碾压混凝土快速筑坝技术与温控防裂技术浅谈

李翠雯 张 路

(洙赵新河流域工程管理处 菏泽 274000)

1 引言

碾压混凝土是一种使用硅酸盐水泥、骨料、水等制成的无坍落度的干硬性贫水泥混凝土，施工时利用振动碾分层压实。碾压混凝土具有体积小、强度高、防渗性能好等特点，它与常规的碾压混凝土坝相比，在铺设设备能力足够的条件下，可以利用各种运输方式进行大面积甚至通仓的铺筑，使施工速度大为提高，从而缩短施工期，使工程早日投入运行，是一种经济合理的施工方法。

碾压混凝土筑坝技术大大加快了大坝的施工时间，但同时减少了混凝土自然散热的时间，造成坝体内温度较高，加重了裂缝产生的可能性。对碾压混凝土的温度控制研究表明，碾压混凝土具有水泥用量少、绝热温度低等特点，但因掺入粉煤灰水化热散热推迟，导致混凝土水化热温升并不太低［1］。试验研究及施工实践表明，碾压混凝土水泥用量较少，混凝土徐变较小，极限拉伸变形也低，故抗裂能力较低［2］。确保工程质量与加快施工进度是工程建设的两大目标，因此，对快速筑坝技术中的温控防裂技术进行研究是十分必要的。

2 碾压混凝土快速筑坝技术

碾压混凝土快速筑坝技术是一门涉及多专业、多工种的系列工程，它不仅对坝体结构材料的性能有比较严格的要求，对满足快速筑坝的施工布置、混凝土坝线路、浇筑方式及施工也均有要求。

2.1 枢纽布置及坝体施工布置

枢纽布置及坝体结构是实现快速筑坝技术的基础，在满足枢纽功能的前提下对枢纽布置及坝体结构进行优化是非常必要的。坝体布置及结构设计应最大限度地减少对碾压混凝土快速施工的干扰，为碾压混凝土快速筑坝技术的实施创造条件;混凝土生产场地应尽量靠近施工现场;施工交通运输应尽量采用汽车，以加快施工速度。

2.2 斜层碾压技术的运用

施工实践表明，斜层平推铺筑法可以大幅度提高综合效率。斜层平推铺筑法用较小的浇筑能力覆盖较大面积的坝体浇筑仓面，减少了模板工程量，可进行大面积持续浇筑，加快了工程施工进度。

2.3 变态混凝土施工

变态混凝土，又称改型混凝土，是指在碾压混凝土摊铺施工中铺洒石灰浆，利用振捣棒振动密实，形成具有常规混凝土特征的混凝土。变态混凝土的质量取决于所加石灰浆的均匀性。实践表明，若将碾压混凝土加浆振捣改为拌和楼拌制，现场振捣密实，这样既可以保证施工质量，又可以保证施工效率。

3 碾压混凝土温控技术研究

3.1 碾压混凝土原材料优选

碾压混凝土原材料的性能直接影响碾压混凝土的施工性能、抗裂性能，并对混凝土质量产生决定性影响，碾压混凝土的配合比如下:

3.1.1 水泥

水泥对混凝土的力学和物理性能具有决定性的作用，水泥能够产生水化热，而且不同类型的水泥其水化热也存在显著的差异。为控制因水泥水化热而产生的温升，一般要求所选的水泥具有水化热低、脆性系数小、收缩较小或微膨胀特性、细度适中等特点。在大体积混凝土施工过程中，不宜更换水泥厂家和水泥品种。

3.1.2 掺和料

在碾压混凝土中掺入粉煤灰等掺和料，利用掺和料的形态效应、微集料效应及二次水化反应来改善碾压混凝土性能，节约水泥用量，降低水化热温升。

3.1.3 砂石骨料

胶凝材料中释放的水化热是造成混凝土温度上升的重要热源，良好的骨料级配对于降低碾压混凝土的凝胶材料用量、改善混凝土的性能具有重要作用。其中要求骨料必须洁净、质地坚硬，不可含有过多的碱活性等有害物质。

人工砂石骨料中含有的石粉对混凝土的性能及施工质量存在直接的影响，试验研究及应用表明，当石粉含量提高到18%左右时，可显著改善碾压混凝土的可碾性、密实性等特质，对降低混凝土绝热温升、提高断裂性能也有明显效果。而天然砂开采加工时难以获得石粉，从技术上讲，人工砂优于天然砂。

