吉音水利枢纽面板混凝土防裂技术研究.pdf
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1、第1 l 期 ( 总第1 4 0 期) 中国水 能及电气化 N o 1 1 ( T O T A L N o l 4 0 ) 2 0 1 6 年 l 1 月 C h i n a Wa t e r P o w e r &E l e c t r i f i c a t i o n D OI :1 0 1 6 6 1 7 j c n k i 1 1 - 5 5 4 3 T K 2 0 1 6 1 1 0 1 5 吉音水利枢纽面板混凝土防裂 技术研 究 张保 才 ( 新疆吉音水利枢纽工程建设管理局,新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 【 摘要】 混凝土面板作为大坝防渗体系重要的组成部分,其裂缝一直
2、被建设各方所关注,特别在高寒、干燥 地区建设的面板坝,混凝土裂缝更是工程界致力于解决的难题。吉音水利枢纽工程 区域属高寒高海拔区,自然 环境和气候条件恶劣,为解决施工环境和 自然环境等不利 因素造成面板开裂的问题,以提高面板抗裂为目的, 开展 了防裂材料优选、配合比试验研究,通过严格施工质量管理、加强养护,有效消除了不利因素对混凝土面 板的影响,值得类似工程借鉴。 【 关键词】 面板混凝土;防裂技术;研究 中图分类号 :T V 5 4 4 文献标识码 :A 文章编号 :1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 6 )1 1 - 0 0 5 5 - 0 6 S t u d y o n
3、Co n c r e t e Fa c e Cr a c k Co n t r o l Te c h n o l o g y f o r J i y i n Hy d r 0 j u n c t i 0 n Z HANG B a o c a i ( S i n k i a n g J i y i n H y d r o - j u n c t i o n P r o j e c t C o n s t r u c t i o n a n d Ma n a g e m e n t B u r e a u ,U r u m q i 8 3 0 0 0 0 , C h i n a ) Ab s t
4、r a c t :C o n c r e t e f a c e a r e i mp o r t a n t p a r t s o f a n t i s e e p a g e s y s t e m o f t h e d a m a n d t h e i r c r a c k s h a s d r a wn a t t e n t i o n s o f a l l p a r t i e s i n v o l v e d i n t h e c o n s t r u c t i o n Es p e c i all y f o r t h e c o n c r e t
5、e f a c e d a m c o n s t ruc t e d i n a r c t i c a l p i n e a n d d r y a r e a ,c o n c r e t e c r a c k i s a d i ffic u l t p r o b l e m w h i c h t h e e n g i n e e r i n g s e c t o r i s d e v o t e d t o s o l v i n g J i y i n H y d r o - j u n c t i o n p r o j e c t i s l o c a t e
6、d a t a r c t i c alp i n e a n d h i g h alt i t u d e a r e a wh e r e t h e r e a r e h a r s h n a t u r al e n v i r o n me n t a n d c l i ma t e c o n d i t i o n s I n o r d e r t o s o l v e t h e c o n c t r e t e f a c e c r a c k i n g p r o b l e m c a u s e d b y u n f a v o r a b l e
