專利名稱：一種利用雙膨脹水泥澆筑大壩的方法
技術領域：
本發明屬于水利水電工程中混凝土壩體施工技術領域，具體涉及一種利用雙膨脹水泥澆筑大壩的方法。
背景技術：
由于水泥混凝土在硬化過程中產生體積收縮，尤其是冷縮，使混凝土內部產生收縮應力，達到一定值后就使之發生局部破壞而產生裂縫，這是大壩產生裂縫的主要原因。 這對大壩來說是一個十分棘手的問題，至今還沒有完全解決，故有“無壩不裂”之說。國內外科學家與工程技術人員幾十年來在該領域進行了大量的研究與試驗，提出了許多較為有效的辦法。在大壩澆筑技術方面，傳統的方法是采取分段、分塊澆筑，同時采用降溫措施，以控制大壩混凝土內部溫升，避免或減輕收縮開裂。但是，傳統的方法不僅澆筑大壩的速度很慢，而且施工成本很高。如果能實現大壩在澆筑過程中不分段、不分塊，或者少分段、少分塊，實現連續澆筑，不僅大大加快施工速度，而且施工成本也大大降低。雙膨脹水泥是一種具有低水化熱的膨脹水泥，是在中熱硅酸鹽水泥的基礎上，引入了鈣礬石膨脹和方鎂石膨脹，鈣礬石膨脹主要發生在早期，方鎂石膨脹主要發生在后期， 兩者組合，以獲得適宜的膨脹量與膨脹分布。雙膨脹水泥中的鈣礬石膨脹可以在水泥粉磨過程摻加較多的石膏獲得，水化時使石膏與水泥中的C3A或C4AF等礦物反應形成鈣礬石而產生膨脹。方鎂石膨脹則通過水泥生料配料時引入高鎂石灰石或其它含鎂原料，在高溫煅燒時，一部分固溶于熟料礦物，而其余部分則形成方鎂石，水化時形成水鎂石而產生膨脹。雙膨脹水泥的膨脹量與分布可以加以控制，根據熟料礦物匹配和摻合料使用情況，水泥中SO3控制在2. 8%-3. 5%，熟料中氧化鎂控制在4. 0%-6. 0%。熟料中氧化鎂超過5. O 時，需經根據壓蒸試驗合格。熟料其它礦物含量和水泥水化熱符合GB200-2003中熱水泥的要求。經試驗表明，雙膨脹水泥，膨脹量可達到2000 X 10_6m/m，混凝土帶模養護強度明顯提高，自身體積變形表現為膨脹性，在約束條件下，形成穩定的預壓應力，膨脹或膨脹應力曲線平穩，不僅有早期，也有后期，可持續達一年之久。這說明雙膨脹水泥混凝土的膨脹可以做到基本上可以與混凝土的收縮同步，因而在大壩澆筑時，就不需要分段分塊和灌漿的傳統施工方法，而可以采取統倉、高塊和連續的澆筑方法，快速便捷，大大縮短施工期限，降低施工成本，帶來巨大的經濟效益。
發明內容
本發明針對水利水電建設現狀，提供了一種利用雙膨脹水泥澆筑混凝土大壩的方法。本發明方法具體包括以下步驟I.采用的水泥為雙膨脹水泥，這種水泥具有鈣礬石和方鎂石兩個膨脹源，兼具早期和后期膨脹，膨脹曲線平順，膨脹可持續一年之久。雙膨脹水泥由水泥企業生產，水泥中303含量在2. 8%-3. 5%之間，熟料中氧化鎂含量在4. 0%-6. 0%之間。其它熟料礦物符合GB200-2003 中熱水泥的要求。同時，該水泥與中熱或低熱礦渣水泥一樣，具有低水化熱的特點。2.以雙膨脹水泥、集料、礦物摻合料、外加劑和冰屑拌制大壩混凝土。雙膨脹水泥占混凝土重量的1/7-1/12。摻合料為粉煤灰或磨細礦渣，摻粉煤灰時為雙膨脹水泥重量的 15%-25%，摻磨細礦渣時為雙膨脹水泥重量的35%-45%。冰屑代替混凝土拌合水，對集料進行預冷，以降低混凝土的澆筑溫度。外加劑包括減水劑、引氣劑等。礦物摻合料、集料、外加劑等均為市售。3.在雙膨脹大壩水泥混凝土內部預埋循環冷卻水管，通入冷水，以降低混凝土溫度。4.在壩體澆筑以前，按照設計要求，安裝好模板，并規定合理的模板拆除時間。在氣溫驟降時，進行表面保溫，避免混凝土表面急劇降溫。5.在施工設計中，要合理分倉，規定合宜的塊高(澆筑層的高度)，采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法。要關注層與層之間的粘結，避免過大的高差和側面長期暴露，同時要注意混凝土外部的約束條件,使其成為一座預加應力的構筑物。本發明的有益效果與傳統的水泥相比，雙膨脹水泥不僅水化熱低，兼具鈣礬石和方鎂石膨脹，具有適宜的膨脹量與膨脹分布，能比較有效地補償大壩混凝土的收縮。本發明利用雙膨脹水泥澆筑混凝土大壩的方法是采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法，取代了傳統的分段、分塊和灌漿的施工方法，能夠大大加快施工速度，降低施工成本，社會經濟效益明顯。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步說明，其中雙膨脹水泥為水泥企業生產，粉煤灰、磨細礦渣、集料、外加劑均為市售。實施例I :
