浅析碾压混凝土层面结合质量的控制--中国期刊网

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浅析碾压混凝土层面结合质量的控制

发表时间：2020/10/15 来源：《基层建设》2020年第19期作者：樊煜萌晁旭雷英颖

[导读] 摘要：经过几十年的发展，中国碾压混凝土大坝施工技术已达到世界领先水平。

        陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院陕西省咸阳市 712000
        摘要：经过几十年的发展，中国碾压混凝土大坝施工技术已达到世界领先水平。特别是龙滩水电站高温连续快速施工技术，充分展示了碾压混凝土筑坝的优势，为节约施工成本和早期效益做出了突出贡献。然而，碾压混凝土层间结合问题已被国内外专家广泛讨论和深入研究。
        关键词：碾压混凝土层；层面结合；抗剪强度；质量控制；
        由于碾压混凝土坝采用薄层碾压连续上升，使碾压混凝土坝具有多层面的结构特性，如果层面结合不好，层面间的抗拉强度和凝聚力会显著变小，甚至会形成渗漏通道。对于高碾压混凝土重力坝或拱坝，层间结合质量直接影响坝体稳定性。因此，研究碾压混凝土层面结合机理，分析层面结合质量影响因素，并提出确保层面结合质量措施，对确保大坝快速优质施工有着十分重要的意义。
        一、大坝碾压混凝土的配合比设计
        绝对体积法作为大坝碾压混凝土的最常见配合比设计法，设计时，主要考量混凝土强度、抗冻性和抗渗性是否符合大坝设计的实际要求。原材料质量达标与否直接关系到混凝土质量，对整体结构施工具有重要影响，因此要对各种指标及原材料进行严把关。原材料的指标主要包括级配、含水率、粒径、外加剂种类、表观密度、外加剂性质和其相容性等。在用水量的选用上，需要依据施工要求标准、粗骨料最大粒径两方面考虑，通过实验配比选择最佳用水量。选砂时依据相应原则，如骨料分离的现象少、密度大、强度大、混凝土拌制物的VC值最小等原则，筛选出最佳的砂率。在正式拌制前，最好先进行试拌，确定所需的施工度，当不符合时以便及时进行调整，对符合标准的混凝土进行力学性能的测定。当所有指标都符合设计要求时，确定所配的混凝土配合比，在施工方和建设方测试无误确认的情况下，提交施工。
        二、碾压混凝土层面结合质量控制
        1.层面质量控制。（1）原材料质量控制。碾压混凝土所使用的各类原材料，必须有相关的质量检测合格证明，并进行进场前质量检测试验。（2）混凝土生产质量控制。1）优化混凝土配合比。2）拌制预冷混凝土。3）碾压混凝土拌和物的Vc值根据气候及仓面施工状况实行动态控制，一般情况下Vc值应控制在4±1s秒。4）严格控制碾压混凝士拌和物含气量，其变化范围为4±1％。（3）混凝土运输质量控制。碾压混凝土运输主要采用高速皮带机和自卸汽车直接入仓两种方式。1）高速皮带机运输。①将其封闭并设冷风管道，对运输的混凝土进行风冷，以控制碾压混凝土运输过程温度回升不超过3℃。②控制拌和楼出机口放料流量，保证皮带上料流量连续均匀。2）自卸汽车运输。①喷雾以降低拌和入口处小环境气温。②车厢顶部设活动遮阳棚，外侧面贴隔热板以降低箱体温度。③合理调度，严格控制混凝土在车上的滞留时间。3）混凝土浇筑尽量安排在早晚和夜间低温时段施工，避免正午10：00～16：00浇筑，以尽可能降低混凝士温度回升。（4）混凝土仓面质量控制。在碾压混凝土浇筑过程中，采取综合的降温保温措施，以减少混凝土温度回升，达到保温、保湿、防晒、延缓碾压混凝土的初凝时间、减少VC值损失以及降低混凝土浇筑温度的作用。1）仓面覆盖。在高气温环境条件下，在碾压混凝土平仓以后至碾压以前，或碾压以后至下层混凝上拌和物卸料以前这一段间隔时间内，对仓面及时进行覆盖，起到了保温保湿的作用，还可延缓碾压混凝土的初凝时间，减少Vc值的增加。2）仓面喷雾。采用喷雾的方法，可以形成适宜的人工小气候，起到降温保湿、减少Vc值的增长，降低混凝土的浇筑温度以及防晒的作用。3）仓面Vc值控制。

