低热硅酸盐水泥在大坝混凝土中的应用

乌东德水电站大坝混凝土综合温控施工技术丁剑、张传虎、邵迪、张建山中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司摘要：乌东德大坝为世界上最薄300m级混凝土双曲拱坝，结构受力复杂，工程重要性等级高，地处干热型河谷，早晚温差大、地温高、蒸发量大，大坝混凝土温控要求高、难度 大。

为解决这一难题，采取了综合温控技术，全坝段应用低热水泥降低水化热，通过各种手段降低浇筑过程中的温度回升，采用智能通水系统实现了混凝土个性化、智能化温度控制，浇注完成后采取个性化保温保湿措施，实现了乌东德大坝无温度裂缝施工。

关键词：低热水泥；智能通水系统；保温保湿技术；温度控制；乌东德大坝1引言金沙江乌东德水电站坝址区为干热河谷，坝址区降雨稀少且蒸发量大，多年平均水面蒸发量2593mm,库区陆面蒸发量698mm。

多年平均年降水量825mm,主要集中在4月〜10月。

乌东德大坝设计为混凝土双曲拱坝，属于300m级特高拱坝，建基面设计高程718m,坝顶高程988m,最大坝高270m。

坝体设横缝不设纵缝，上游面弧长326.95m,共分15个坝段。

坝身布置5个表孔、6个中孔，表孔、中孔以泄洪中心线对称布置，中孔布置在坝身中部(高程856m),表孔为跨横缝布置。

乌东德大坝结构受力复杂，工程重要性等级高，地处干热型河谷，早晚温差大、地温高、蒸发量大，大坝混凝土温控要求高。

2技术特点针对乌东德水电站大坝混凝土温度控制的难点，依托大坝混凝土工程施工，笔者参与展开了专项技术攻关，形成了_套成熟的大坝混凝土综合温控施工技术，主要特点包括如下5个方面：(1)全坝段采用低热水泥。

低热水泥全称低热热硅酸盐水泥，是一种以硅酸二钙为主导矿物，铝酸三钙含量较低的水泥。

该品种水泥具有耗能低、有害气体排放少、生产成本低的特点。

经大量研究和实验证实，该品种水泥具有良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性、高耐侵蚀性等通用硅酸盐水泥无可比拟的优点。

低热硅酸盐水泥的水化热低，3d、7d水化热比中热水泥低15%〜20%,而且水化放热平缓，峰值温度低。

白鹤滩水电站低热水泥混凝土技术研究摘要：国内外水电站无全坝使用低热水泥混凝土浇筑的案例，无类似施工经验可供参考，采用灰岩骨料和低热水泥,通过原材料的选用及配合比的优化，以及低热水泥与中热水泥混凝土试验性能的比较，结果表明低热水泥具有水化热低、混凝土后期性能接近或超过中热硅酸盐水泥等特点，可改善大体积混凝土的抗裂性能，低热硅酸盐水泥在白鹤滩大坝主体混凝土中的全面应用，为后续低热水泥在大坝混凝土中的广泛应用积累经验。

关键词：低热水泥；混凝土；施工技术1引言近年来，低热硅酸盐水泥已在三峡、溪洛渡、向家坝等水电站局部工程部位得到使用，低热硅酸盐水泥在白鹤滩大坝主体混凝土中的全面应用，特别是在300m级特高双曲拱坝混凝土中的使用尚属首次。