7、f a c t o r s s u c h a s t h e c o n s t r u c t i o n e n v i r o n me n t a n d t h e n a t u r a l e n v i r o n me n t ,a n t i c r a c k i n g ma t e r i a l s e l e c t i o n a n d mi x p r o p o r t i o n t e s t a r e c o n d u c t e d t o i mp r o v e t h e c r a c k r e s i s t a n c e o
8、f c o n c t r e t e f a c e T h r o u g h s t r i c t c o n s t ru c t i o n q u a l i t y ma n a g e me n t a n d s t r e n g t h e n i n g c u r i n g,e f f e c t s o f a d v e r s e f a c t o r s o n t h e c o n c r e t e f a c e a r e e l i m i n a t e d a n d t h i s i s w o rt h r e f e r e n
9、c e b y s i mi l a r p r 0 j e c t s Ke y wo r ds:f a c e c o n c r e t e;c r a c k c o n t r o l t e c hn o l o g y;s t ud y 1 工程简介 吉音水利枢纽工程 ( 以下简称吉音工程)位 于 新疆和田地区于田县克里雅河干流中游。河道窄深陡 峭 ,坝址海拔 2 5 1 4 5 m,为低山丘陵区,属高海拔寒 冷 区。根据 资 料统 计 ,坝 址 区多 年平 均 气 温 9 6 , 极端最高气温 4 3 ,极端最低气温 2 6 3 c = ,平均降 水量 1 2 3 3 m m,
10、平均蒸发量 1 8 4 7 m m,湿度 4 5 2 , 5 5 科学研究及工程设计 S c i e nt i f i c Re s e a r c h En g i n e e r i n g De s i g n 平均风 速 1 5 m s ,最大 风速 1 6 m s , 自然 环境 恶劣 。 吉音工 程由爆破料堆石混凝 土面板拦河 坝 、表孔溢洪 洞、发电引水洞 、底孔冲沙放空洞 ( 导流洞改建龙头 型式) 、地面厂房等组成 ,设计防洪标准 1 0 0年一遇 , 校核防洪标准 2 0 0 0年一遇,最大坝高 1 2 4 5 m,坝顶 长 4 8 9 m,电站总装机 2 4 0 0 0
11、0 k W h ( 3台机组) ,总 库容 8 2 0 0万 m 。吉音工程是一座 以灌溉、防洪为 主,兼顾发电的等中型水利枢纽工程。 吉音工 程 大 坝 混 凝 土 面 板 ,上 游 迎 水 面 坝 坡 1 : 1 4 ,最大坡长 1 3 9 2 6 m, 面板厚度 自上 而下 由 3 0 c m渐变到 6 0 c m,面板总 面积 5 2 5万 r n ,混 凝 土 工 程 量 2 1 9万 m ,为 C 2 5 F 2 0 0 W1 2聚丙烯纤维混凝土 ,钢筋制安 1 3 6 3 3 0 t , 铜止水制安 5 8 4 2 8 0 m。面板按设计要 求分 为 5 4个板 块 ,其 中 1
12、 2 m宽板块 2 6块 、6 m 宽板块 2 8块 ,面板 混凝 土最 大浇 筑强度 达到 1 0 2 6 4 m 月。 2 面板抗 裂研 究的重要意义 面板是浇筑在大坝迎水坡斜坡上的薄板,厚度 薄 、结构面暴露 面积 大。特殊体型结构 ,决定 了面板 对环境温度和湿度的变化影响比较敏感 ,特别是内外 温差过大和混凝土干缩 、失水过快 ,容易使混凝土内 部产生拉应变,再加上面板基础面约束和混凝土施工 质量不均匀影响,将导致面板出现裂缝 ,这种面板裂 缝会破坏混凝土结构的整体性 ,降低混凝土的抗冻、 抗渗能力 ,影响混凝土的坚固耐久性 ,直接影 响面板 使用寿命,威胁大坝安全。因此 ,对面板混
