江苏宜兴抽水蓄能电站下水库工程下水库混凝土施工温度控制技术总结

江苏宜兴抽水蓄能电站下水库工程下水库混凝土施施工温度控制制技术总结严俊摘要：由于监理理对下水库下进出水水口混凝土施施工温度控制制到位，混凝凝土严格的按按规范规定施施工，材料和配合比的适适用性符合降降低混凝土温温升规律以及及合理的分仓仓等等，下进进出水口混凝凝土历经夏秋秋冬三个施工季节的的严峻考验，没没有出现混凝凝土的常见病病——温度裂缝。关键词材料混凝土温度控制1、下水库混凝凝土工程概况况1.1水文气气象电站工程所在地地宜兴铜官山山地处北亚热热带季风区，四四季分明，铜铜官山海拔高高度为529m。根据气象象资料，多年年的平均气温温在15.7℃，最高月平平均气温为30.8℃，最低月平平均气温为－0.6℃。下进出水水口所在的下下水库温度，按按多年的平均均气温看每年年至少有3个月的平均均气温在5度以下，同同时全年有三三个明显的雨雨季，4~5月为春雨，雨雨日多；夏季季6~7月为梅雨，一一般雨量较大大；秋季台风风雨在沿海登登陆时产生，降降水强度大，大大多出现在8月上旬至9月上旬。现现将历年电站站下水库各月月气温情况列列表如下。项目123456789101112多年平均气温2.94.48.814.720.124.328.327.723.017.311.45.1极端最高气温21.728.031.134.235.537.339.039.637.332.728.223.4极端最低气温0.56.612.916.817.99.82.64.6表1电站下水库库各月气温（℃）2.2下进出水水口工程量和和施工计划下进出水水口位于下水水库西南角。主主要建筑物包包括：下游检检修闸门、扩扩散段、整流流段、防涡梁梁段、栏污栅栅塔、交通桥桥、工作桥、前前池、翼墙、栏栏砂坎等建筑筑物。下进出出水口混凝土土的主要工程程量列于下表表。工程部位项目名称数量前池栏砂坎和护坡混混凝土C2259770防涡梁及整流段段防涡梁及整流段段、排架C258680扩散段边墙、底板、分分流墩C2256313闸门井段底板、上部CC254325基础回填C20607二期混凝土CC30123翼墙混凝土C202524毛石混凝土CC201509工作桥桥台桥墩等3635引桥档墙路面及档墙护栏栏等351合计37837表2下进出水口口混凝土工程程量（m3）根据承包人报送送的混凝土施施工方案中的的分仓计划，共共计分仓100多个，最小小高度在2米以上，最最大高度在5.3米，平均在3米左右，一一半以上的仓仓号属大体积积混凝土。混混凝土浇筑时时具有连续性性要求。对施施工设备拌和和系统实际能能力考察，拌拌和系统实际际能力只能达达到203/h，因此大部部分浇筑时段段将跨昼夜进进行。根据承包人报送送的混凝土施施工计划，平平均每月浇筑筑量在6000mm3左右，施工期2005年5月至2006年3月间，时间间跨越夏秋冬冬三个季节。从混凝凝土的施工计计划和气象资资料情况可知知，在混凝土土施工的过程程中需要连续续浇筑，将面面临昼夜温差差、季节温差差和雨季的影影响。2、混凝土土材料的特性性2.1材料的的特性与混凝土温度的的内在因素混凝土是一种由由砂石骨料、水水泥、水及其其他外加材料料混合而形成成的非均质脆脆性材料。混凝土浇筑后,,在硬化过程程中,水泥水化产产生大量的水水化热，试验验表明当水泥泥用量在350～550kgg/m3，每立方米米混凝土将释释放出17500～275000kJ的热量，从从而使混凝土土内部温度升升达45-60℃左右甚至更更高由于水泥水化或或环境的温度度变化或两者者的共同作用用，混凝土结结构内外产生生温差，温差差导致体积差差异变化，当当体积变化引引起的拉伸应应变超过了混混凝土的极限限拉伸强度，混混凝土将开裂裂。