如何面对混凝土方量巨大，施工强度高，干湿季分明，高温、大风、日照强、温差大等不利条件下确保混凝土施工质量，混凝土配合比优化及确定尤为重要。

2原材料及配合比设计2.1原材料试验研究分别采用四川嘉华“隆冠”牌P•LH42.5水泥和华新“堡垒”牌P•MH42.5水泥。

粉煤灰为曲靖Ⅰ级粉煤灰。

粗细骨料为旱谷地生产的灰岩人工碎石、砂。

外加剂分别采用JM-Ⅱ缓凝高效减水剂和GYQ-Ⅰ引气剂，以及浙江龙游ZB-1G引气剂。

检测结果表明均满足各相关标准要求。

通过试验可知嘉华低热水泥3d和7d龄期强度明显低于华新中热水泥，28d龄期抗压强度与中热水泥相近，而90d龄期抗压强度高于后者。

嘉华低热水泥3d龄期水化热较华新中热水泥低49kJ/kg，7d龄期低50kJ/kg。

2.2大坝混凝土配合比优化根据低热水泥混凝土配合比试验结果，初步确定的大坝混凝土四级配施工配合比C18040F90300W9015，水胶比为0.42，砂率为23%，粉煤灰35%，用水量为79kg/m3减水剂为0.6%，引气剂为0.023%；C18035F90300W9014，水胶比为0.46，砂率为24%，粉煤灰35%，用水量为80kg/m3减水剂为0.5%，引气剂为0.020%；C18030F90250W9013，水胶比为0.50，砂率为25%，粉煤灰35%，用水量为80kg/m3减水剂为0.5%，引气剂为0.020%；根据优化方案，通过试验确定的优化大坝混凝土施工配合比C18040F90300W9015，水胶比为0.42，砂率为24%，粉煤灰35%，用水量为81kg/m3减水剂为0.7%，引气剂为0.035%；C18035F90300W9014，水胶比为0.46，砂率为25%，粉煤灰35%，用水量为82kg/m3减水剂为0.7%，引气剂为0.035%；C18030F90250W9013，水胶比为0.50，砂率为26%，粉煤灰35%，用水量为82kg/m3减水剂为0.7%，引气剂为0.035%；3大坝混凝土设计指标及配制强度3.1混凝土设计指标根据设计单位提供的白鹤滩水电站大坝坝体四级配混凝土设计指标C18040F90300W9015最大水胶比为0.42，C18035F90300W9014最大水胶比为0.46，C18030F90250W9013最大水胶比为0.50，最大掺合料掺量35%，保证率为85%。

大体积混凝土设计方案一、引言大体积混凝土在现代建筑工程中应用广泛，如大型基础、大坝、桥墩等。

由于其体积大、水泥水化热释放集中，容易产生温度裂缝等问题，因此需要精心设计，以确保其质量和耐久性。

二、工程概况首先，明确大体积混凝土的使用部位和工程规模。

例如，某大型商业综合体的地下室底板，面积约 5000 平方米，厚度为 15 米。

三、材料选择1、水泥应选用低热水泥，如中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，以减少水化热的产生。

