浅谈白莲崖水库工程碾压混凝土的养护与防护

张兆胜

浅谈白莲崖水库工程碾压混凝土的养护与防护

张兆胜

安徽白莲崖水库工程大坝设计采用全断面碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高104.6m，坝顶弧长421.86m，坝顶宽8.0m，拱冠处坝底厚30.064m，厚高比为0.278。坝体采用C20二级配和三级配碾压混凝土，不设纵缝，设置横缝及诱导缝，间距不超过50m。在低温季节采用整体通仓薄层填筑，全断面碾压，连续上升工艺。

由于碾压混凝土用水量和用浆量少，拌和物是超干硬性的、松散状的散粒体。在施工过程中随环境条件的变化，其稠度（VC值）的变化甚为敏感。VC值超出范围，不仅影响压实效果，而且也影响层间结合以及碾压混凝土的物理力学性能。因此在施工过程必须采取有效的措施加以防护；另一方面，碾压混凝土中掺有大量的粉煤灰，其前期的水化反应非常缓慢，因此进行湿养护的过程历时比常态混凝土要长。

一、白莲崖水库碾压混凝土的养护和防护总体要求

施工过程中,碾压混凝土的层面应保持湿润。正在施工和刚刚碾压完毕的层面，应防止外来水流入。在施工间歇期间，碾压混凝土终凝后应立即开始洒水养护。对水平施工缝和冷缝，洒水养护应持续至上一层碾压混凝土开始铺筑为止；对于永久暴露面，养护时间不宜少于28天；台阶状表面的棱角应加强养护。有温控要求的碾压混凝土，应根据温控设计采取相应的防护措施；低温季节和寒潮易发期，应有专门的防护措施。

二、白莲崖水库碾压混凝土水分散发的影响试验

1.对碾压混凝土的影响

碾压混凝土的用水量较常态混凝土少,因此失水对稠度的影响极为显著。受高温、低湿度、高风速、日晒影响，碾压混凝土表面的水分蒸发量是很大的。白莲崖水库碾压混凝土在气温25℃，相对湿度35%，混凝土温度25℃，风速9m/s时，混凝土表面失水量约为1.65kg/m2·h。当铺筑厚度为0.3m时，则每m3/h碾压混凝土的失水量约为：1.65/0.3=5.5（kg/m3·h）。

2.对工作度（VC值）的影响

碾压混凝土拌和物的工作度（VC值）尽管受到砂率、骨料、粉煤灰的品质和掺量、外加剂等的影响，但主要是由单位用水量决定，即：当混凝土原材料、最大骨料粒径和砂率不变时，如果用水量不变，则碾压混凝土的工作度也大致不变。当使用减水率为20%左右的减水剂时，使用VB仪（HGC-1型）试验结果表明，碾压混凝土拌和物单位用水量与VC值符合以下的经验关系式：

式中：VC值—碾压混凝土振动压实值，秒；

e—自然对数体系中的底数，其数值为2.7183；

W—碾压混凝土拌和实际单位用水量，kg/m3；

A—与用水量有关的参数，由试验确定。即相应于混凝土拌和物VC值为10s的单位用水量。如碾压混凝土拌和实际单位用水量为85kg/m3时，由试验得VC值为10s（见图1），则A=85。

当碾压混凝土拌和物的实际单位用水量为85kg/m3时，可算出VC值为10s；当碾压混凝土拌和物失水5.5kg/m3（即W=79.5）时，VC值为15.7s，VC值增加5.7s。

3.对碾压混凝土抗压强度的影响

白莲崖水库通过碾压混凝土铺筑日晒试验（见表1）发现，当日晒历时超过2h后，碾压混凝土的抗压强度逐渐降低，而超过3h后强度降低加剧。因此，RCC拌和物一经摊铺，应尽快进行碾压。

三、保持环境及碾压混凝土湿度的方法

1.碾压混凝土拌和物的VC值采取动态控制

白莲崖水库施工过程中，尽管碾压混凝土层面采取措施防止水分散发，但是碾压混凝土在运输、卸料、摊铺过程总还是有一部分水分散发，因此VC值应采取动态控制。根据不同的施工季节、时段、气候、施工历时长短等因素，采用不同的VC值。例如气温高，VC值取小值（增加用水量）；气温低，VC值取大值（减少用水量）。增加或减少用水量可以利用上述经验关系式进行估算。

