淺談面板混凝土的養(yǎng)護(hù)

淺談面板砼的養(yǎng)護(hù)引言：砼面板是砼面板壩壩體防滲的主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中對(duì)其抗裂性、抗?jié)B性、抗凍性和抗融蝕性等都有著比一般水工結(jié)構(gòu)更高的要求。對(duì)面板砼進(jìn)行精心養(yǎng)護(hù)是保證面板滿足設(shè)計(jì)要求的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前工程中對(duì)面板進(jìn)行精心養(yǎng)護(hù)的主要目的就是防止其開裂。本文擬結(jié)合新疆地區(qū)一些工程實(shí)例就面板溫度應(yīng)力、溫控原則和措施以及面板養(yǎng)護(hù)期限等問題進(jìn)行分析。一、工程實(shí)例介紹。1、工程地點(diǎn)名稱：新疆阿勒泰地區(qū)哈巴河山口水電站。2、面板設(shè)計(jì)施工情況：坡度1:1.4；厚度30cm(全長(zhǎng)等厚)；最大斜長(zhǎng)58.23m；河床部位面板橫縫間距12m；最大水力比降為133；標(biāo)號(hào)R250S8D250（二級(jí)配）；水灰比0.35—0.40,含氣量4%--6%；單層雙向配筋(Φ16)，縱、橫向配筋率分別為0.40%和0.34%；面板施工采用滑模技術(shù)，一次澆筑到頂；滑模上升速度1.5—2m/h；人工收面；不同分塊跳倉(cāng)澆筑；不間斷流水養(yǎng)護(hù)；面板澆筑期為1996年4月28日~9月26日；10月3日~11月5日對(duì)裂縫進(jìn)行了化學(xué)灌漿處理；1997年1月15日水庫(kù)下閘蓄水。3、裂縫情況綜述：在氣溫較高時(shí)（白天氣溫20oC—31oC）澆筑的壩塊，如7-3，7-5，7-9等跳倉(cāng)澆筑塊及以后澆筑的非跳倉(cāng)澆筑塊均不同程度產(chǎn)生裂縫。裂縫多發(fā)生在壩塊中部，水平向貫穿整個(gè)壩塊；裂縫都是自表面向底部發(fā)展并逐漸尖滅，不少裂縫一直發(fā)展到底面；裂縫寬度一般在0.2mm以下，間距1.2m左右；在澆筑后的15小時(shí)左右，面板溫度升至最高值，其后溫度開始下降并在澆筑后的48-72小時(shí)之內(nèi)降至初始溫度以下，在此降溫過程中即有多條裂縫產(chǎn)生。4、典型壩塊裂縫及養(yǎng)護(hù)情況：以7-3塊為例，澆筑過程中白天氣溫20~31oC，夜間最低氣溫大約在13oC左右；養(yǎng)護(hù)水溫10~14oC；入倉(cāng)溫度18~24oC；砼出模后立即用塑料薄膜覆蓋，初凝后在其上加蓋草簾；中下部砼在未凝固時(shí)溫度已達(dá)30oC，在流水（水溫10oC）養(yǎng)護(hù)過程中，下部已凝固的砼溫度繼續(xù)上升，最高至35oC；在其后的48—72小時(shí)內(nèi)，氣侯情況正常（指并未遇到大風(fēng)及降溫天氣），砼溫度則持續(xù)下降，最低下降至19oC（此時(shí)外界氣溫為13oC）；在此降溫過程中產(chǎn)生多條裂縫。二、面板裂縫的成因初步分析，導(dǎo)致面板在其澆筑后的72小時(shí)之內(nèi)（面板一直保持濕潤(rùn)狀態(tài)）即產(chǎn)生裂縫的主要原因是砼溫度收縮。分析論證如下：1、溫度應(yīng)力分析：砼溫度應(yīng)力分為三種，第一種是水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力（δ1），第二種是初始溫差引起的溫度應(yīng)力（δ2），第三種是在某一時(shí)間由于溫度場(chǎng)的溫度分布不均勻引起的溫度應(yīng)力（δx）。在面板開裂前（即溫度應(yīng)力尚未釋放前），任意點(diǎn)的砼溫度應(yīng)力即等于上述三種應(yīng)力之和。即：δ=δ1+δ2+δx——————（a）由于砼面板裂縫多發(fā)生在澆筑后的72小時(shí)之內(nèi)，在此期間，面板砼的彈模與其下砂漿墊層的彈模相近，面板平面尺寸較板的厚度相比是足夠的大，所以這一時(shí)期可以將面板視為嵌固板來(lái)近似分析求解其溫度應(yīng)力。