2、骨料粗骨料宜选用粒径较大、级配良好的碎石，含泥量应小于 1%；细骨料宜选用中粗砂，含泥量应小于 2%。

3、掺和料可适量掺入粉煤灰、矿渣粉等掺和料，以降低水泥用量，减少水化热。

4、外加剂选用缓凝型减水剂，延长混凝土的凝结时间，有利于散热和降低水化热峰值。

四、配合比设计1、目标性能根据工程要求，确定混凝土的强度等级、抗渗性能、坍落度等指标。

2、配合比计算通过试验和计算，确定水泥、骨料、水、掺和料和外加剂的用量比例，使混凝土在满足性能要求的前提下，尽量降低水化热。

五、温度控制措施1、混凝土浇筑温度控制在混凝土搅拌时，可采用加冰屑或冷水的方法降低混凝土的出机温度；在运输和浇筑过程中，采取遮阳、覆盖等措施，减少温度回升。

2、内部温度控制在混凝土内部埋设冷却水管，通过循环冷却水带走水化热，控制混凝土内部最高温度。

3、表面保温保湿混凝土浇筑后，及时覆盖保温材料，如塑料薄膜、草帘等，保持混凝土表面的温度和湿度，减少内外温差。

六、施工工艺1、浇筑方法根据工程实际情况，可选择分层分段浇筑或全面分层浇筑等方法，确保混凝土浇筑的连续性和整体性。

2、振捣采用振捣棒进行振捣，振捣要均匀、密实，避免漏振或过振。

3、施工缝处理合理设置施工缝，施工缝处应清理干净，铺设同配比的水泥砂浆，以保证新老混凝土的结合良好。

七、养护措施1、养护时间混凝土养护时间不少于 14 天。

2、养护方法在混凝土表面覆盖保湿材料，定期浇水保湿；对于有抗渗要求的混凝土，养护时间应适当延长。

低热硅酸盐水泥简介低热硅酸盐水泥是一种特殊的水泥，以低热发生为主要特点，广泛应用于大坝、桥梁、核电站等重要工程中。

本文将介绍低热硅酸盐水泥的定义、特点以及其在工程中的应用。

定义低热硅酸盐水泥是一种以硅酸盐为主要成分的水泥。

与普通硅酸盐水泥相比，低热硅酸盐水泥具有较低的水化热。

这是由于其在生产过程中使用特殊的原料、化学配方和熟料烧制工艺所致。

特点低热硅酸盐水泥具有以下特点：1.低水化热：低热硅酸盐水泥特别适用于大体积的混凝土结构，如大坝和桥梁。

由于其低水化热特性，可减少温升对混凝土的不利影响，提高混凝土的耐久性和力学性能。

2.早强：低热硅酸盐水泥在水化过程中，能够产生更多的早期强度。

这使得低热硅酸盐水泥尤其适用于需要早期脱模或早期使用的工程项目。

3.抗裂性能：由于低热硅酸盐水泥具有较低的水化热，减少了温度应力的产生和累积，从而提高了混凝土的抗裂性能。

4.环境友好：低热硅酸盐水泥生产过程中采用特殊的原料和化学配方，减少了环境污染和资源消耗。

同时，由于其低热发生特性，也减少了对周围环境和工人的不良影响。

应用低热硅酸盐水泥广泛应用于以下工程项目中：1.大坝：大坝工程对混凝土的性能要求较高。

由于低热硅酸盐水泥具有低热发生和早强的特点，可避免大坝在水化过程中的温度应力积累，从而提高大坝的耐久性和稳定性。

2.桥梁：桥梁是承受车辆重载和气候变化等因素的工程项目。

低热硅酸盐水泥能够提供较高的早期强度，确保桥梁在早期使用阶段的安全性和稳定性。

3.核电站：核电站是对混凝土性能要求极高的工程项目。

低热硅酸盐水泥具有较低的水化热和优良的抗裂性能，能够减少混凝土在核电站运行期间的温度应力和裂缝产生，确保核电站的安全性和稳定性。

除了以上工程项目外，低热硅酸盐水泥还可以应用于需要较低水化热和高早期强度的其他工程项目中，如高速公路、隧道、海洋工程等。

结论低热硅酸盐水泥以其低水化热、早强、抗裂等特点，成为重要工程项目中的首选材料。

水泥种类代号强度等等解释水泥是一种常见的建筑材料，用于粘结和固化混合材料，如砂、石和水，在建筑和工程中起到了至关重要的作用。

在不同的建筑项目中，需根据特定的需求选择适合的水泥种类，代号和强度。

水泥种类：1. 普通硅酸盐水泥 (Ordinary Portland Cement, OPC)：这是最常见的水泥种类，具有广泛应用的能力。

它由灰泥、粉煤灰和石膏等原料制成，用于制造常规的混凝土结构和水泥制品。

2. 快硬硅酸盐水泥 (Rapid Hardening Portland Cement, RHPC)：这种水泥具有快速硬化和早期强度发展的特点。

它适用于需要尽快回收使用的项目，如修复工程和紧急维修。

3. 低热硅酸盐水泥 (Low Heat Portland Cement, LHPC)：低热硅酸盐水泥发生较少的水泥水合反应，因此能够减少在硬化过程中产生的热量。

它适用于大型混凝土结构，如大坝和桥梁，以避免结构由于热应力而破裂。

4. 耐硫酸盐水泥 (Sulfate Resistant Portland Cement, SRPC)：这种水泥具有抵抗硫酸盐腐蚀的能力，适用于湿度高，含硫化合物含量较高的环境下。

