中国水利水电第八工程局有限公司湖南省长沙市410004
摘要:通过对热带地区环境新建的桑河二级水电站为例探索运用通河水冷却混凝土温度的控制措施。为同行提供相似环境下的工作经验。
关键词:热带地区;大体积;混凝土;冷却
1引言
随着社会的进步与人类的发展,大体积混凝土为原料基础的建筑物建设量与运用程度都与日俱增。而混凝土施工全过程会伴随着水泥在水化硬结过程当中的水化热释放,从而诱发混凝土表面裂缝性延展以至于危害建筑物本体稳定性、防水性和耐久性。本文以热带地区环境新建的桑河二级水电站为例探索运用通河水冷却混凝土温度的控制措施。为同行提供相似环境下的工作经验。
1热带环境气温概况
桑河二级水电站拟建于桑河上,位于柬埔寨王国上丁(StungTreng)省西山(SeSan)区境内,坝址以上流域集水面积为49200km2。坝区温度平稳,没有冷季节,不同月份间的温差不大。年平均温度在22℃到23℃之间变化。冬季气温较低,夏季很热。最热的月份是3月和4月,最冷的月份是12月和1月。
2通河水温控概况
根据温控技术要求,混凝土温度与通水水温之差不宜超过25℃,然而混凝土的最高温度达到54~55℃,冷却水的温度不应低于30度,经检测桑河水深5m以下河水的温度稳定在25℃左右,经讨论采用通河水进行冷却来控制混凝土内部温度,经试验确定通水流量为18~25L/min,通水冷却时间定为15天以上,经过通河水冷却混凝土内部温度难降到平均环境温度。
1、在通河水温控的混凝土中埋设了四支温度计,根据四支温度计检测情况,混凝土内部最高温度为54~55℃。
2、根据冷却水管焖温情况来看,最高温度一般出现在第3~4天,即混凝土浇筑后72小时左右,而根据温度计测值来看,最高温度出现在混凝土浇筑后2.5天,即55小时左右。
3、未进行采取温控措施混凝土所埋设的3支温度计检测情况看,混凝土最高温度为63℃,最高温度均出现在混凝土浇筑后48小时~56小时之间。
4、凝土出机口温度为,混凝土浇筑温度为29.9~30.75度,混凝土最高温度54.75/55.1度,则在通水冷却的效果下,其绝热温升约为24~25度。根据理论计算值,在C25三级配混凝土,水泥用量为213kg的情况下,根据差分法计算公式,其绝热温升约为33.6度,在浇筑温度约30度的情况下,可看出在通水冷却的作用下,最高温度峰值削减了6~7度。
5、河水通水冷却与焖温测量成果表
6、根据冷却通水焖温检查的情况,在混凝土浇筑后通水约10天内,混凝土内部温度下降速度较快,每天平均降温约为0.8~0.9度。在下降至37~38度左右后,由于混凝土内部温度与外界自然温度差值逐渐缩小,温度下降也变得较为缓慢,每天平均降温约为0.2~0.4度。在通水10天后,已经满足了最高温度下降4度的标准。
3通制冷水温控概况
1、温升情况:根据四支温度计检测情况,混凝土内部最高温度为47~49度,四支温度计在相同标号C25混凝土情况下,其最高温度基本一致。最高温度出现在第3~4天,时间约为80小时左右,对比不掺粉煤灰的混凝土最高温度晚近25个小时,最高温度也比不掺煤灰的混凝土降低6~7℃(同时通20℃的制冷水)。
2、裂缝情况:目前通至冷水的区域,一共6块大体积混凝土,暂未发现裂缝。尚在混凝土强约束区(但非基岩面第一层混凝土)。
3、在混凝土中掺用粉煤灰+通20℃制冷水的情况下,混凝土内外温差约为27~29度,未照成混凝土温度裂缝(脱离了与基础的直接约束),虽然未达到设计要求的温控指标,但证明该温控方式是可行的,也起到了一定的作用。
4效果及结论
混凝土内部温度虽然已经超过设计最高温度要求,但根据现场情况来看,在做好其他温控辅助措施的情况下,通河水方案降低最高温峰值约7度,且未发生混凝土冷裂情况。通水时间10天后,均满足了最高目温度下降4度的标准。裂缝产生的部位均在基础混凝土应力集中区域,裂缝数量对比其他同类工程来讲是偏少的,整体情况也是可控的。目前通至冷水的区域,一共6块大体积混凝土,约4000方混凝土,暂未发现裂缝。尚在混凝土强约束区(但非基岩面第一层混凝土)。施工过程及最终结果满足预设的《混凝土坝及发电厂房混凝土工程施工技术要求》。工程取得了圆满的结果。
参考文献
[1]林鹏,李庆斌,周绍武,等.大体积混凝土通水冷却智能温度控制方法与系统[J].水利学报,2013,44(8):950-957.
[2]张湧,刘斌,贺拴海,等.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[J].长安大学学报(自然科学版),2006,26(3):43-46.