淺談白蓮崖水庫工程碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)與防護(hù)

張兆勝

淺談白蓮崖水庫工程碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)與防護(hù)

張兆勝

安徽白蓮崖水庫工程大壩設(shè)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(shè)縱縫，設(shè)置橫縫及誘導(dǎo)縫，間距不超過50m。在低溫季節(jié)采用整體通倉薄層填筑，全斷面碾壓，連續(xù)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(huán)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(jié)合以及碾壓混凝土的物理力學(xué)性能。因此在施工過程必須采取有效的措施加以防護(hù)；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(yīng)非常緩慢，因此進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)的過程歷時比常態(tài)混凝土要長。

一、白蓮崖水庫碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)和防護(hù)總體要求

施工過程中,碾壓混凝土的層面應(yīng)保持濕潤。正在施工和剛剛碾壓完畢的層面，應(yīng)防止外來水流入。在施工間歇期間，碾壓混凝土終凝后應(yīng)立即開始灑水養(yǎng)護(hù)。對水平施工縫和冷縫，灑水養(yǎng)護(hù)應(yīng)持續(xù)至上一層碾壓混凝土開始鋪筑為止；對于永久暴露面，養(yǎng)護(hù)時間不宜少于28天；臺階狀表面的棱角應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。有溫控要求的碾壓混凝土，應(yīng)根據(jù)溫控設(shè)計采取相應(yīng)的防護(hù)措施；低溫季節(jié)和寒潮易發(fā)期，應(yīng)有專門的防護(hù)措施。

二、白蓮崖水庫碾壓混凝土水分散發(fā)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(tài)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(fēng)速、日曬影響，碾壓混凝土表面的水分蒸發(fā)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(fēng)速9m/s時，混凝土表面失水量約為1.65kg/m2·h。當(dāng)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(zhì)和摻量、外加劑等的影響，但主要是由單位用水量決定，即：當(dāng)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(dāng)使用減水率為20%左右的減水劑時，使用VB儀（HGC-1型）試驗結(jié)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(jīng)驗關(guān)系式：

式中：VC值—碾壓混凝土振動壓實值，秒；

e—自然對數(shù)體系中的底數(shù)，其數(shù)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(guān)的參數(shù)，由試驗確定。即相應(yīng)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(dāng)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(dāng)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(qiáng)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(fā)現(xiàn)，當(dāng)日曬歷時超過2h后，碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸降低，而超過3h后強(qiáng)度降低加劇。因此，RCC拌和物一經(jīng)攤鋪，應(yīng)盡快進(jìn)行碾壓。

三、保持環(huán)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(tài)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(fā)，但是碾壓混凝土在運(yùn)輸、卸料、攤鋪過程總還是有一部分水分散發(fā)，因此VC值應(yīng)采取動態(tài)控制。根據(jù)不同的施工季節(jié)、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(jīng)驗關(guān)系式進(jìn)行估算。

2.碾壓層面（倉面）保濕

對于日曬、較大的風(fēng)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(fēng)速時采用此方法效果不佳，而且對倉面的其他工序的作業(yè)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(jié)果表

圖1 VC值與用水量關(guān)系圖

噴霧裝置是采用壓力水和風(fēng)混合噴射。霧化后水珠顆粒細(xì)微，分布均勻，易于蒸發(fā)。據(jù)量測最大霧化降水強(qiáng)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(yè)。

3.碾壓混凝土運(yùn)輸過程的保濕

白蓮崖水庫大壩碾壓混凝土水平運(yùn)輸主要采用自卸汽車，垂直運(yùn)輸主要采用門機(jī)、滿管溜槽。水平運(yùn)輸小于2km，運(yùn)輸時間為10～15min，但由于效率因素，有時會出現(xiàn)汽車在入倉口或門機(jī)起吊平臺處待料，使實際運(yùn)輸時間有時超過30min。為控制混凝土在運(yùn)輸過程中水份散發(fā)過快，在自卸車車廂頂部設(shè)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(xì)鋼管，鋼管上套裝滑環(huán)，滑環(huán)與帆布相連。利用細(xì)鋼絲繩人工牽引滑環(huán)即可實現(xiàn)遮陽棚開閉操作。

四、碾壓混凝土的防護(hù)

1.降水的防護(hù)

降水防護(hù)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(hù)措施。

試驗數(shù)據(jù)表明：降雨強(qiáng)度小于4mm/h對碾壓混凝土的質(zhì)量是容許的。國內(nèi)多數(shù)工程以4mm/h（DL/T5112-2000規(guī)定為3mm/h）降雨強(qiáng)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(hù)方法，是將鋪筑層面保持一定的傾斜度，當(dāng)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(jié)合層面的質(zhì)量要求傾向上游，一般的坡比為1∶20。

2.低溫的防護(hù)

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(zhì)量受到很大的影響。與常態(tài)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(chǎn)生裂縫。因此碾壓混凝土的低溫防護(hù)是必要的。碾壓混凝土的低溫防護(hù)包括兩方面：施工過程混凝土層面的防護(hù)和永久暴露面的保護(hù)。

（1）施工過程碾壓混凝土層面的防護(hù)

白蓮崖水庫碾壓混凝土施工盡量安排在可施工日期內(nèi)進(jìn)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(hù)

永久暴露面的保護(hù)是指在施工期內(nèi)對混凝土永久暴露面的外表面所進(jìn)行的保溫防護(hù)。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(hù)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(yù)制板等。

五、結(jié)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(tài)。在施工間歇期間，碾壓混凝土終凝后即應(yīng)開始養(yǎng)護(hù)工作，對水平施工面養(yǎng)護(hù)持續(xù)到上一層碾壓混凝土開始鋪筑位置，對永久暴露面，養(yǎng)護(hù)28d以上。另外，白蓮崖水庫在施工過程中還加強(qiáng)混凝土的成品保護(hù)與防護(hù)，防止了裂縫和混凝土損害的發(fā)生。白蓮崖水庫上述做法對碾壓混凝土的養(yǎng)護(hù)和防護(hù)起到很好的效果，值得推廣借鑒

（作者單位：安徽水利開發(fā)股份有限公司233000）

（專欄編輯：周權(quán)）