第七讲混凝土坝工程施工技术探讨.ppt

第七讲 混凝土坝工程施工技术 ;1、混凝土工程施工技术的发展历程;;;2、混凝土生产;二滩工程建成了包括分级生产人工砂和机械脱水的人工砂石料生产系统。 三峡工程建成了目前世界上规模最大的月生产成品砂39万t、成品粗骨料76万t的人工砂石加工系统，采用了新型液压圆锥破碎机和立式冲击破碎机等先进的砂石生产设备。; 掺合料：除广泛掺用优质粉煤灰外，有些工程掺用凝灰岩粉，拌制的混凝土具有弹性模量低、极限拉伸值大等特点。有的工程还使用磷矿渣作掺合料。 外加剂：目前，水工混凝土使用的外加剂品种较多，包括高效减水剂、引气剂和缓凝剂等。有的工程使用具有减水缓凝和引气作用的外加剂，取得了显著的技术、经济效益。;;3、混凝土运输;;4、混凝土施工;;;5、加快混凝土工程施工的途径;;;6、混凝土工程的温度控制;6.1 大体积混凝土结构的特点; (2)大体积混凝土结构断面尺寸比较大，混凝土浇筑以后，由于水泥的水化热，内部温度急剧上升，此时混凝土弹性模量很小，徐变较大，升温引起的压应力并不大； 但在日后温度逐渐降低时，弹性模量比较大，徐变较小，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。;(3)大体积混凝土通常是暴露在外面的． 表面与空气或水接触，一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力。 ;(4)大体积混凝土结构通常是不配钢筋的，或只在表面或孔洞附近配置少量钢筋，与结构的巨大断面相比，含钢率是极低的。 在钢筋混凝土结构中，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力。 在大体积混凝土结构内，由于没有配置钢筋，如果出现了拉应力，就要依靠混凝土本身来承受。;在大体积混凝土结构的设计中，通常要求不出现拉应力(如重力坝的设计)或者只出现很小的拉应力，对于自重、水压力等外荷载，要做到这点一般并不困难。 在施工过程中和运行期间，在大体积混凝土结构中往往会由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是颇不容易的。;;;;在早期升温阶段，杆内产生了压应力，但因早期混凝土弹性模量比较小，松弛系数也比较小，因此压应力的数值不大； 到了后期降温阶段，混凝土弹性模量较大，松弛系数也较大，单位温差产生的应力增量比较大，因此，随着杆内温度的逐步降低，不但早期压应力被抵消了，而且在杆内还会产生很大的剩余拉应力。 当温度变幅达到12—20℃时，对于受到完全约束的混凝土，后期产生的拉应力足以使混凝土被拉断。 混凝土结构温度应力： 混凝土的弹性模量是随着龄期而变化的； 混凝土徐变的影响。;工程教训;混凝土的抗压强度和抗压极限压缩变形一般较高，但其抗拉强度和极限拉伸值很低，抗拉强度约为其抗压强度的1/8~1/20。一般200号混凝土28天龄期的极限拉伸值极少超过10×10-4。因此防止大体积素混凝土或少筋混凝土结构产生裂缝，不是轻而易举的事。 为避免危害性裂缝的产生，既要在结构上精心设计，又要优选混凝土原材料和配合比，并在施工全过程中加强温度控制，必须付出必要的代价。 若忽视了预防裂缝，一旦产生危害性裂缝，为了恢复结构的整体性、抗渗性、耐久性，用于加固工程的费用往往超过温控防裂的费用，因此应以预防为主。 ;; 混凝土的自生体积变形 混凝土仅由于水泥水化所产生的与荷载和温度、湿度变化无关的变形，称为自生体积变形。 据国内外混凝土坝内无应力计实测的大量结果，自生体积变形有收缩也有膨胀。 混凝土的徐变 大体积水工混凝土内部湿度基本上是饱和的，混凝土早龄期加荷的徐变度大于晚龄期加荷的徐变度。 我国大坝混凝土一般均掺用粉煤灰，掺量约为25％~40％。试验表明，在大量掺用粉煤灰的混凝土中，其受拉徐变不同于受压徐变，一般情况下前者小于后者。;;;;按允许变形进行温度控制设计时，有： 式中，Tp-浇筑温度；Tf-稳定温度； Tr-水化热温升；μ-泊松比α-线膨胀系数；A1-均匀温差约束系数；A2-不均匀温差约束系数；K-安全系数；Kp-松弛系数；Kr-考虑早期升温的应力折减系数一般可取0.8-0.85；ε0-自身体积变形；ε1-极限拉应变；η-考虑混凝土随龄期发展的折减系数，若膨胀发生在早期（如低热膨胀水泥），其值取0.05-0.10；若晚龄期膨胀占相当比例，可取0.5-0.7. ;6.2 温度控制标准;(1)基础允许温差标准见表23—10。采用此表的前提条件是：基础混凝土28d龄期的极限拉伸值不低于0.85x10-4；施工质量均匀、良好；基础与混凝土的弹性模量相近；施工时短间歇均匀上升；浇筑块尺寸高宽比不小于0.5等。不符合以上条件者，须另行研究。; (2)上下层温差标准。允许温差为15~20℃，在老混凝土面停歇大于28d时考虑。 (3)表面保护标准。基础混凝土、上游坝面及其他重要部位的混凝土，当其龄期不