大部分土木工程程材料热胀冷冷缩，温度变变化引起的应应变取决于材材料的热膨胀胀系数和温度度变化范围的的大小。混凝凝土遇热膨胀胀，温度下降降时收缩，混混凝土抗拉强强度较低，温温度下降引起起的收缩变形形更为重要。水水泥与集料的的膨胀系数不不同，各种集集料的膨胀系系数也是不同同的。水泥石石的热膨胀系系数为（10~20）×10-6/℃，砂岩和灰灰岩的热膨胀胀系数分别为为10.1××10-6/℃和6.1×110-6/℃（水中养护护），因此混混凝土的热膨膨胀系数受到到水泥石和集集料热膨胀系系数以及这两两种主要成份份在混凝土内内的所占比例例的影响，因因此增加集料料的体积和选选用热膨胀系系数小的集料料均能降低混混凝土的热膨膨胀系数。水泥品种有不同同的水化热，硅硅酸盐水泥水水化热最高，普普通水泥次之之，矿渣水泥泥水化热较低低。同时水泥泥的用量和水水泥品种决定定混凝土因水水化温度升高高的程度。掺加减水剂减少少混凝土的水水泥用量或者者掺加一部分分粉煤灰取代代一部分水泥泥；掺加缓凝凝高效减水剂剂，推迟热峰峰出现的时间间等，都是降降低混凝土温温升的有效措措施。2.2下进出出水口混凝土土使用的主要要材料下进出水水口结构混凝凝土用的水泥泥主要为安徽徽宁国水泥厂厂32.5R复合硅酸盐盐水泥，矿渣渣掺量为15~500%；粉煤灰为为镇江新型材材料有限公司司Ⅰ级粉煤灰；；集料采用电电站砂石加工工系统生产的的灰岩集料；；采用浙江五五龙外加剂厂厂生产的ZWL-AA-Ⅲ型高效缓凝凝泵送剂；混混凝土材料主主要性能统计计见下列各表表。2.3下进出出水口混凝土土主要材料性性能评价水泥采用了322.5R复合硅酸盐盐水泥，因其其中掺有矿渣渣，其性能接接近于矿渣水水泥有利于控控制水化热的的温升；掺加加Ⅰ级粉煤灰取取代一部分水水泥，减少了了水泥用量，有有利于降低水水化热；采用用具有减水型型缓凝剂，可可推迟热峰出出现的时间，同同时减少了水水泥用量；采采用灰岩集料料有效的降低低混凝土的热热膨胀系数。从从材料的选择择上，将有效效的降低混凝凝土的温升，克服了不利于混凝土温度控制的因素。R复合硅酸盐水水泥性能检测项目NMaxMinXσP合%标准细度(%)252.41.21.90.22100凝结初凝25160119146/100时间(h::mmin)终凝215166196/100(Mppa)3d255.444.70.3310028d8.67.48.00.28100(Mppa)3d2524.419.421.01.3810028d46.439.143.01.56100标准稠度25/////SO3含量(%%)252.31.732.130.16100Mgo含量(%%)252.781.672.490.22100混合材料掺量253529.232.81.49100安定性25合格表4江苏镇镇江苏源新型型材料有限责责任公司粉煤煤灰性能粉煤灰品种检测项目细度（%）需水比（%）烧失量（%）含水量（%）SO3%Ⅰ级粉煤灰N1717171717Max10953.520.70.69Min3.4901.140.050.18X6.5931.620.140.33σ1.771.260.560.140.13标准≤12≤95≤5≤1≤3表5浙江五龙外外加剂厂泵送送剂性能检测项目名称（％）坍落度增加值（mm）含气%凝结时间（min）抗压强度比（％）CL-密度g/cm33水泥净浆流动初凝终凝3d7d28d19.61103.505:110530.61//32.3//+275+26010210487//1.18/////////4.60.671.17216标准≥18/.