电第四工程局

2004年7月4日

江口水电站

大坝混凝土施工温度控制

(江口项目部)

1.概述

对混凝土大坝而言，混凝土裂缝与温度控制显得分外重要。温控不力将会产生极大的温度应力而产生裂缝。而混凝土裂缝是影响大坝耐久性最主要和最普遍的问题。它对大坝建成蓄水后的运行将造成极大的安全隐患。国内外大量实践证明，各种混凝土坝以及其它大体积混凝土建筑物的裂缝，主要是由温度变化引起的。混凝土坝的温度裂缝，主要有表面裂缝、基础贯穿性裂缝和深层裂缝。特别是深层裂缝和贯穿性裂缝，对混凝土坝的整体性、耐久性和防渗能力具有严重危害。

江口大坝坝址区属于中亚热带季风气候区，气候温和湿润。多年平均气温17.3℃，7、8月份为高温期，8月份平均气温为27.5℃，极端最高气温41℃，1月份气温最低，月平均气温为6.7℃，极端最低气温-3.5℃，武隆站多年平均降雨量为1100mm，历年最大年降水量1363.0mm，最小年降水量681.7mm。多年平均日照时间为1121h，多年平均相对湿度为78%，多年平均降雨日数为153.4日，多年平均无霜期为296日。薄壁拱坝对外界气温和水温的变化比较敏感，坝体内温度变化较大，而且两岸及坝底面受到基岩的约束，导致坝内出现较大温度应力。因此，为了确保坝体的安全和长期正常运行，势必要求在施工中要严格控制混凝土温度，防止裂缝的产生。江口大坝工程针对工程施工时间紧、地质条件复杂等特点，制定了严格的浇筑温度和

出机口温度的控制范围（见表1），在江口电站30个月的施工期内都是严格按照温控技术要求进行控制的。

表1 坝体混凝土各月混凝土浇筑温度和出机口温度

2.混凝土温度控制措施

2.1降低混凝土水化热温升的技术措施

混凝土温度控制主要是减少混凝土的水泥水化热，一方面是选用最优的配合比和采用水化热较低的水泥，另一方面是在施工中采取多种措施降低混凝土的水泥水化热温升，从而达到降低混凝土温度，保证坝体的浇筑质量。

在保证混凝土施工质量和抗裂要求的前提下，采取各种措施力求降低水泥用量，不仅是温度控制的重要措施之一，而且能减少水泥用量，降低混凝土成本。

2.1.1选用水化热较低的水泥

水泥是混凝土的主要成分，同时也是混凝土温度变化的主要因素。大体积混凝土引起温度裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温，后期降温，产生内部与表面的温差。选择合适的水泥可有效地补偿混凝土的温度收缩，在有效的条件下可提高混凝土的抗裂性。经过对5家具有一定生产规模的水泥厂的调研和对水泥的各项指标的试验检测分析、论证：重庆地维水泥有限公司生产的“地维牌”525# 中热水泥及湖北荆门

葛洲坝水泥厂生产的“三峡牌”525# 中热水泥的碱含量均小于0.6%，氧化镁达到了 3.5～4.5%的范围，具有显著的延迟微膨胀性能，且水泥强度高。7d和3d的水化热显著低于国家标准251KJ/kg和293KJ/kg的限值，各项指标符合国标要求。因此，使用“地维牌”525#中热水泥和“三峡牌”525# 中热水泥有利于削减混凝土的绝对温升。

水泥物理力学性能、水化热及化学分析试验结果见表2。

表2 水泥物理力学性能、水化热及化学分析试验结果统计

2.1.2掺用粉煤灰

掺加粉煤灰是降低水泥用量的一项重要措施，不但可以节约水泥还可以减少水化热。由于粉煤灰活性AL2O3、SiO2水泥水化析出CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实性，从而改善了混凝土的后期强度。降低了混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。经过对2家粉煤灰厂的调研和对其的各项指标的试验检测分析、论证：重庆珞璜电厂生产的珞璜Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰各项指标均达到国家标准GBJ146—90中Ⅰ、Ⅱ级灰的标准，试验表明，可在混凝土中掺用，掺用量为30～35%。

2.1.3采用合理的骨料级配

在施工条件允许的范围内，使用大骨料级配混凝土，可以减少水泥用量。

试验表明，当水胶比相同时，Ⅳ混凝土要比Ⅲ混凝土减少水泥用量17.5%，详见表3。

2.1.4采用低流态混凝土

在同样水胶比的条件下，坍落度3～5cm与5～7cm和7～9cm的混凝土通过试验比较，坍落度3～5cm的混凝土在保持强度和硬化条件不变的情况下，水泥用量可减少5～10Kg/m3，降低水化热4%左右。因此在本工程中大坝混凝土基本采用3～5cm的坍落度，严格控制使用7～9cm的坍落度。表3 不同标号混凝土级配水泥用量比较

FM=2.6±0.2，FM每增减0.2，砂率相应增减1% 。

2.混凝土坍落度每增减1cm，用水量相应增减2Kg/m3。

从表5中可看出，采用较大级配混凝土不但节约水泥，而且有利于温控。

2.2合理控制混凝土浇筑层厚度及间歇时间

主体混凝土浇筑方法采用30cm～50m薄层平铺或台阶法进行浇筑：高温季节对于基础约束区混凝土按1.5m分层并采取台阶法浇筑，浇筑时间安排在早、晚及夜间进行；对于非基础约束区混凝土按3.0m分层并采取平铺法，并在仓面四周采取喷雾措施，使仓内气温降低3～4℃。廊道、中孔等特殊部位按1.5～2m分层。层间间歇时间一般为5～7天，充分利用混凝土表面散热。

2.3高温季节温控措施

江口电站每年4～10月份为混凝土温度控制时间段，其中6～8月份为夏季施工期。夏季施工的混凝土温度控制主要内容有：降低混凝土的浇筑温度；对混凝土和骨料进行预冷；采取隔热保冷措施；合理利用施工时段，多浇、快浇混凝土。

2.3.1降低混凝土的出机口温度与浇筑温度

为了保证高温季节混凝土的出机口温度和浇筑温度符合技术要求，在施工中主要采取了混凝土预冷采用预冷骨料+片冰+冷水相结合的预冷方式，即：料场骨料堆存高度要求大于8m，并有不少于4d的贮存时间，地弄出料；对4级配粗骨料进行一次、二次风冷，使粗骨料温度冷却到8-10 o C，通过保温廊道送至拌合楼料仓；混凝土拌制过程中入适量6-8 o C冷水拌合及片冰。7#、12#、15#坝段为典型坝段坝体部分出机口温度和浇筑温度情况综合比较见表4。

2.3.2加强混凝土的保温，减少混凝土的温度损失

为了减少预冷混凝土的温度损失，防止温度倒灌，在主坝混凝土浇筑中