拱壩低熱水泥混凝土抗裂效果仿真

吳航通，郭傳科，徐建榮，何明杰，張偉狄

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

大體積混凝土在現代工程建設特別是水利水電建設中占有重要地位，我國每年僅在水利水電工程中所澆筑的大體積混凝土就在1 000萬m3以上[1]。大體積混凝土裂縫則是長期困擾工程界的問題之一。裂縫產生的主要原因是大體積混凝土中水泥水化熱長期聚集在其內部不易散發，在外界邊界條件和混凝土內部的共同約束下，產生溫度收縮，繼而出現裂縫。白鶴灘雙曲拱壩屬于300 m級特高拱壩，結構受力復雜，裂縫的出現會影響工程的安全性和耐久性，一旦裂縫產生，想要修補困難巨大，因此溫控防裂問題十分重要。為了降低混凝土內部的水化溫升，減小溫度變形，應優先選用低水化熱的水泥。低熱水泥以硅酸二鈣為主導礦物，熟料的煅燒溫度較低，對環境的污染少，是一種低熱高性能的節能環保型水泥，具有水化熱較低，后期強度增長率大，耐久性好等特點[2-3]，可有效改善水工大體積混凝土的抗裂性能。

低熱硅酸鹽水泥具有廣闊的應用前景，但主要存在早期強度較低的缺陷[4]。國內外學者也對此做了大量研究，主要研究內容包括水泥熟料[5]、碳化影響[6]、C-S-H凝膠[7-8]、水化模型[9]、穩定性影響[10]等，取得了一系列成果。在基礎研究之上，低熱硅酸鹽水泥已經應用于三峽大壩、胡佛大壩、天然氣平臺[11-13]等大型工程上，發揮了較好的效果。但在這些工程中的使用經驗顯示，各個工程的工況有所不同，所要配置和設計的低熱水泥也有差異，尤其是在一些特高拱壩中，其施工期裂縫和溫度控制方法都有更加嚴格的要求[14-17]。……