2.碾压层面（仓面）保湿

对于日晒、较大的风速，白莲崖水库曾采用塑料薄膜（布）遮盖碾压混凝土表面，取得一定的效果。但是，高风速时采用此方法效果不佳，而且对仓面的其他工序的作业也有很大的干扰。因此对于高温、低湿度，白莲崖水库采用了一种有效的方法——仓面喷雾。

表1 碾压混凝土铺筑日晒试验结果表

图1 VC值与用水量关系图

喷雾装置是采用压力水和风混合喷射。雾化后水珠颗粒细微，分布均匀，易于蒸发。据量测最大雾化降水强度为4.1mm/hr，雾罩下的仓面气温可降低5℃～7℃。实践证明，在高温气候条件下，该方法能起到很好的保湿、降温效果。且这种喷雾装置简单、便捷，不干扰其他工序作业。

3.碾压混凝土运输过程的保湿

白莲崖水库大坝碾压混凝土水平运输主要采用自卸汽车，垂直运输主要采用门机、满管溜槽。水平运输小于2km，运输时间为10～15min，但由于效率因素，有时会出现汽车在入仓口或门机起吊平台处待料，使实际运输时间有时超过30min。为控制混凝土在运输过程中水份散发过快，在自卸车车厢顶部设置遮阳棚，并兼有防雨功能。

遮阳棚采用帆布作为遮阳材料，在车厢两端的厢缘上，各焊一根细钢管，钢管上套装滑环，滑环与帆布相连。利用细钢丝绳人工牵引滑环即可实现遮阳棚开闭操作。

四、碾压混凝土的防护

1.降水的防护

降水防护是指为减轻碾压混凝土施工过程中天然降水（雨、雪、冰雹）对碾压混凝土的影响而必须采取的防护措施。

试验数据表明：降雨强度小于4mm/h对碾压混凝土的质量是容许的。国内多数工程以4mm/h（DL/T5112-2000规定为3mm/h）降雨强度作为碾压混凝土能否施工的界限。

白莲崖水库碾压混凝土针对降水的防护方法，是将铺筑层面保持一定的倾斜度，当遇到过大的降水时，覆盖塑料布使积水顺坡排出仓外。斜面的坡度有时结合层面的质量要求倾向上游，一般的坡比为1∶20。

2.低温的防护

低温的定义是日平均气温低于3℃或最低气温低于-3℃。碾压混凝土常常遇到低温或在冰点及冰点以下的气温条件下施工，压实质量受到很大的影响。与常态混凝土一样，碾压混凝土的永久暴露面受到低温的冲击，混凝土外表面同样会产生裂缝。因此碾压混凝土的低温防护是必要的。碾压混凝土的低温防护包括两方面：施工过程混凝土层面的防护和永久暴露面的保护。

（1）施工过程碾压混凝土层面的防护

白莲崖水库碾压混凝土施工尽量安排在可施工日期内进行，若施工过程遇到低温，则采取以下措施：①在碾压混凝土拌和物中掺入防冻剂。②在已铺筑的碾压混凝土层面随时覆盖保温材料。保温材料可以视温度的情况分别采用稻草帘（垫、袋）、麻袋布垫（帘）、乙烯泡沫垫和乙烯树脂布等。

（2）永久暴露面的保护

永久暴露面的保护是指在施工期内对混凝土永久暴露面的外表面所进行的保温防护。白莲崖水库采用保温材料覆盖在混凝土的表面，待到施工期末再予以拆除。永久暴露面的保温防护材料有：双层木模板夹锯末、乙烯泡沫帘（垫）、聚苯乙烯泡沫塑料板、混凝土预制板等。

五、结语

白莲崖水库碾压混凝土在施工过程中，通过多次试验，采取喷雾、洒水、覆盖塑料薄膜或麻袋等针对性措施，始终保持碾压混凝土表面呈湿润状态。在施工间歇期间，碾压混凝土终凝后即应开始养护工作，对水平施工面养护持续到上一层碾压混凝土开始铺筑位置，对永久暴露面，养护28d以上。另外，白莲崖水库在施工过程中还加强混凝土的成品保护与防护，防止了裂缝和混凝土损害的发生。白莲崖水库上述做法对碾压混凝土的养护和防护起到很好的效果，值得推广借鉴

（作者单位：安徽水利开发股份有限公司233000）

（专栏编辑：周权）