浅析基础大体积混凝土施工技术及温度控制
任勇强
[摘 要]近年来，大坝混凝土施工温度控制技术得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了混凝土大坝施工温度控制的标准，并结合相关实践经验，分别从制造混凝土时使用水化热低的水泥等多个角度与方面，就大坝混凝土施工温度控制技术展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]大坝混凝土；施工温度；控制技术
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0169-01
1 前言
作為大坝混凝土施工中的一项重要方面，对其温度控制技术的探讨极为关键。该项课题的研究，将会更好地提升对施工温度控制技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化大坝混凝土施工工作的最终整体效果。
2 概述
混凝土是应用最为广泛的工程结构材料，在水库大坝的建设中更是不可缺少的建筑材料。但混凝土温度裂缝始终是应用中难以解决的质量通病。由于混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，散发大量的水化热，所以会产生较大的温度变化和体积变化，由此而产生温度应力，从而产生温度裂缝。影响混凝土裂缝最主要的是温度的影响，因此，在水库大坝混凝土施工中，关键是控制混凝土温度，采取科学的养护措施和降温措施是减少温度裂缝和提高混凝土浇筑质量的关键因素，也是保障水库大坝安全运行的重要措施。
3 混凝土大坝施工温度控制的标准
3.1 混凝土基础温差
要想实现对大坝混凝土温度的控制，就要得出混凝土存在的基础温差。混凝土的基础温度与混凝土浇筑温度、水泥水化热的最高温度以及设计最终温度有关。设计最终温度是通过收集坝体的年平均温度获得的。混凝土的基础温差的计算方式为：（混凝土浇筑温度+水泥水化热最高温度）-设计温度。
3.2 混凝土底面与表面的温差
混凝土浇筑时，混凝土块表面层温度与底面层温度是不同的。如果未控制好混凝土块表面与底面的温度，则易造成混凝土块发生内部温度裂缝，进而埋下安全隐患。我国相关的水利设计规定，当上层混凝土短间歇均匀上升的浇筑高度大于0.51时，混凝土上、下层之间的允许温差为15～20℃，浇筑块侧面长期暴露时，宜采用较小值。
3.3 坝体内部与坝体外部的温差
控制坝体内部与外界温度的温差也是为了防止坝体出现裂痕。在水利工程的建设中，坝体内部与外界温差的标准差为20～25℃，即坝体内部的温度远低于外界温度+标准差温度，但这在实际操作中难很实现。这是因为外界温度是变化的，难以得出精确值，且气温的骤降也会造成坝体表面出现裂痕。如果未发生气温骤降，坝体内部温度与外界温度处于标准差内，也有可能出现表面裂痕。
3.4 防止坝体表面出现裂痕
对于水利设施的堤坝而言，如果长期缺少水覆盖保护或缺少人工技术保护，则大坝表面易长出青苔一类的水草或出现裂痕。水利工程部门要记录大坝所处地区的天气、气温等方面的变化，结合科学技术分析，定期对坝体及相关设施进行保养和维护。此外，对于处于低温期且施工期较短的混凝土大坝，也应注意保护，因为低温环境会导致坝体出现裂痕。
4 大坝混凝土施工温度控制技术探讨
4.1 制造混凝土时使用水化热低的水泥
在保证混凝土的施工质量和抗裂要求的同时，减少水泥的使用量也能有效控制混凝土的温度。减少水泥使用量的方法有以下2种。
4.1.1 水泥中掺混合材料
在水泥中掺入混合材料时要适当，否则，会引起混凝土早期强度不足、干缩率提升等问题，进而影响到堤坝的抗渗性和抗冻性。掺入水泥中的混合材料多为粒化高炉矿渣、火山灰和粉煤灰等。
4.1.2 坝体分区施工，后期堤升坝体强度
坝体的后期强度是随着时间的推移而不断变强的，利用好堤坝的强度能减少水泥的使用。而对坝体进行分区施工是因坝体的不同部位对混凝土标号的要求是不一样的，而采用分区施工能控制好水泥用量。需要注意的是，坝体分区施工过多会造成施工困难。
4.2 浇筑用的混凝土温度应处于低温状态
要想使混凝土浇筑处于较低的温度，就要在混凝土出机和运输过程中减缓温度回升的速度，具体措施如下。
4.2.1 混凝土拌和低温水或加冰降温
片冰有易碎、易化等特点。通过片冰机制造片冰，并将片冰加入拌和机与混凝土拌和。使用片冰降温时需要注意的有以下3点：①片冰机要有良好的传热效率和冰水分离系统，这样才能使片冰在制造出来后迅速干燥、过冷。；②要设置冰库，将片冰机设置在库顶，片冰生成自动入库，从而减少中转。③使用螺旋机、胶带机和气力输送片冰。螺旋机在输送过程中会对片冰挤压、搅动，冰片融化成冰粉的速度较快，冷耗较大。胶带机输送比螺旋机输送的距离长、冷耗小。前两种方式都要求制冰机靠近拌和楼，且主要为水平输送。气力输送冰片的方式适用于长距离输送，同时，气力输送还可以向上提升，不需要准备较高的冷冻楼。
4.2.2 骨料控温的操作方法
骨料控温的操作方法分为以下3步：①将骨料堆高度提升至6m，骨料温度能降低至接近月平均的气温。②采用风压0.5MPa、水压0.4MPa、温度为2～5℃的水喷射成的水雾从骨料堆顶部喷洒，可使骨料温度降低2～3℃。③骨料预冷可以大幅度降低骨料温度。通过水冷法、风冷法、真空汽化法和液氮法等方法能实现骨料的预冷。
此外，水利设施保护部门除了要在高温季节进行大坝保护外，在低温季节也要加强大坝表面的保温工作。大坝坝体遇到寒潮袭击时，内外温差会失控，混凝土表面温度梯度下降，混凝土大坝的表面易出现裂缝。
5 结束语
综上所述，加强对大坝混凝土施工温度控制技术的研究分析，对于其良好施工效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的大坝混凝土施工过程中，应该加强对施工温度控制关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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