13、凝土抗裂 问题进行研究及采取相应防裂措施进行处理,是建设 各方在 面板 坝施 工过程 中,普 遍关心 的重要 内容 之一 。 3 混凝土面板 防裂措施 面板裂缝 ,主要是由温度、干缩和变形三个方面 原因引起 的。因此 ,要防止混凝土裂缝发生 ,就应采 取相应措施 ,保证混凝土内在质量和外观要求。 3 1 增强混凝土 自身抗裂性能 混凝 土原 材 料 的品质 对抗 裂起 着至 关重 要 的作 用,优质的原材料是提高混凝土 自身抗裂性能和内在 质量保证的基础。吉音工程混凝土面板使用的各种原 材料,根据项 E t 所处环境和资源状况进行了优选。 3 1 1 选择优质中热水泥 降低混凝土水化热可有效减
14、少温度裂缝 ,为此 , 项 目法人在新疆洛甫天山水泥有限公司,特别定制、 生产中热硅酸盐 P M H 4 2 5水泥用于混凝土浇筑 ( 检 测 成 果 统 计 详 见 表 1 ) 。7 d水 化 热 检 测 结 果 为 2 6 3 k J k g , 小于 国标 2 9 3 k J k g的标 准。施工 后 的混凝 土通过埋设于面板混凝土不同部位的 2 7支电子温度 计监测。监测数据显 示:混凝 土 内部温 升最高为 2 7 3 0 C、平均最高 2 3 6 0 C,较普硅水泥降温 I O C 以上 ,水泥水化热降低效果较明显。 表 1 面 板 混 凝 土 用 中 热 水 泥 物 理 力 学
15、性 能 检 测 成 果 比表面积 凝结时 间 mi n 抗折强度 MP a 抗压强度 MP a 水泥 品种 统计项 目 安定 性 ( m k g ) 初凝 终凝 3 d 2 8 d 3 d 2 8 d 组数 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 天山中热 平均值 3 8 0 2 5 合格 1 8 6 2 9 1 5 2 5 6 5 0 2 0 1 0 4 7 7 0 P M 4 2 5 最大值 3 8 6 合格 1 9 4 2 9 8 5 5 O 7 o o 2 2 0 o 4 8 5 0 最小值 3 6 3 合格 1 7 8 2 8 5 5 o o 6 0 o 1
16、8 2 O 4 6 9 0 GB 2 0 0中热 P M4 2 5 国家标准 2 5 0 合格 6 0 7 2 0 3 O 6 5 1 2 O 4 2 5 3 1 2 选择合适的掺和料和外加剂 保证设计强度指标 的前提下,改善混凝土的施工性 大量实践证明,水泥中掺加适量的掺和料,可在 能,达到减少混凝土的水化热 、提高混凝土耐久性的 5 6 科学研究及工程设计 S c i e n t i f i c Re s e a r c h& E n g i n e e r i n g De s i g n 目的。项 目法人在混凝土面板施工中,选用品质稳定 裂缝的辅助作用 ( 检测成果见表2 ) 。 的某
17、火电厂生产的 F 类 I 级粉煤灰,起到减少混凝土 表2 面 板 混 凝 土 粉 煤 灰 物 理 力 学 性 能 检 测 结 果 粉 煤 灰 品 种 统计项 目 细度 烧失量 三氧化硫含量 需水量 l: t 含水量 组数 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 平均值 1 1 O 2 2 2 6 1 3 3 9 3 O 1 O I级粉煤灰 最大值 l 1 3 O 3 5 7 1 9 0 9 4 0 1 3 最小值 1 O 7 0 1 1 3 O 7 1 9 2 O O 6 G B T1 5 9 6 -2 0 0 5标准 1 2 5 3 9 5 1 O 为进一步减少混凝土用水量,延长坍落度损失时
18、 间,提高混凝土密实性,以达到减少混凝土水化热、 改善 混 凝 土 的 和 易 性 、提 高 混 凝 土 抗 裂 性 能 的 目 的 ,经 配合 比试 验 ,外 加剂选 用某 公 司生产 的 A X 1 减水剂和 A X S F型引气 剂 ( 检测 试验成果 见表 3 、 表 4 ) 。 表 3 加 减 水 剂 混 凝 土 性 能 试 验 结 果 外加剂 固含量 减水率 含气量 泌水率 凝结时间差 m i n 抗压强度比 2 8 d收缩 编 号 名称 掺量 比 初凝 终凝 1 d 3 d 7 d 2 8 d 率比 D1 AX 1 O 8 2 8 9 3 2 5 2 8 3 8 4 +7 0 +
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- 关 键 词:
- 水利枢纽 面板 混凝土 技术研究
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