表6细骨料性能能（灰岩砂）检测项目NMaxMinXP合%标准细度模数292.92.622.8堆积密度（kgg/m3）15165515451594100＞1500表观密度（kgg/m3）10272726852702100≥2500吸水率（%）91.30.81.1100≤6石粉含量（%）2811.2681006～18表7粗骨料检验验性能（灰岩岩碎石）检测项目堆积密度kg/m3表观密度kg/m3吸水率%泥块含量%坚固性%针片状颗粒含量量%超径%逊径%标准/≥2550≤2.5不允许≤5≤15≤5≤1020~40mmmN264140398414040Max156027300.90192319Min139226120.1800100X143526680.49014.74.95.95~10mm）N254040408403939Max152027201.260112.4198.9Min136826250.300200X141926650.69017.42.62.92.4下进出出水口结构混混凝土主要配配合比审查通过配合比试验验，从多次配配合比试验中中优化筛选了了适用的配合合比。监理审审查批准的配配合比，以满满足设计的强强度指标和混混凝土的耐久久性的为前提提，以规范规规定的混凝土土基本性能指标即混凝土的的和易性、可可泵性、胶砂砂比、坍落度度为基本要求求，同时考虑虑了在满足混混凝土和易性性要求下，尽尽可能的增加加骨料体积，以以利于降低混混凝土的热膨膨胀系数。计计算可知下进进出水口结构构混凝土所用用的P-43合水泥和集集料的体积比比为1：7.3，P-322水泥和和集料的体积积比为1：6。骨料体积积还是比较适适中的。批准准承包人报送送的C25W66F100配合比如下下表。表8下进出水口口结构混凝土土灰岩二级配配配合比（C25W66F100）每立方米混凝土土材料用量（kg/m3）水泥粉煤灰水砂小石中石缓凝剂P-320.4814-1642279691678195635635.22P-430.507-936233581457345227783.493、混凝土季节节性施工温度度控制3.1混凝凝土在夏季或或冬季施工措措施的审批在夏季或冬季施施工之前，及及时要求承包包人制定季节节性的施工措措施上报监理理。监理对混混凝土施工温温度控制措施施的内容逐一一进行现场核核实检查，对对存在的薄弱弱环节及时提提出监理意见见，指示承包包人落实到位位。如夏季施施工监理提出出砂石骨料遮遮阳棚、夏季季高温时对拌拌和物加冰拌拌和、对砂石石骨料进行撒撒冰水降温等等措施，对拌拌和系统的各各种水管、储储水罐、外加加剂管线进行行保温处理、控控制水泥的入入罐温度、浇浇筑面设置遮遮阳棚等均一一一得到了落落实。同时承承包人也增加加了硬件投入入，如购置了了制冷机，采采用1台（2m3/h）制冷机制制冷和水箱内内加冰降低水水温。养护室室增加了空调调，保证了混混凝土试块的的养护符合规规范要求等等等，冬季混凝凝土拌和采用用加热器加热热拌和用水。使使夏季和冬季季混凝土施工工的温度得到到有效的控制制。3.2混凝土拌拌和温度参数数的控制和检检查混凝土拌和物的的质量，监理理工程师通过过在机口和仓仓面进行见证证取样和见证证试验。指示示承包人检查查混凝土的坍坍落度、容重重、泌水等指指标的同时，还还测试混凝土土的温度。