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仓面Vc值进行动态管理，根据现场的气温、昼夜、阴晴、湿度等气候条件适当调整出机口vc值，出机口VC值一般控制在2～4s，仓面VC值一般控制在3～5s，以碾压完毕时混凝土层面达到全面泛浆、人在上面行走微有弹性、仓面没有骨料集中等作为标准。4）层间间隔时间控制。碾压混凝土施工层间允许间隔时间的控制是以下层碾压混凝土的初凝时间来控制的。当碾压混凝土连续浇筑时，在初凝时间以内，层间不需作任何处理，可保证层间质量；若超过初凝时间即被视为冷缝，就必须采取措施对层面进行处理才能进行下一层混凝土的铺筑，或按施工缝处理。
        2.层面处理。碾压混凝土层面结合方式有三种：①热升层，即层间间隔时间小于初凝时间：②暖升层，即层间间隔时间处于初凝临界状态；③冷升层，即混凝土已终凝。其中热升层层面一般不作任何处理，但当高温、降雨影响到层面结合质量时，可视情况决定在层面铺胶凝材料净浆或铺水泥砂浆：暖升层层面铺胶凝材料净浆或水泥砂浆；冷升层层面按施工缝进行处理，即冲毛后铺1．5cm厚水泥砂浆。（1）层面摊铺胶凝材料净浆、水泥砂浆配合比。1）水胶比。施工过程中，对由配合比试验确定的胶凝材料净浆、水泥砂浆配合比（主要是水胶比）作适当的调整，以适应气温、降雨、大气相对湿度、风速及太阳辐射等环境因素的变化。在胶凝材料净浆、水泥砂浆的配制中根据净浆、砂浆摊铺后的可能暴露时间扣除因降雨而增加的水量。2）强度等级。层面上摊铺胶凝材料净浆、水泥砂浆的强度等级是层面结合强度的重要影响因素。把层面上摊铺胶凝材料净浆、水泥砂浆的强度等级提高一级，可有效地提高，也可有效地提高层面的抗拉强度（强度等级为C15的碾压混凝土90d龄期的轴拉强度为2．85MPa，而强度等级为C20的碾压混凝土90d龄期的轴拉强度为3．72Mpa）。3）粉煤灰掺量。随着胶凝材料中粉煤灰掺量的增大，碾压混凝土的抗压强度、抗拉强度等都随之降低，尤其是抗拉强度。因此在可能出现拉应力的部位，胶凝材料净浆、水泥砂浆中的粉煤灰掺最不宜过高：而在压应力较大的区域，胶凝材料净浆、水泥砂浆中的粉煤灰掺量可适量提高。（2）层面处理技术。常用的层面处理方式有：在层面上铺一层胶凝材料净浆、水泥砂浆或细骨料混凝土等三种方式；而根据层面本身是否冲毛处理又可分为冲毛处理和不冲毛处理两种方式。碾压混凝土层面处理方式的选择需要兼顾两方面的要求：①能有效提高层面结合强度。②层面处理方式的施工过程操作简单，并且能适应高温、降雨、干燥有风或太阳辐射等不利环境条件的变化。1）层面铺胶凝材料净浆、水泥砂浆。在层面上铺胶凝材料净浆、水泥砂浆及垫层细骨料混凝土几种处理方式中，从提高层面结合强度方面考虑，选择铺胶凝材料净浆、水泥砂浆的方式更有效。从方便施工的角度考虑，铺细骨料混凝土不仅需专门的摊铺设备，而且其摊铺厚度不易控制。对于胶凝材料净浆、水泥砂浆，不仅摊铺工艺简便，而且其水胶比较易根据施工时的环境条件因素作出适当的调整以满足设计要求。2）层面铺胶凝材料净浆、水泥砂浆和层面冲毛或凿毛处理的组合。鉴于层面铺浆前作冲毛或凿毛处理能        增大上下层碾压混凝土物料问的结合面积，提高上下层骨料间的咬合程度，进而有效提高层面结合强度，故对施工间歇缝面在铺浆前对层面先作冲毛或凿毛处理。因此，热升层施工最简单、层间胶凝材料含量与混凝土本体一样、层间结合质量最好；暖升层则须在层面铺洒胶凝材料净浆后才能铺筑上一层混凝土，增加了胶凝材料的用量和混凝土的水化热；而冷升层的处理必须按施工缝的要求对老混凝土面进行冲毛或凿毛，达到层间间歇时间要求后，在其面上铺洒水泥砂浆，才能进行上一层混凝土铺筑，同样增加了层间胶凝材料的含量和混凝土的水化热，相比较层面处理速度慢，且不经济。
        总之，在施工过程中，切忌一味追求施工进度和建设成本而忽视质量，要稳扎稳打的做好每一项细节，在确保整体施工质量的前提下，稳步推进工程进度，实现水电站建设高质、高效的快速发展。
        参考文献：
        ［１］刘平．碾压混凝土层面结合质量的控制．2018.
        ［２］张旭．碾压混凝土坝铺筑层面结合质量控制技术.2019.