羅賽纖維在高寒干燥地區(qū)面板混凝土中的應(yīng)用

吳松

摘 要：混凝土面板的裂縫一直是工程界致力解決的難題，高寒干燥地區(qū)的混凝土面板裂縫更是一直困撓著工程界。新疆開都河柳樹溝水電站位于巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內(nèi)的開都河中游下段，周圍山地植被稀疏，為荒漠草原，屬高寒區(qū)。水電站的攔河大壩為混凝土面板堆石壩，壩高100.0m，壩頂長183.5m。為解決面板裂縫的問題，在混凝土摻入新材料——羅賽纖維，采用中熱水泥和Ⅰ級(jí)粉煤灰為膠凝材料，使混凝土本身具有較好的抗裂性能；加強(qiáng)施工質(zhì)量控制；加強(qiáng)面板混凝土養(yǎng)護(hù)，切實(shí)做到了混凝土一終凝就立即得到有效養(yǎng)護(hù)；使整個(gè)大壩約2.24萬m2的面板，僅有27條裂縫，且無一條通縫，取得了好的效果。

關(guān)鍵詞：面板混凝土；防裂；羅賽纖維

1 工程概況

新疆開都河柳樹溝水電站位于巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內(nèi)的開都河中游下段，河段兩岸為懸崖峭壁，河流灘險(xiǎn)流急，周圍山地植被稀疏，為荒漠草原，屬高寒區(qū)。據(jù)多年資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫8.7℃、絕對(duì)最高氣溫38.5℃、絕對(duì)最低氣溫-36.6℃、平均相對(duì)濕度53%、平均降水量104mm、平均蒸發(fā)量1702.5mm、平均風(fēng)速1.6m/s、最大風(fēng)速32.0m/s。水電站的攔河大壩為混凝土面板堆石壩，壩高100.0m，壩頂長183.5m?；炷撩姘骞?9塊（1#～19#），面板設(shè)計(jì)寬度為6m、12m兩種，其中寬12m的11塊（6#～16#），寬6m的6塊（2#～5#、17#～18#），異型塊2塊（1#和19#），寬度分別為9.48m和4.55m。面板厚度為漸變厚度，頂部（高程1496m）厚0.3m、自上而下以0.003H遞增。面板最長塊長度為163.35m，最大厚度為58.5cm。

為增強(qiáng)混凝土面板的防裂性能、并不降低混凝土的施工性，在面板混凝土中摻入了新型材料——羅賽纖維。

2 混凝土配合比

2.1 纖維的選擇

在混凝土中摻入鋼纖維雖能增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度，有利于混凝土面板防裂，但由于鋼纖維長度長，直徑粗，對(duì)流動(dòng)性、施工性影響較大，尤其是混凝土的抹面較為困難，不易獲得較好的平整度和光潔度。如國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的上海哈瑞克斯金屬制品有限公司生產(chǎn)的CW-50/0.9-1000冷拔鋼絲型鋼纖維，其性能指標(biāo)見表1。

羅賽纖維（Roycele Fiber）是專門用于纖維增強(qiáng)混凝土（Fiber Reinforced Concrete）領(lǐng)域的纖維素纖維，是基于生物、化學(xué)及混凝土材料工程學(xué)、歷經(jīng)多年研發(fā)，從基因改良的特殊樹種中提取的、以獨(dú)特工藝制造的高性能生物纖維。其可增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)又具有長度短、直徑細(xì)等特性，對(duì)混凝土的流動(dòng)性、施工性幾乎沒有影響（和不摻纖維的基準(zhǔn)混凝土相比）。本工程采用的上海羅洋新材料科技有限公司生產(chǎn)的羅賽RS2000纖維，其性能指標(biāo)見表2。在混凝土中摻入適量的羅賽纖維，可有效提高混凝土的抗裂、抗?jié)B、抗凍融等耐久性性能。

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

面板混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)為C25W12F300，經(jīng)試驗(yàn)室設(shè)計(jì)研究和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試拌，最終確定的面板混凝土配合比見表3，不摻纖維的基準(zhǔn)混凝土配合比見表4，兩種配合比所拌制混凝土的性能指標(biāo)見表5。

從表4、表5可看出，摻羅賽纖維的混凝土與基準(zhǔn)混凝土相比，水泥用量不增加，工作度不降低，抗拉強(qiáng)度提高14%以上，有利于混凝土防裂。

3 混凝土施工質(zhì)量控制

3.1 混凝土拌和物質(zhì)量控制

3.1.1 原材料稱量偏差的控制

混凝土采用帶自動(dòng)稱量系統(tǒng)的1m3拌和站拌制。拌和人員嚴(yán)格按照試驗(yàn)室下發(fā)的施工配合比通知單進(jìn)行配料，各種原材料稱量允許偏差（按質(zhì)量計(jì)）為：

3.1.2 混凝土性能指標(biāo)檢測(cè)