5. 矾土水泥 (Calcium Aluminate Cement, CAC)：这种水泥主要由矾土和石膏烧制而成。

它具有较高的早期强度和耐热性，因此适用于高温环境和耐火材料的制造。

水泥代号：水泥的代号通常根据其适用于的标准和强度等级来命名。

常见的水泥代号有如下几种：1.32.5：代表水泥的强度等级，该水泥强度相对较低，适用于一些轻负荷的建筑项目。

2.42.5：代表水泥的强度等级，具有中等强度，适用于大多数常规建筑项目。

3.52.5：代表水泥的强度等级，具有很高的强度，适合于需要更高强度的建筑项目，如高层建筑或大型基础结构。

水泥强度等级：水泥的强度是指水泥在特定条件下经过一段时间后所能产生的力学强度。

国际上通常使用MPa（兆帕）作为强度单位。

大体积混凝土施工问题及质量控制措施摘要：近年来，随着建筑技术的不断发展，根据安全使用要求，越来越多的大体积混凝土结构被运用到我国的现代建筑上来，如高层房屋筏板及承台、建筑、大坝、水电站及重型设备基础等。

就施工经验、专业技术知识及相关规范要求，从混凝土配制、混凝土浇筑、混凝土浇筑过程中里表温度监测及混凝土养护进行具体分析，以达到控制大体积混凝土施工质量问题的目的，为大体积混凝土施工提供一定的参考价值。

关键词：大体积混凝土施工问题；质量控制措施中图分类号：TU755.7 文献标识码：A引言随着我国经济的发展，交通网络的建设如日中天，建筑工程遍及国内大部分地区。

大体积混凝土工程不再限于水利水电及房屋建筑等工程，结构形式较为单一的建筑也面临大体积混凝土质量控制的挑战。

混凝土工程作为一种“一锤定音”式的永久性工程，特别是对于作为承重结构的混凝土工程，出现病害或破坏后，返工破拆重新浇筑所付出的经济、时间代价都是严重的，还要面临严峻的安全风险。

因此对于混凝土，尤其是大体积混凝土的裂缝控制的研究，意义十分重大。

1工程概况建筑工程工程大体积混凝土材料的配合比必须符合建筑工程施工设计的标准强度等级，大体积混凝土施工完成后，必须具有耐久性、抗渗透性以及稳定性，以有效保证大体积混凝土的整体质量。

某建筑承台大体积混凝土施工选用中低热硅酸盐水泥材料，其3d的水化热小于20kJ/kg，7d的水化热小于270kJ/kg，所有的水泥材料在拌和站内部的初始温度不能超过60℃，需要根据设计最大值，掺入粉煤灰材料，有效降低水化热问题产生的影响。

2大体积混凝土施工问题2.1水泥用量在混凝土强度和耐久性能够得到保证的前提下，优先选择水化热较低的水泥，并且合理的减少水泥的用量对水泥水化热是最直接有效的控制措施，可以有效的控制温度。

混凝土的拉伸性能与放热量受水泥用量影响显著，采取温控防裂措施时要着重考虑，因此为使混凝土性能得到保证，应合理的选用胶材用量。

低热硅酸盐水泥道路混凝土性能的研究摘要：本文把市面上两种普通水泥与低热硅酸盐水泥在同样的测试条件之下，开展了水泥抗冲击性能、胶砂干缩性能与混凝土耐磨性能三个方面的试验。

依照测试结果，分析了这三种硅酸盐水泥对混凝土性能与胶砂具体有什么影响，且利用对低热硅酸盐水泥胶砂性能方面的研究，探究低热硅酸盐水泥对道路混凝土性能的影响程度。

关键词：硅酸盐水泥；低热；道路混凝土；性能中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：近些年，我们国家经济得到了飞速的发展，道路建设也随之迎来了其极好的发展机遇，据有效数据显示，到2013年底全国混凝土道路建设预计可以超过250万千米。

