一种面板混凝土主动防裂方法与流程

本发明涉及面板混凝土防裂，特别是一种面板混凝土主动防裂方法。背景技术：1、面板堆石坝以施工简便、抗震性好等优良特性在坝工建设中占据重要地位，其中面板混凝土裂缝控制一直是面板坝建设中的重要难题。从材料角度控制面板混凝土裂缝，最大程度限制面板从浇筑到运行期的开裂，亦是水工界研究热点问题。目前，从材料角度控制面板混凝土裂缝的主要措施包括配合比优化、掺加粉煤灰或矿渣等矿物掺合料、利用纤维增韧、引入膨胀组分等，主要目的是降低或补偿混凝土收缩、限制混凝土裂缝产生或发展等。2、其中轻烧氧化镁作为水工混凝土首选膨胀剂，具有延迟微膨胀特性，不仅可补偿坝体混凝土温降过程中产生的收缩，以降低混凝土拉应力，防止裂缝发生；还可简化混凝土温控措施、加快施工进度、节约工程投资；3、从材料角度控制面板混凝土裂缝，采用优化配合比或掺加矿物掺合料、纤维、氧化镁膨胀剂等提高混凝土抗裂性能的措施均为被动防裂技术。尤其氧化镁膨胀性能受温度影响显著，混凝土温度低不利于膨胀剂中方镁石水化，难以发挥其收缩补偿作用；混凝土温度高，膨胀剂中方镁石水化加快，混凝土膨胀速率与膨胀变形量增大，若在混凝土降温前完成膨胀，也无法补充其温降收缩；因此受温度变化影响，实际施工与运行状态下掺氧化镁膨胀剂的面板混凝土膨胀性能往往与室内标准养护条件下的试验结果存在差异，不利于混凝土抗裂性能调控与提升。技术实现思路1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种面板混凝土主动防裂方法，改善混凝土温度分布，使其具有主动控温能力，进而调控真实服役环境下面板混凝土膨胀历程，实现面板混凝土主动防裂。2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种面板混凝土主动防裂方法，它包括如下步骤：3、步骤1：根据面板混凝土抗压强度、膨胀起始时间、膨胀量等设计指标要求，采用工程原材料进行掺氧化镁膨胀剂和导电相材料的混凝土配合比优化设计，确定氧化镁膨胀剂掺量、粉煤灰掺量、导电相材料掺量及混凝土试件养护温度等影响混凝土膨胀性能的关键参数；4、步骤2、沿平行于面板方向，在混凝土内部布设一对电极，将电极与电压调节装置相连接；5、步骤3、在混凝土内部布设温度传感器，用以监测混凝土温度；遇气温骤降时，在混凝土表面采取临时保温措施，防止导电材料产生的热量散失，辅助调节混凝土内部温度；6、步骤4、将电压调节装置和温度传感器分别与控制器电性相连，控制器控制电压调节装置调节混凝土两侧电压，并将电能转化为热能，从而调控面板混凝土内部温度。7、进一步地，所述步骤1具体包括如下步骤：8、步骤1.1、根据水工混凝土对氧化镁延迟性膨胀的性能需求，选择反应时间在240s±40s的氧化镁膨胀剂；9、步骤1.2、测试不同氧化镁膨胀剂掺量、不同粉煤灰掺量、不同养护温度下氧化镁混凝土自生体积变形，其中氧化镁膨胀剂掺量为4%~6%，粉煤灰掺量为20%~70%，养护温度为20℃~40℃；10、步骤1.3、将上述混凝土试件相同龄期的自生体积变形累加后取平均值，将自变平均值对观测龄期进行回归分析，得到氧化镁混凝土自生体积变形的基本方程g0(t)；11、步骤1.4、假设氧化镁膨胀剂掺量对混凝土自生体积变形的影响系数为k1、氧化镁膨胀剂掺量为m；统计分析不同氧化镁膨胀剂掺量条件下混凝土自生体积变形平均值，通过回归分析，得到氧化镁膨胀剂掺量影响系数为k1与氧化镁膨胀剂掺量m间的计算公式；12、步骤1.5、假设粉煤灰掺量对混凝土自生体积变形的影响系数为k2、粉煤灰掺量为f；统计分析不同粉煤灰掺量条件下混凝土自生体积变形平均值，通过回归分析，得到粉煤灰掺量影响系数为k2与粉煤灰掺量f间的计算公式；13、步骤1.6、假设养护温度对混凝土自生体积变形的影响系数为k3；统计分析