无无论是夏季施施工还是冬季季施工监理都都严格的对混混凝土的温度度进行控制，保保证混凝土的的出机口温度度满足规范要要求。监理针针对本电站工工程实际，要要求承包人夏夏季出机口温温度控制在28℃以下，最高高不得超过29℃；冬季出机机口温度控制制在5℃以上。检查查过程中对发发现混凝土的的拌和质量达达不到规范的的要求时，坚坚决按废料处处理。如2005年88月14日，监理检检查下进出水水口2#防涡梁整流流段中墩混凝凝土出机口温温度，发现拌拌和物温度达达到31度，监理指指令承包人将将已拌的5m3混凝土作弃弃料处理。只只要监理发现现混凝土拌和和物不能保证证混凝土的浇浇筑质量，严严格的按规范范规定做弃料料处理，如2004年粘土心墙墙堆石坝垫层层混凝土浇筑筑期间，不符符合浇筑质量量而做废料处处理的混凝土土11车计66m3，监理除了不定期期的检查温度度控制情况，还还要求承包人人每日对混凝凝土拌和材料料温度和混凝凝土出机口温温度进行检查查和记录，以以利于进行分分析和温度控控制总结。3.3混凝土运运输过程的温温度控制和检检查运输过程的时效效性决定了运运输过程中的的混凝土的温温升，从当日日的浇筑情况况着手，监理理经常检查搅搅拌运输车的的数量和混凝凝土浇筑设备备人员投入的的配套情况，减减少和缩短搅搅拌运输车的的停留和等待待时间。夏季季高温时间，监监理工程师发发现承包人将将搅拌运输车车停放在阳光光直射处，测测试搅拌运输输车表面温度度高达50多度，及时时指示承包人人，将搅拌运运输车停放到到背阴的地方方，同时要求求在混凝土拌拌和时要对搅搅拌运输车进进行撒冰水降降低表面温度度。对在外借借来使用的搅搅拌运输车，必必须是经过保保温处理的，否否则监理不同同意使用。通通过这些措施施有效的控制制了混凝土运运输过程中的的温升。3.4混凝土浇浇筑过程的温温度控制和检检查夏季高温期间浇浇筑混凝土，应应尽可能的缩缩短浇筑时间间，这是不容容置疑的。2005年7月4日，施工现现场仓面测试试气温高达41度（天气报报告温度38度），虽然然拌和混凝土土是加冰水，仓仓面采取了遮遮阳措施，但但混凝土的浇浇筑速度不快快，混凝土泵泵数次出现堵堵管现象，搅搅拌运输车出出现在仓面滞滞留时间过长长的情况。监监理发现后及及时进行了调调查分析，结结论是因为混混凝土泵的输输送管线过长长且没有进行行保温，加之之本日气温较较高，输送管管壁较高的温温度消耗了混混凝土的冷能能量，导致混混凝土的流动动度变差，加加之施工人员员换管的操作作不熟练，延延长了混凝土土运输车的停停留时间，坍坍落度损失较较大造成的。管管堵处理后，通通过对管线的的降温和遮盖盖措施，混凝凝土的浇筑速速度恢复了正正常。2005年9月月22日监理检查查发现下进出出水口整流段段底板混凝土土浇筑的速度度滞后，本日日的气温虽然然不高，但此此仓混凝土的的体积较大共共计655.55m3，很长时间间根本无法进进行泵送，承承包人采取反反铲入仓先浇浇筑靠仓口的的混凝土，但但这样做并不不是一个根本本的解决办法法，可能会造造成冷仓等情情况和因不均均匀入仓带来来的仓内各部部位混凝土温温差效应，如如不及时处理理就可能带来来混凝土的质质量后患。监监理及时进行行了调查分析析后，要求承承包人对混凝凝土泵进行仔仔细的检查，结结果是混凝土土泵的一个气气压阀没有全全部打开造成成的混凝土泵泵送滞后，加加上承包人不不分析原因，就就频繁的调整整拌和配比造造成的。监理理指令承包人人按开仓第一一盘拌和配比比拌和配比，结结果混凝土的的泵送效率之之高，达到了了自下进出水水口混凝土浇浇筑以来的最最好水平。