所以，为了提高道路建设的质量，从混凝土道路的主要胶凝材料——水泥方面着手研究，已经成为当前研究的主要方向。

低热硅酸盐水泥由于其具有较为优良的性能，已经被我们国家列入“九五”国家重点科技攻关计划的重点项目。

但是截止至2012年12月，相对来说对这个项目的研究总数较少，且范围不够宽泛，在实际施工项目的应用也比较窄，仅限于大坝混凝土方面。

为了可以扩大低热硅酸盐水泥在实际施工项目中的应用范围，本文结合这种水泥的物理性能，尝试将它应用于道路混凝土方面，并采取试验手段把它与市面上常见的两种通用水泥进行测试评估，且利用对低热硅酸盐水泥胶砂性能方面的研究，探究低热硅酸盐水泥对道路混凝土性能的影响程度。

一、测试材料与测试方法1.测试材料低热硅酸水泥选择的是由四川嘉华水泥厂的产品，另外两个通用水泥则选择的是广西某两个大型水泥厂生产的p·o42.5r硅酸盐水泥，这两个水泥产的生产方法都是采用干法制作。

分别对这三种水泥进行编号，c3为低热硅酸水泥，c1、 c2则分别为两种普通水泥，与之相对应的混凝土或胶砂分别是1、2、3号。

从下面两个表中可以了解到三种型号水泥对应的熟料化学成分及各自的物理性能。

三种水泥的物理性能三种水泥熟料的化学成分和矿物组成2.测试设备及测试方法①依据相关规范进行水泥胶砂干缩测试，因为现今我们国家对于水泥胶砂抗冲击性能的测试还没有出台相应的标准，结合实际状况，选取落锤重力测试手段。

低热硅酸盐水泥水化及性能研究现状摘要：随着社会的发展，我国交通事业的飞速发展以及桥梁建设技术的不断进步，在建桥梁的跨度和主塔高度不断增大、屡屡创下新高，对应的承台体积也越来越大。

桥梁承台一般采用混凝土作为主体材料进行浇筑，其面积大、厚度大，属于典型的大体积混凝土。

大体积混凝土施工时，由于水泥水化过程中释放大量的水化热，使混凝土结构内部温度急剧升高并产生较大的温度梯度，导致大体积混凝土极易产生温度裂缝。

为了减少水泥早期水化放热，降低混凝土开裂风险，具有更低水化热的低热硅酸盐水泥（简称低热水泥）近年来被越来越多地研究和应用。

低热水泥的熟料矿物成分与传统硅酸盐水泥相同，区别在于它是以C2S为主要矿物（≥40%），具有水化热低、早期强度低、后期强度高、耐久性优异等特点。

关键词：低热硅酸盐；水泥水化；性能研究引言近年来，低热水泥被广泛应用于水工领域，其较低的水化放热能降低大体积混凝土内部绝热温升，有效减少温降收缩产生的开裂，保证结构安全性。

此外，在一些偏远地区，由于大风、干燥、温差、地热、侵蚀等严酷环境，混凝土极易发生早期开裂、热损伤和后期侵蚀破坏等问题。

低热水泥因体积稳定性优异、抗侵蚀性好及后期强度增进率高等性能特点，成为提高混凝土耐久性的重要解决方案。

1抗压强度硅酸盐水泥砂浆龄期达到28d时,抗压强度在温度超过60℃后小幅降低,70、80℃养护温度下28d抗压强度较50℃分别降低2.4%、3.2%;而当龄期达到56d时,抗压强度随温度降低的趋势则更加明显,60、70、80℃养护温度下56d抗压强度较50℃分别降低2.3%、6.4%、8.4%;而当温度超过60℃后,28d龄期至56d龄期抗压强度出现明显倒缩,这一现象和前人[7,9]的研究结果吻合。

低热水泥砂浆则并未出现强度倒缩现象,3~28d抗压强度均随温度升高而提高,当龄期达到56d时,抗压强度则基本不随温度的升高而变化。

相较于硅酸盐水泥砂浆,低热水泥砂浆在各温度下的7、28、56d抗压强度均更高。

三峡水利枢纽是目前世界上规模最大的混凝土建筑物,混凝土总量近2800万m3,除满足稳定性要求外，还需要满足泄洪、发电、航运等方面的特殊要求,具有结构复杂、施工强度高、技术标准高等特点。