以7—3塊面板為例進(jìn)行分析：（1）水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力δ1。由于7—3塊面板在澆筑后的72小時(shí)內(nèi)，其溫度由入倉(cāng)溫度（To）升至最高溫度（Tr），然后又降回到（To），因此，在此期間水泥水化熱引起的最終溫度拉應(yīng)力已經(jīng)出現(xiàn)。面板中心點(diǎn)水泥水化熱引起的最終溫度拉應(yīng)力的計(jì)算公式為：δ1≈0.65EaTrKp/（1-μ）————————（b）式中：E——砼28天齡期的彈模；經(jīng)a----咬砼熱膨脹系數(shù)報(bào)；們T恨r(nóng)餐—織—情水泥水化熱最升高溫升；洪K抵p丑—吳—負(fù)砼徐變應(yīng)力松付弛系數(shù)；蝶μ—風(fēng)—肝砼泊松比；斷0貿(mào).劉6解5駱—淹—否砼彈模變化的酬應(yīng)力折減系數(shù)笑。副各參數(shù)取值如野下：芽E=2蛇.褲217-2坐.萄364×10兩4獻(xiàn)Mp突a蜻哈(暈說(shuō)劍明霉:階砼叔R2鵲8嶺實(shí)際值約洋為趴28桿.蹈9Mp彼a,文據(jù)場(chǎng)此購(gòu)E=2洞.痰956×10泰4蔥,跑考慮含氣量因崇素后折酬減佩20%-25跌%樓)采；聰a嫌=問0.6蘿×奶10俗-5田-示1.2骨×牲10麻-5積/那o雷C依；造T朱r奮=12-17悶o犯C遍（入倉(cāng)溫涌度睜18麗o遣C芳-23伴o督C強(qiáng)之間，水泥水襪化熱最高溫度互為富35雨o紀(jì)C內(nèi)）；而K酬p知=貍0.5賺-冶0.8嶺；合將數(shù)值代入公顯式（崇b忘）可得謊：格δ社1尤min歐≈普0.623卷Mp呈a油；椅告δ塘1貪max敲≈籍3灑.絡(luò)010Mp難a土；籮鈔δ婦1聚平均座≈粘1敞.卸817Mp小a齡。果（相2悲）初始溫差引晌起的溫度應(yīng)死力玻δ欺2概默灑。償根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄增以及砼拌合情喬況頁(yè)，勇7匹—膽3爛塊面板砼的澆走筑溫度與當(dāng)時(shí)級(jí)日平均氣溫大擠約相同，另外抬在澆筑后事的崖7挖2家小時(shí)期間，其峰最低溫度值仍脂略高于當(dāng)脫時(shí)外界日平均電氣溫（大奶約聯(lián)18恨o些C圖左右），故可且以認(rèn)為在此期逐間談δ辛2雜一直為零。均（赤3毒）溫度場(chǎng)的溫桑度分布不均勻誦引起的溫度應(yīng)克力傻δ櫻x蹦浮。弄由于養(yǎng)護(hù)水溫贏（指水溫初始梢值照1彎0遇～角14商o寨C炮）與面板砼表享面溫度差值較宋大，另外面板墨上下表面所處片界面不同，其跪熱傳導(dǎo)邊界條撫件也不同，因卻此盡管面板厚建度較薄，仍然合存在由于溫度療分布不均勻而歪產(chǎn)生的溫度應(yīng)僅力記δ擴(kuò)x條。揪δ奶x僑在理論上是可獸求的，但由于葬在施工過程中仙未能測(cè)定出一柳些必須的計(jì)算心參數(shù)，在此只原能給出作一些異定性分析：養(yǎng)杠護(hù)水溫低于面閥板砼平均溫度絞時(shí)，面板表面份產(chǎn)生拉應(yīng)力，寄內(nèi)部則產(chǎn)生壓蝴應(yīng)力；反之則回在表面引起壓凡應(yīng)力，在內(nèi)部厘引起拉應(yīng)力。作盡管拉應(yīng)力和姐壓應(yīng)力總是同臂時(shí)存在，但由孕于砼的抗拉強(qiáng)何度遠(yuǎn)小于其抗妻壓強(qiáng)度，因鋪此嘆δ呢x熄的存在對(duì)抗裂淹而言，總是不炒利的。鬧綜合上駁述憤考，線對(duì)放7利—表3閃塊面板，與,愧在計(jì)算溫度拉絡(luò)應(yīng)力時(shí)，根據(jù)示公式（趁a槳），將得到如竹下結(jié)果昆：驢δ槍=剪δ株1球+黃δ潛2尚+奪δ丟x拋=才δ籌1圓+犬δ耀x譽(yù)≥δ置1則。階2孟、面板砼的抗役拉強(qiáng)度精7鄰—通3盲塊面板柏砼糧7規(guī)2誰(shuí)小時(shí)齡期抗壓窗強(qiáng)撕度院R3命壓欺≈齒10運(yùn).