3.1.4 外加剂

外加剂具有延缓水化热、提高抗裂性等作用，同时还能够达到减少水泥用量的目的。一般通过相容性试验对外加剂性能进行优选。

3.1.5 优化混凝土配合比

碾压混凝土具有常态混凝土的基本特性和要求，在满足振动压实的施工工艺要求下，选择合适的配合比，合理确定水泥、粉煤灰、砂石及外加剂的品种和用量，可以使碾压混凝土达到均质密实及设计要求的各项物理力学性能。实际工程中一般对合格的原材料进行多组配合比试验，选择最优的配合比。优化混凝土配合比不仅能满足混凝土各项物理力学性能，如:抗压要求、抗渗要求等，还可以充分考虑温升控制，达到降低水化热、防止温度裂缝产生的目的。

3.2 混凝土温控防裂措施

3.2.1 混凝土拌和及出机口温度的温控措施

混凝土拌和温度受原材料影响较大，试验结果原材料中骨料对混凝土拌和温度影响最大，因此降低混凝土拌和温度最有效的方法是降低骨料温度。为降低骨料温度，须在控制骨料含水量小于6%的情况下定期对其进行喷水;保证骨料在堆料场的堆存时间不小于7天，以减少骨料受外界气温变化的影响;在骨料的运输途中，对运输车采取遮阳保温措施;对水泥罐、粉煤灰罐采取遮阳、淋水等降温措施，防止铁罐因暴晒造成表面温度骤升，从而导致混凝土温度上升。

另外，在夏季工地高温期间，为控制混凝土出机口的温度不超过25℃，混凝土拌和时可采用冰屑、冰水拌和，以降低出机口温度。

3.2.2 仓面温控工艺措施

在仓面采用机械设备对混凝土进行喷雾降温，整个仓面形成的雾气环境，有利于降低仓面气温，减少混凝土温度回升，使混凝土浇筑温度与出机口温度差控制在3℃左右。当浇筑仓内气温高于25℃时，即可进行仓面喷雾，且保证停仓期间仓面喷雾不停止作业。

3.2.3 合理调整浇筑时间

春秋期间早、晚或夜间气温较低，须加大混凝土浇筑强度，保证碾压混凝土从拌和到碾压在2h内完成;避开下午1～5点高温时段施工。夏季在混凝土振捣密实后，白天应对仓面覆盖保温材料进行隔热，夜间揭开以利散热;冬季时需覆盖降温材料对混凝土进行保温，上层混凝土开始铺料时才逐步揭开。

3.2.4 通水冷却措施

通水冷却一般根据设计或相关计算，根据多年平均气温确定每月的混凝土内部最高温度，沿混凝土层面敷设冷却水管，控制混凝土温度保持在标准范围内。以某水利枢纽大坝为例，通水水管层间距为1.5m，沿轴线方向蛇形布置，管间距为1m。单根冷却蛇形管冷却水量控制在1.0～1.5m3/h，水流方向每24～48h变换一次。通水冷却分为两期，单条冷却水管铺设完成，上部混凝土下料时开始进行一期通水。冬季来临前和坝体蓄水前，若坝体个别部位最高温度仍超过允许最高温度，则对坝体混凝土进行二期冷却。

3.2.5 混凝土养护及表面保护

混凝土浇筑完毕后，及时采取洒水、流水或薄膜进行养护，保持适宜的温度和湿度。春秋季昼夜温差日变幅大，气温骤降也较频繁，在气温骤降期，均对浇筑块龄期大于5天的进行保温。除气温骤降期需进行保温外，对于放年浇筑的混凝土从当年10月起对暴露面保温，时段延长至次年气温升高时为止。

4 结语

连续、快速施工是碾压混凝土的施工特点。枢纽布置及施工路线布置合理紧凑，缩短了原材料等的运输路程，保证了混凝土的浇筑强度;斜层碾压技术的运用，打破了较大仓面中层间隔时间的限制，在不增加施工设备的情况下，不需分割较大仓面，能够保证长时间连续浇筑，使坝体同步上升;变态混凝土改善了施工工艺，降低了施工难度，提高了混凝土施工机械的生产效率。

在保证快速施工的同时，通过合理有效的温控措施，严控出机口温度，可减少运输过程中混凝土原材料的温升;采用仓面喷雾降温，可合理调整混凝土浇筑时间;采用通水冷却管及后期保养，层层把关，可严控混凝土质量。◆

1 陈文耀，肖兴恒.三峡三期围堰碾压混凝土中粉煤灰水化热计算研究［J］.长江科学院院报，2009(9):76-79.

2 宋永嘉，丰帅.碾压混凝土坝温控防裂探讨［J］.中国水运，2009(1)(下半月).