淺談白蓮崖水庫工程碾壓混凝土的養護與防護

張兆勝

淺談白蓮崖水庫工程碾壓混凝土的養護與防護

張兆勝

安徽白蓮崖水庫工程大壩設計采用全斷面碾壓混凝土雙曲拱壩，最大壩高104.6m，壩頂弧長421.86m，壩頂寬8.0m，拱冠處壩底厚30.064m，厚高比為0.278。壩體采用C20二級配和三級配碾壓混凝土，不設縱縫，設置橫縫及誘導縫，間距不超過50m。在低溫季節采用整體通倉薄層填筑，全斷面碾壓，連續上升工藝。

由于碾壓混凝土用水量和用漿量少，拌和物是超干硬性的、松散狀的散粒體。在施工過程中隨環境條件的變化，其稠度（VC值）的變化甚為敏感。VC值超出范圍，不僅影響壓實效果，而且也影響層間結合以及碾壓混凝土的物理力學性能。因此在施工過程必須采取有效的措施加以防護；另一方面，碾壓混凝土中摻有大量的粉煤灰，其前期的水化反應非常緩慢，因此進行濕養護的過程歷時比常態混凝土要長。

一、白蓮崖水庫碾壓混凝土的養護和防護總體要求

施工過程中,碾壓混凝土的層面應保持濕潤。正在施工和剛剛碾壓完畢的層面，應防止外來水流入。在施工間歇期間，碾壓混凝土終凝后應立即開始灑水養護。對水平施工縫和冷縫，灑水養護應持續至上一層碾壓混凝土開始鋪筑為止；對于永久暴露面，養護時間不宜少于28天；臺階狀表面的棱角應加強養護。有溫控要求的碾壓混凝土，應根據溫控設計采取相應的防護措施；低溫季節和寒潮易發期，應有專門的防護措施。

二、白蓮崖水庫碾壓混凝土水分散發的影響試驗

1.對碾壓混凝土的影響

碾壓混凝土的用水量較常態混凝土少,因此失水對稠度的影響極為顯著。受高溫、低濕度、高風速、日曬影響，碾壓混凝土表面的水分蒸發量是很大的。白蓮崖水庫碾壓混凝土在氣溫25℃，相對濕度35%，混凝土溫度25℃，風速9m/s時，混凝土表面失水量約為1.65kg/m2·h。當鋪筑厚度為0.3m時，則每m3/h碾壓混凝土的失水量約為：1.65/0.3=5.5（kg/m3·h）。

2.對工作度（VC值）的影響

碾壓混凝土拌和物的工作度（VC值）盡管受到砂率、骨料、粉煤灰的品質和摻量、外加劑等的影響，但主要是由單位用水量決定，即：當混凝土原材料、最大骨料粒徑和砂率不變時，如果用水量不變，則碾壓混凝土的工作度也大致不變。當使用減水率為20%左右的減水劑時，使用VB儀（HGC-1型）試驗結果表明，碾壓混凝土拌和物單位用水量與VC值符合以下的經驗關系式：

式中：VC值—碾壓混凝土振動壓實值，秒；

e—自然對數體系中的底數，其數值為2.7183；

W—碾壓混凝土拌和實際單位用水量，kg/m3；

A—與用水量有關的參數，由試驗確定。即相應于混凝土拌和物VC值為10s的單位用水量。如碾壓混凝土拌和實際單位用水量為85kg/m3時，由試驗得VC值為10s（見圖1），則A=85。

當碾壓混凝土拌和物的實際單位用水量為85kg/m3時，可算出VC值為10s；當碾壓混凝土拌和物失水5.5kg/m3（即W=79.5）時，VC值為15.7s，VC值增加5.7s。

3.對碾壓混凝土抗壓強度的影響

白蓮崖水庫通過碾壓混凝土鋪筑日曬試驗（見表1）發現，當日曬歷時超過2h后，碾壓混凝土的抗壓強度逐漸降低，而超過3h后強度降低加劇。因此，RCC拌和物一經攤鋪，應盡快進行碾壓。

三、保持環境及碾壓混凝土濕度的方法

1.碾壓混凝土拌和物的VC值采取動態控制

白蓮崖水庫施工過程中，盡管碾壓混凝土層面采取措施防止水分散發，但是碾壓混凝土在運輸、卸料、攤鋪過程總還是有一部分水分散發，因此VC值應采取動態控制。根據不同的施工季節、時段、氣候、施工歷時長短等因素，采用不同的VC值。例如氣溫高，VC值取小值（增加用水量）；氣溫低，VC值取大值（減少用水量）。增加或減少用水量可以利用上述經驗關系式進行估算。