按規(guī)范要求，在面板混凝土拌制過程中每2小時(shí)至少檢測(cè)坍落度一次，每4小時(shí)至少檢測(cè)1次含氣量，必要時(shí)加密檢測(cè)。對(duì)坍落度、含氣量不符合要求的拌和物嚴(yán)禁運(yùn)出拌和站。

在面板混凝土澆筑過程中，每班、每倉至少取一組抗壓強(qiáng)度試件檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，每澆筑500m3～1000m3成型抗?jié)B試件一組檢測(cè)其抗?jié)B指標(biāo)，每澆筑1000m3～3000m3成型抗凍試件一組檢測(cè)其抗凍指標(biāo)。其檢測(cè)情況見表6。從表中可看出，混凝土質(zhì)量均達(dá)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。另外，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度均不低于2.60MPa。

3.2 混凝土運(yùn)輸質(zhì)量控制

混凝土拌和物采用8m3混凝土罐車運(yùn)輸，運(yùn)輸途中不得隨意停留和加水，以確?；炷临|(zhì)量。

3.3 混凝土澆筑質(zhì)量的控制

3.3.1 混凝土入倉質(zhì)量控制

混凝土拌和物由溜槽入倉后，人工及時(shí)布料、平倉，為防止倉面發(fā)生局部初凝現(xiàn)象，倉面布料均勻，依據(jù)滑?；兴俣?，倉面順坡向鋪料長度控制在2.0m左右，避免一次鋪料過長或溜槽下部卸料集中而兩側(cè)卸料少的布料不均勻現(xiàn)象。

3.3.2 混凝土振搗質(zhì)量控制

混凝土振搗時(shí)，振搗棒不得靠在滑模上，或者靠近滑模順坡向插入滑模下面振搗，棒頭也不直接接觸鋼筋網(wǎng)，以免滑模抬頭或使剛剛脫模的混凝土鼓包流動(dòng)。

振搗棒快插慢拔，振搗區(qū)的混凝土不再顯著下沉，表面不冒氣泡并泛漿，即視為振搗密實(shí)。并防止振搗時(shí)間過長，出現(xiàn)過振現(xiàn)象。

3.3.3 滑?；俣鹊目刂?/p>

滑模滑升速度平穩(wěn)、均勻，一次滑升距離一般為15cm～20cm，滑?；目偲骄俣龋òㄈ^程，例如交接班、中間其它停滯時(shí)間等在內(nèi)），按2.5m/h控制。以保證混凝土不因滑升速度過快，導(dǎo)致出模的混凝土鼓包而產(chǎn)生裂縫，也不因滑升速度過慢，導(dǎo)致混凝土初凝后才出模而產(chǎn)生裂縫。

3.4 混凝土抹面質(zhì)量控制

混凝土脫模后，及時(shí)進(jìn)行人工抹面壓光，首先采用木抹進(jìn)行找平壓實(shí)，再用鋼抹抹面壓光不少于三遍，鋼抹的第二遍壓光在混凝土即將初凝前完成，可減少混凝土表面因失水過快而產(chǎn)生的淺表裂縫，并可使混凝土表面平整；鋼抹的最后一次壓光在混凝土即將終凝前完成，可有效減少混凝土早期干縮而產(chǎn)生的裂縫，并保證混凝土表面的光潔度。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)

針對(duì)面板施工區(qū)氣候干燥、晝夜溫差大（晝夜溫差達(dá)15℃左右）、風(fēng)速較大的不利條件，采用及時(shí)覆蓋線毯、長流水“微浸泡法”對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。具體為：在最后一次鋼模壓光完成，即混凝土一終凝就立即覆蓋線毯，并灑水濕潤線毯、使線毯保持濕潤；待混凝土終凝1～2小時(shí)（小的水流不會(huì)損壞混凝土表面時(shí)）開始采用花管小流量的噴水對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土終凝10小時(shí)左右，大的水流不會(huì)沖壞混凝土表面時(shí)，將花管的水流開大、在覆蓋的線毯表面形成明流，使混凝土表面始終有1～2cm深的水流通過，微浸泡在水中，這樣既可避免大風(fēng)刮起線毯、保持混凝土全方位處于濕潤狀態(tài)，還可使混凝土表面保持相對(duì)恒溫（取圍堰后的滲水，再通過150m3水池的調(diào)節(jié)，養(yǎng)護(hù)水溫保持在14～18℃），消除了晝夜溫差的影響。

5 結(jié)束語

柳樹溝水電站大壩混凝土面板，面對(duì)氣候干燥、晝夜溫差大、風(fēng)速較大的惡劣自然條件，有針對(duì)性的從原材料入手，摻入新材料——羅賽纖維，優(yōu)化混凝土配合比；加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制以及混凝土的養(yǎng)護(hù)。使得整個(gè)大壩約2.24萬m2的面板，僅有27條裂縫（裂縫最大寬度0.5mm、最長6.0m），且無一條通縫，取得了好的效果，值得類似工程參考。

參考文獻(xiàn)

[1]DL/T5128-2009.混凝土面板堆石壩施工規(guī)范[S].

[2]DL/T5129-2001.碾壓式土石壩施工規(guī)范[S].