为保证混凝土质量,采取了假设干新技术、新工艺。

本文全面论述了三峡工程混凝土工程所采取的设计、施工及管理措施。

关键词三峡工程混凝土新技术1.三峡工程概述长江三峡水利枢纽是开发和治理长江的关键性骨干工程,具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。

三峡大坝坝址位于湖北省宜昌市境内。

大坝控制流域面积100万km2，总库容393亿m3。

枢纽主要由拦河大坝、水电站、通航建筑物等三大局部组成。

大坝为混凝土重力坝，最大坝高181m。

水电站为坝后式，安装有26台700 MW的水轮发电机组，总装机容量18,200 MW，年平均发电量84.7 TW·h。

通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，永久船闸为双线五级连续梯级船闸，可通过万吨级船队；升船机为单线一级垂直提升式，一次可通过一艘3,000吨级的客货轮。

三峡工程采用分期导流方式，分三期进行施工，总工期需17年。

第一期工程5年〔1993～1997〕，以实现大江截流为标志；第二期工程6年〔1998～2003〕，以实现首批机组投入运行和永久船闸开始通航为标志；第三期工程6年〔2003～2021〕，以全部土建工程完工和全部机组投入运行为标志。

工程自1993年开始施工准备，工程完全按照预定方案顺利实施，目前已进入二期工程收尾阶段。

主要工程量如下：土石方开挖10,283万m3；土石方填筑3,198万m3；混凝土2,794万m3；钢筋万t；金属结构万t。

2.三峡大坝混凝土的特点2.1混凝土量巨大，施工强度极高。

三峡工程混凝土总量近2800万m3，二期工程施工强度更为突出，1999、2000和2001年三年分别浇筑混凝土458万m3,548万m3和402万m3,连续三年远远超过原苏联古比雪夫电站创造的364万m3的世界纪录。

大体积混凝土施工技术规范大体积混凝土在现代建筑工程中应用广泛，如大型基础、大坝、桥墩等。

由于其体积大、水泥水化热释放集中，容易产生温度裂缝等质量问题，因此需要遵循严格的施工技术规范，以确保工程质量和结构安全。

一、原材料选择1、水泥应选用水化热低、凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等。

避免使用早强水泥和高铝水泥。

2、骨料粗骨料宜选用粒径较大、级配良好的碎石或卵石，含泥量不应大于1%。

细骨料宜选用中砂，含泥量不应大于 3%。

3、掺和料粉煤灰、矿渣粉等掺和料能降低水泥用量，减少水化热，改善混凝土的和易性和耐久性。

其掺量应通过试验确定。

4、外加剂减水剂、缓凝剂等外加剂能有效控制混凝土的坍落度和凝结时间，提高混凝土的性能。

但外加剂的品种和掺量应根据工程实际情况经试验确定。

二、配合比设计1、降低水化热在满足混凝土强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥用量，增加掺和料的用量，以降低水化热。

2、控制坍落度根据施工条件和泵送要求，合理控制混凝土的坍落度，一般宜为160mm 180mm。

3、优化配合比通过试验确定最佳的水胶比、砂率等参数，使混凝土具有良好的工作性能和力学性能。

三、混凝土搅拌与运输1、搅拌搅拌时间应足够长，确保各种原材料均匀混合。

对于外加剂，应采用后掺法，以保证其效果。

2、运输选择合适的运输车辆，确保混凝土在运输过程中不发生离析、漏浆和坍落度损失过大等现象。

运输时间应尽量缩短，夏季施工时应采取隔热措施，冬季施工时应采取保温措施。

四、混凝土浇筑1、浇筑方案根据结构特点和施工条件，选择分层浇筑、分段浇筑或斜面分层浇筑等方案。

分层厚度不宜超过 500mm，相邻两层混凝土的浇筑间隔时间不应超过混凝土的初凝时间。

2、振捣采用振捣棒振捣时，应快插慢拔，插点均匀，避免漏振和过振。

振捣时间应以混凝土表面不再下沉、不再冒气泡、表面泛浆为准。

3、泌水处理在混凝土浇筑过程中，应及时排除泌水，避免混凝土表面产生裂缝。