羅賽纖維在高寒干燥地區面板混凝土中的應用

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。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；加強施工質量控制；加強面板混凝土養護，切實做到了混凝土一終凝就立即得到有效養護；使整個大壩約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的開都河中游下段，河段兩岸為懸崖峭壁，河流灘險流急，周圍山地植被稀疏，為荒漠草原，屬高寒區。據多年資料統計，年平均氣溫8.7℃、絕對最高氣溫38.5℃、絕對最低氣溫-36.6℃、平均相對濕度53%、平均降水量104mm、平均蒸發量1702.5mm、平均風速1.6m/s、最大風速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。混凝土面板共19塊（1#～19#），面板設計寬度為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混凝土的抗拉強度，有利于混凝土面板防裂，但由于鋼纖維長度長，直徑粗，對流動性、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。如國內應用較為廣泛的上海哈瑞克斯金屬制品有限公司生產的CW-50/0.9-1000冷拔鋼絲型鋼纖維，其性能指標見表1。

羅賽纖維（Roycele Fiber）是專門用于纖維增強混凝土（Fiber Reinforced Concrete）領域的纖維素纖維，是基于生物、化學及混凝土材料工程學、歷經多年研發，從基因改良的特殊樹種中提取的、以獨特工藝制造的高性能生物纖維。其可增強混凝土的抗拉強度，同時又具有長度短、直徑細等特性，對混凝土的流動性、施工性幾乎沒有影響（和不摻纖維的基準混凝土相比）。本工程采用的上海羅洋新材料科技有限公司生產的羅賽RS2000纖維，其性能指標見表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、抗滲、抗凍融等耐久性性能。

2.2 混凝土配合比設計

面板混凝土設計指標為C25W12F300，經試驗室設計研究和現場生產性試拌，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見表5。

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

3 混凝土施工質量控制

3.1 混凝土拌和物質量控制

3.1.1 原材料稱量偏差的控制

混凝土采用帶自動稱量系統的1m3拌和站拌制。拌和人員嚴格按照試驗室下發的施工配合比通知單進行配料，各種原材料稱量允許偏差（按質量計）為：

3.1.2 混凝土性能指標檢測

按規范要求，在面板混凝土拌制過程中每2小時至少檢測坍落度一次，每4小時至少檢測1次含氣量，必要時加密檢測。對坍落度、含氣量不符合要求的拌和物嚴禁運出拌和站。

在面板混凝土澆筑過程中，每班、每倉至少取一組抗壓強度試件檢測混凝土抗壓強度，每澆筑500m3～1000m3成型抗滲試件一組檢測其抗滲指標，每澆筑1000m3～3000m3成型抗凍試件一組檢測其抗凍指標。其檢測情況見表6。從表中可看出，混凝土質量均達優良標準。另外，混凝土劈裂抗拉強度均不低于2.60MPa。

3.2 混凝土運輸質量控制

混凝土拌和物采用8m3混凝土罐車運輸，運輸途中不得隨意停留和加水，以確保混凝土質量。

3.3 混凝土澆筑質量的控制

3.3.1 混凝土入倉質量控制

混凝土拌和物由溜槽入倉后，人工及時布料、平倉，為防止倉面發生局部初凝現象，倉面布料均勻，依據滑模滑行速度，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卸料少的布料不均勻現象。

3.3.2 混凝土振搗質量控制

混凝土振搗時，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，以免滑模抬頭或使剛剛脫模的混凝土鼓包流動。

振搗棒快插慢拔，振搗區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。并防止振搗時間過長，出現過振現象。

3.3.3 滑模滑升速度的控制

滑模滑升速度平穩、均勻，一次滑升距離一般為15cm～20cm，滑模滑升的總平均速度（包括全過程，例如交接班、中間其它停滯時間等在內），按2.5m/h控制。以保證混凝土不因滑升速度過快，導致出模的混凝土鼓包而產生裂縫，也不因滑升速度過慢，導致混凝土初凝后才出模而產生裂縫。

3.4 混凝土抹面質量控制

混凝土脫模后，及時進行人工抹面壓光，首先采用木抹進行找平壓實，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生的裂縫，并保證混凝土表面的光潔度。

4 混凝土養護

針對面板施工區氣候干燥、晝夜溫差大（晝夜溫差達15℃左右）、風速較大的不利條件，采用及時覆蓋線毯、長流水“微浸泡法”對混凝土進行養護。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（小的水流不會損壞混凝土表面時）開始采用花管小流量的噴水對混凝土進行養護，待混凝土終凝10小時左右，大的水流不會沖壞混凝土表面時，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，這樣既可避免大風刮起線毯、保持混凝土全方位處于濕潤狀態，還可使混凝土表面保持相對恒溫（取圍堰后的滲水，再通過150m3水池的調節，養護水溫保持在14～18℃），消除了晝夜溫差的影響。

5 結束語

柳樹溝水電站大壩混凝土面板，面對氣候干燥、晝夜溫差大、風速較大的惡劣自然條件，有針對性的從原材料入手，摻入新材料——羅賽纖維，優化混凝土配合比；加強混凝土的質量控制以及混凝土的養護。使得整個大壩約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

[1]DL/T5128-2009.混凝土面板堆石壩施工規范[S].

[2]DL/T5129-2001.碾壓式土石壩施工規范[S].