大壩砼中外摻MgO的溫度補(bǔ)償效果分析.pdf

1、我國(guó)MgO 混凝土筑壩技術(shù)自20 世紀(jì)70 年代初開始研究，對(duì)利用外摻MgO 補(bǔ)償一部分溫度應(yīng)力的做法，有關(guān)專家做了許多有益的探索。在朱伯芳院士的倡導(dǎo)下，這種筑壩技術(shù)在一批中小型無縫混凝土拱壩上開始了探索型的試驗(yàn)，以期積累經(jīng)驗(yàn)，形成規(guī)范，然后在中高混凝土壩中得到應(yīng)用。繼長(zhǎng)沙無縫常態(tài)混凝土拱壩建成以后，全國(guó)在建與擬建的采用外摻MgO 筑壩技術(shù)的無縫拱壩越來越多，最高的數(shù)新疆塔西河碾壓混凝土拱壩（壩高109 米）。這種壩型的成敗在于：當(dāng)大壩

2、承受水荷載與溫度荷載之時(shí)，MgO 產(chǎn)生的自膨脹應(yīng)力到底有多少可以儲(chǔ)存在壩體內(nèi)部。如果混凝土的膨脹變形發(fā)展過快，而此時(shí)混凝土的彈性模量還不高，那么，存儲(chǔ)在壩體內(nèi)部的預(yù)壓應(yīng)力就會(huì)減少，外摻MgO 的作用就不大；即使壩體內(nèi)部的自膨脹應(yīng)力在初期較高，而混凝土的初期徐變作用顯著，MgO 的溫度補(bǔ)償效果也會(huì)下降。如果混凝土的自膨脹過程發(fā)展緩慢，特別是當(dāng)混凝土的降溫過程停止而其自膨脹過程還在繼續(xù)，這就十分有害了。因此，外摻MgO 筑壩技術(shù)涉及到材料與

3、結(jié)構(gòu)方面的許多問題。特別是時(shí)間因素的加入，使常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算方法難以勝任。 本文采用混凝土壩施工過程仿真技術(shù)，對(duì)摻MgO 筑壩技術(shù)，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 1）從材料的角度探討外摻MgO 的溫度補(bǔ)償作用。除MgO 的摻量和環(huán)境溫度對(duì)外摻MgO 混凝土的自生體積變形有重要影響外，水泥品種、粉煤灰摻量、MgO 的煅燒溫度和粉磨粒度對(duì)其也有一定影響。工程中將外摻MgO 混凝土的自生體積變形概化為三種類型，即早膨脹型、正常膨脹型

4、、遲膨脹型，本文構(gòu)造了這三種不同膨脹過程的摻MgO 混凝土，分別探討其對(duì)壩體溫度應(yīng)力的補(bǔ)償效果。 2）壩體自身結(jié)構(gòu)對(duì)補(bǔ)償效果的影響?；A(chǔ)部混凝土的溫度變化過程與上部混凝土的溫度變化的不同導(dǎo)致此其應(yīng)力過程也不相同；拱壩有其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，上部壩體曲率較大，下部壩體曲率較小，結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致其各部位的受力狀況也不相同。在不同的受力條件下，外摻MgO 對(duì)各部位的補(bǔ)償并不相同。 3）壩體分層澆筑對(duì)摻MgO 效果的影響。由于各層澆筑的

5、時(shí)間差，使各層混凝土膨脹時(shí)間、膨脹量不一致，這種層間變形的不協(xié)調(diào)性將會(huì)削弱應(yīng)力補(bǔ)償效果。 4）MgO 混凝土在非完整結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。工程中有的混凝土齡期沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有的結(jié)構(gòu)連接沒有完成，有的結(jié)構(gòu)體系還沒有形成，都可以稱作非完整結(jié)構(gòu)。比如，剛剛施工完畢的混凝土閘墩，在內(nèi)部溫度仍然很高的時(shí)候表面過水，就要求混凝土承擔(dān)很大的內(nèi)外溫差，開裂的可能性極大，本文嘗試了在這些過水建筑物表層澆筑微膨脹混凝土，利用“差膨脹”在混凝土內(nèi)部貯存預(yù)