I.筑壩采用雙膨脹水泥，水泥中SO3含量在3. 0%，熟料中氧化鎂含量在4. 0%，同時，熟料的礦物組成和水化熱符合GB200-2003中熱水泥的要求。2.以雙膨脹水泥、集料、磨細礦渣、冰屑、減水劑、引氣劑拌制大壩混凝土。雙膨脹水泥占混凝土重量的1/7，磨細礦渣為雙膨脹水泥的40%，以冰屑代替混凝土拌合水，對集料進行預冷，以降低混凝土的澆筑溫度。外加劑為減水劑、引氣劑等。3.在雙膨脹大壩水泥混凝土內部預埋循環冷卻水管，通入冷水，以降低混凝土溫度。4.在壩體澆筑以前，按照設計要求，安裝好模板，并規定合理的模板拆除時間。在氣溫驟降時，進行表面保溫，避免混凝土表面急劇降溫。5.在放工設計中，要合理分倉，規定合宜的塊高(澆筑層的高度)，采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法。要關注層與層之間的粘結，避免過大的高差和側面長期暴露，同時要注意混凝土外部的約束條件,使其成為一座預加應力的構筑物。實施例2:I.筑壩采用雙膨脹水泥，水泥中SO3含量在2. 8%，熟料中氧化鎂含量在5. 5%，同時，熟料的其它礦物組成和水化熱符合GB200-2003中熱水泥的要求。2.以雙膨脹水泥、集料、磨細礦渣、冰屑、減水劑、引氣劑拌制大壩混凝土。雙膨脹水泥占混凝土重量的1/10，磨細礦渣為雙膨脹水泥的40%，以冰屑代替混凝土拌合水，對集料進行預冷，以降低混凝土的澆筑溫度。外加劑為減水劑、引氣劑等。3.在雙膨脹大壩水泥混凝土內部預埋循環冷卻水管，通入冷水，以降低混凝土溫度。4.在壩體澆筑以前，按照設計要求，安裝好模板，并規定合理的模板拆除時間。在氣溫驟降時，進行表面保溫，避免混凝土表面急劇降溫。5.在施工設計中，要合理分倉，規定合宜的塊高(澆筑層的高度)，采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法。要關注層與層之間的粘結，避免過大的高差和側面長期暴露，同時要注意混凝土外部的約束條件,使其成為一座預加應力的構筑物。實施例3
I.筑壩采用雙膨脹水泥，水泥中SO3含量在3. 5%，熟料中氧化鎂含量在6. 0%，同時，熟料的其它礦物組成和水化熱符合GB200-2003中熱水泥的要求。2.以雙膨脹水泥、集料、粉煤灰、冰屑、減水劑、引氣劑拌制大壩混凝土。雙膨脹水泥占混凝土重量的1/12，粉煤灰為雙膨脹水泥的20%，以冰屑代替混凝土拌合水，對集料進行預冷，以降低混凝土的澆筑溫度。外加劑為減水劑、引氣劑等。3.在雙膨脹大壩水泥混凝土內部預埋循環冷卻水管，通入冷水，以降低混凝土溫度。4.在壩體澆筑以前，按照設計要求，安裝好模板，并規定合理的模板拆除時間。在氣溫驟降時，進行表面保溫，避免混凝土表面急劇降溫。5.在施工設計中，要合理分倉，規定合宜的塊高(澆筑層的高度)，采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法。要關注層與層之間的粘結，避免過大的高差和側面長期暴露，同時要注意混凝土外部的約束條件,使其成為一座預加應力的構筑物。
權利要求
1.一種利用雙膨脹水泥澆筑大壩的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟I.采用的水泥為雙膨脹水泥，在該水泥中，SO3含量在2. 8%-3. 5%之間，熟料中氧化鎂含量在4. 0%-6. 0%之間；其它熟料礦物符合GB200-2003中熱水泥的要求；步驟2.以雙膨脹水泥、集料、礦物摻合料、外加劑和冰屑拌制大壩混凝土 ；雙膨脹水泥占混凝土重量的1/7-1/12 ;摻合料為粉煤灰或磨細礦渣，摻粉煤灰時為雙膨脹水泥重量的 15%-25% ;摻磨細礦渣時為雙膨脹水泥重量的35%-45% ;冰屑代替混凝土拌合水，對集料進行預冷，以降低混凝土的澆筑溫度；外加劑包括減水劑、引氣劑；步驟3.在雙膨脹大壩水泥混凝土內部預埋循環冷卻水管，通入冷水，以降低混凝土溫度；步驟4.在壩體澆筑以前，按照設計要求，安裝好模板，并規定合理的模板拆除時間；在氣溫驟降時，進行表面保溫，避免混凝土表面急劇降溫；步驟5.在施工設計中，合理分倉，規定合宜的塊高，采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法。
全文摘要
本發明涉及一種利用雙膨脹水泥澆筑混凝土大壩的方法。傳統的方法采取分段、分塊澆筑，導致澆筑大壩的速度很慢，而且施工成本很高。本發明中澆筑壩體所采用的水泥SO3含量在2.8%-3.5之間，熟料中氧化鎂含量在4.0%-6.0%之間，同時，水化熱符合GB200-2003中熱水泥的要求。在拌制混凝土時，摻加粉煤灰或磨細礦渣，集料進行預冷，以冰屑代替拌和水，同時摻外加劑，在澆筑的混凝土內部預埋冷卻水管。澆筑時采取統倉、高塊和連續澆筑的施工方法，取代了傳統的分段、分塊和灌漿的施工方法。本發明能夠大大加快施工速度，降低施工成本，社會和經濟效益明顯。
文檔編號E02D15/00GK102587381SQ20121010010
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者吳超寰, 徐合林, 樓宗漢, 陳雙權, 陳胡星 申請人:浙江大學