2.碾壓層面（倉面）保濕

對于日曬、較大的風速，白蓮崖水庫曾采用塑料薄膜（布）遮蓋碾壓混凝土表面，取得一定的效果。但是，高風速時采用此方法效果不佳，而且對倉面的其他工序的作業也有很大的干擾。因此對于高溫、低濕度，白蓮崖水庫采用了一種有效的方法——倉面噴霧。

表1 碾壓混凝土鋪筑日曬試驗結果表

圖1 VC值與用水量關系圖

噴霧裝置是采用壓力水和風混合噴射。霧化后水珠顆粒細微，分布均勻，易于蒸發。據量測最大霧化降水強度為4.1mm/hr，霧罩下的倉面氣溫可降低5℃～7℃。實踐證明，在高溫氣候條件下，該方法能起到很好的保濕、降溫效果。且這種噴霧裝置簡單、便捷，不干擾其他工序作業。

3.碾壓混凝土運輸過程的保濕

白蓮崖水庫大壩碾壓混凝土水平運輸主要采用自卸汽車，垂直運輸主要采用門機、滿管溜槽。水平運輸小于2km，運輸時間為10～15min，但由于效率因素，有時會出現汽車在入倉口或門機起吊平臺處待料，使實際運輸時間有時超過30min。為控制混凝土在運輸過程中水份散發過快，在自卸車車廂頂部設置遮陽棚，并兼有防雨功能。

遮陽棚采用帆布作為遮陽材料，在車廂兩端的廂緣上，各焊一根細鋼管，鋼管上套裝滑環，滑環與帆布相連。利用細鋼絲繩人工牽引滑環即可實現遮陽棚開閉操作。

四、碾壓混凝土的防護

1.降水的防護

降水防護是指為減輕碾壓混凝土施工過程中天然降水（雨、雪、冰雹）對碾壓混凝土的影響而必須采取的防護措施。

試驗數據表明：降雨強度小于4mm/h對碾壓混凝土的質量是容許的。國內多數工程以4mm/h（DL/T5112-2000規定為3mm/h）降雨強度作為碾壓混凝土能否施工的界限。

白蓮崖水庫碾壓混凝土針對降水的防護方法，是將鋪筑層面保持一定的傾斜度，當遇到過大的降水時，覆蓋塑料布使積水順坡排出倉外。斜面的坡度有時結合層面的質量要求傾向上游，一般的坡比為1∶20。

2.低溫的防護

低溫的定義是日平均氣溫低于3℃或最低氣溫低于-3℃。碾壓混凝土常常遇到低溫或在冰點及冰點以下的氣溫條件下施工，壓實質量受到很大的影響。與常態混凝土一樣，碾壓混凝土的永久暴露面受到低溫的沖擊，混凝土外表面同樣會產生裂縫。因此碾壓混凝土的低溫防護是必要的。碾壓混凝土的低溫防護包括兩方面：施工過程混凝土層面的防護和永久暴露面的保護。

（1）施工過程碾壓混凝土層面的防護

白蓮崖水庫碾壓混凝土施工盡量安排在可施工日期內進行，若施工過程遇到低溫，則采取以下措施：①在碾壓混凝土拌和物中摻入防凍劑。②在已鋪筑的碾壓混凝土層面隨時覆蓋保溫材料。保溫材料可以視溫度的情況分別采用稻草簾（墊、袋）、麻袋布墊（簾）、乙烯泡沫墊和乙烯樹脂布等。

（2）永久暴露面的保護

永久暴露面的保護是指在施工期內對混凝土永久暴露面的外表面所進行的保溫防護。白蓮崖水庫采用保溫材料覆蓋在混凝土的表面，待到施工期末再予以拆除。永久暴露面的保溫防護材料有：雙層木模板夾鋸末、乙烯泡沫簾（墊）、聚苯乙烯泡沫塑料板、混凝土預制板等。

五、結語

白蓮崖水庫碾壓混凝土在施工過程中，通過多次試驗，采取噴霧、灑水、覆蓋塑料薄膜或麻袋等針對性措施，始終保持碾壓混凝土表面呈濕潤狀態。在施工間歇期間，碾壓混凝土終凝后即應開始養護工作，對水平施工面養護持續到上一層碾壓混凝土開始鋪筑位置，對永久暴露面，養護28d以上。另外，白蓮崖水庫在施工過程中還加強混凝土的成品保護與防護，防止了裂縫和混凝土損害的發生。白蓮崖水庫上述做法對碾壓混凝土的養護和防護起到很好的效果，值得推廣借鑒

（作者單位：安徽水利開發股份有限公司233000）

（專欄編輯：周權）