萬(wàn)69Mp山a臂（說(shuō)明妹：沈R2輝8棚取缸28倉(cāng).楚9Mp咱a汁，養(yǎng)護(hù)期砼平胞均溫度墨取碑20膚o鎖C臟，相應(yīng)強(qiáng)度百數(shù)分率糾取凱37距%邪）規(guī)。拔R3況拉徑min協(xié)≈材10.69晚Mp逮a艘×據(jù)7%=0.7森4鴨Mp安a;春R3割拉奶max庭≈勾10.69皺Mp斧a恒×揉14%=1.拒497較Mp乏a融;壯R3體拉平均達(dá)=1著.牛119Mp蹦a賊。變3鍋、將上述溫度兆拉應(yīng)力緣值投δ侄與砼抗拉強(qiáng)度厚值云R3戒拉許做一對(duì)比后得完出：當(dāng)期砼溫藝度拉應(yīng)力大于政當(dāng)期砼的抗拉財(cái)強(qiáng)度（串即扛δ趁=丟δ虛1西+坡δ腿2燥+逗δ轟x淹=悄δ韻1響+株δ島x競(jìng)≥δ垃1風(fēng)≥瓦R3哈拉徒）。媽以上分析和計(jì)糧算表明，溫度鑰應(yīng)力是造災(zāi)成超7歉—嶺3掀塊面板砼開裂寨的主要原因。坡三、面板砼溫目控的原則和措重施。釋由于水泥水化腸熱升溫時(shí)砼彈抖模較小，而降漿溫時(shí)砼彈模較鑒大，因此水泥笑水化熱最終產(chǎn)稼生拉應(yīng)力。為農(nóng)降低拉應(yīng)力值鳥，必須設(shè)法削翼減水泥水化熱急最高溫升值（遠(yuǎn)T斑r迫）。如在砼已歲達(dá)到最高溫升戚值后，再采取偏冷卻措施，對(duì)費(fèi)降低溫度應(yīng)力派并沒有效果，駱因?yàn)榇藭r(shí)溫差慚已經(jīng)形成。根眼據(jù)這一觀點(diǎn)，翻面板砼升溫階鐵段和降溫階段釣養(yǎng)護(hù)方法應(yīng)該幸有所不同。在未面板砼升溫階心段：由于砼溫愁升值越高，則敵降溫時(shí)產(chǎn)生的謀最大溫度拉應(yīng)傅力值越大，因視此，在這一階簡(jiǎn)段總的原則是束削減砼溫度上泰升值。具體而創(chuàng)言：砼出模后孝應(yīng)盡可能早的貞進(jìn)行降溫防風(fēng)博養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水季的溫度應(yīng)盡可錄能的低，流量顯應(yīng)盡可能的大預(yù)。一般情況下兆，砼出模后可塑直接用草簾覆準(zhǔn)蓋街，渠盆并且不應(yīng)同時(shí)當(dāng)加蓋塑料薄膜宴（塑料薄膜實(shí)嚼際上形成了溫繼室，對(duì)削減砼造溫升非常不利認(rèn)），以利于散游熱。在面板砼飾降溫階段：由搏于在降溫初期夕，砼強(qiáng)度較低貪，過快降溫將若導(dǎo)致最大溫度稱拉應(yīng)力較早出捉現(xiàn)并且可能大袍于該時(shí)刻砼所排能承受的拉應(yīng)寧力，根據(jù)有關(guān)育資料及本文中異的計(jì)算，面板新在其澆筑后約的酬7撫2灑小時(shí)內(nèi)，若降連溫溫差超固過騎12童o霸C孝，則裂縫的產(chǎn)杰生幾乎不可避某免。因此，本股階段養(yǎng)護(hù)工作修總的原則應(yīng)該羊是延緩（拉平誕）溫度下降過順程（線）。工差作的重點(diǎn)是保燦溫和防風(fēng)。具組體而言即應(yīng)控柳制養(yǎng)護(hù)水溫和佩流量或適時(shí)加由蓋塑料薄膜?；⑺疁貞?yīng)盡量接尿近砼溫度；流特量應(yīng)根據(jù)水溫葵情況和砼實(shí)測(cè)楊降溫速度來(lái)選盾定；若氣溫較合低或遭遇大風(fēng)發(fā)降溫天氣時(shí)，蹄可根據(jù)砼降溫坐情況適時(shí)加蓋協(xié)塑料薄膜和草下簾。作四、面板砼的彩養(yǎng)護(hù)期限色山口水電站面跑板砼裂縫處理搬后，隨著冬季附的來(lái)臨，所有夏人為的養(yǎng)護(hù)工豪作都陸續(xù)停止豐了，在嚴(yán)寒的光氣候條件下（罩氣溫持續(xù)零勻下罷20德o攤C悼以下并伴有大灰風(fēng)），由于面療板坡度較陡，所積雪滑落，不肉少面板表面沒瘋有任何覆蓋物茂。面板忍在蓄水前實(shí)際醉上幾乎完整經(jīng)理歷了一個(gè)嚴(yán)寒胡的冬季。冬季息下閘蓄水（砌199滅7興年旅1腎月改1元5辭日銜）前和其后放肢空水庫(kù)進(jìn)行的毫檢查都