3.5混凝土的的内外温差的的控制和检查查设计在下进出水水口混凝土温温度观测上没没有具体要求求，且设置温温度观测点将将对下进出水水口结构混凝凝土结构造成成不必要的孔孔洞缺陷。但但监理工程师师认为需要通通过混凝土的的温度测量，以了解其它部位位该种配合比比混凝土的温温升情况。因此我们利用混混凝土扩散段段底板留置灌灌浆用的排水水孔的部位，进进行了混凝土土温升和温度度内外温差监监测，此段混混凝土的板厚厚在2米以上，在在体积上具有有一定的代表表性。1#防涡梁扩散散段底板设置置有排水孔间间隔为1.5米一个，孔孔深2-3米，埋设孔径φ100的PVC管，通过向向管内注水，采采用水银温度度计测量水温温度的方法。该仓混凝土于22005年9月21日17：15浇筑，监理理测试入仓温温度为27度，对混凝凝土的温升和和内外温差进进行了测试，测测试结果见下下表9。表9混凝土内外外温度测试结结果时间混凝土温度混凝土表面温度度混凝土内外温差差当日平均气温9月21日入仓27//23.89月22日第一天40261420.29月24日第三天503020249月26日第五天45271825.29月27日第六天42281425.69月28日第七天3528.27.227.4表1020005年9月21日—2005年9月28日气温情况况记录表日期温度记录数最大值最小值平均值极差52622.523.83.572218.920.23.15222021.22525.52223.93.57262022.316729.52225.27.55282325.65123124.527.46.5从温度测量结果果可知，混凝凝土最高温升升在3天升至50度，随后缓缓慢下降，混混凝土的内外外温差在20度范围内，随随气温变化波波动幅度不大大，这说明材材料的选择和和配合比的适适用性符合降降低混凝土温温升的规律，对对控制混凝土土的内外温差差起到了积极极的效应，为为防止混凝土土产生塑性收收缩裂缝创造造了有利条件件。3.6混凝土的的拆模时间控控制混凝土拆模的时时间与环境的的温度和混凝凝土的早期强强度密切相关关。这与混凝凝土中水泥的的水化温度有有关，环境温温度高，水泥泥水化时间短短，相反水化化时间长。冬冬季拆模时间间过早，将对对混凝土的外外观质量带来来一定的影响响，因此监理理要求承包人人成型同条件件养护试块，根根据试验冬季季的拆模时间间应比夏季的的拆模时间延延长2-5天。3.7混凝土的的养护混凝土拆模后的的养护非常重重要，养护到到位与否同样样关系到混凝凝土的外观质质量。水泥浆浆处于塑性状状态时的体积积会产生塑性性收缩，塑性性收缩由混凝凝土表面蒸发发失去水分或或由下面干混混凝土吸收水水分所引起，由由于混凝土处处于塑性状态态时的强度不不够高，表面面很容易产生生塑性开裂。水水分蒸发的速速度愈快混凝凝土的收缩愈愈大，即混凝凝土的塑性收收缩取决于空空气的温度、混混凝土的温度度、空气的相相对湿度和风风速。因此夏夏季环境温度度高表面水分分的蒸发速度度较快，而冬冬季气候干燥燥，风速较大大等原因，都都是极易形成成混凝土表面面的干缩裂缝缝的条件，因因此在监理的的检查和督促促下，承包人人加强了对混混凝土的遮盖盖、洒水养护护；冬季时对对混凝土增加加了彩条布、保保温棉覆盖延延缓模板拆除除时间等蓄热热法保温措施施。通过以上上措施，有效效的控制了混混凝土的塑性性收缩，下进进出水口的混混凝土冬施和和夏施期间均均没有出现干干缩裂缝，保保证了下进出出水口结构混混凝土的外观观质量。混凝土试块的养养护同样十分分重要，关系系到混凝土工工程的质量评评定。承包人人试验室的养