不同养护温度条件下混凝土自生体积变形平均值，选择某一养护温度下混凝土的自生体积变形为计算基准，即该养护温度对混凝土自生体积变形的影响系数为1.00，通过计算其他养护温度与该养护温度下混凝土自生体积变形的比值，得到养护温度对混凝土自生体积变形的影响系数k3；14、步骤1.7、考虑氧化镁膨胀剂掺量效应、粉煤灰效应和温度效应的混凝土自生体积变形数学模型为g(t)=β×k1×k2×k3×g0(t)，将g0(t)、k1、k2、k3代入模型g(t)=β×k1×k2×k3×g0(t)中并对试验数据回归，即可得到综合修正系数β；15、步骤1.8、根据面板混凝土抗压强度、膨胀起始时间、膨胀量等设计要求，综合确定氧化镁膨胀剂掺量、粉煤灰掺量及养护温度；16、步骤1.9、导电相材料掺量为胶凝材料质量的3%~6%，通过试验确定满足抗压强度不低于设计强度，且混凝土电阻率在5(ω·m)~10(ω·m)条件下，导电相材料的最小掺量。17、更进一步地，所述步骤1.9中，导电相材料为炭黑、碳纤维、金属纤维中的一种或多种。18、进一步地，所述步骤2中，电极为网状铜质材料，两电极间距为200mm~300mm；电压调节装置为交流调压器，调压范围在0v~220v，通过电压调节混凝土内部温度变化。19、进一步地，所述步骤3中，温度传感器测量范围在-20℃~60℃；其中混凝土表面临时保温材料为苯板、聚氨酯、棉被、养护毛毡中的一种或多种。20、进一步地，所述步骤4中，通过调节电压使实际施工中的面板混凝土内部温度与步骤1确定的养护温度一致并保持稳定。21、本发明有益效果：22、1、本发明提出外掺氧化镁膨胀剂与导电相材料的混凝土配合比设计方法，并在面板混凝土两侧施加电压，将电能转化为热能，通过调节电压控制混凝土内部温度保持稳定的目标值，使氧化镁混凝土膨胀起始时间、膨胀量等膨胀历程免受外部环境温度影响，可以充分发挥氧化镁膨胀效能补偿混凝土收缩，将面板混凝土被动式防裂转变为主动控温防裂。23、2、本发明提出的面板混凝土主动防裂技术，可根据设计要求精准调控真实环境条件下面板混凝土膨胀历程，提升混凝土抗裂能力、减少温控措施、节约温控费用、提高工程效益。24、3、本发明将导电相材料这一新型功能材料与氧化镁膨胀剂复掺，应用于面板混凝土施工，将面板混凝土被动式防裂转变为主动控温防裂，改善了混凝土温度分布，使其具有主动控温能力，进而调控真实服役环境下面板混凝土膨胀历程，实现面板混凝土主动防裂的效果，这不仅提高了面板混凝土全生命期抗裂性与耐久性，还开拓了导电相材料的工程应用领域，具有广阔的市场前景。技术特征：1.一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：它包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：所述步骤1具体包括如下步骤：3.根据权利要求2所述的一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：所述步骤1.9中，导电相材料为炭黑、碳纤维、金属纤维中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：所述步骤2中，电极为网状铜质材料，两电极间距为200mm~300mm；电压调节装置为交流调压器，调压范围在0v~220v，通过电压调节混凝土内部温度变化。5.根据权利要求1所述的一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：所述步骤3中，温度传感器测量范围在-20℃~60℃；其中混凝土表面临时保温材料为苯板、聚氨酯、棉被、养护毛毡中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种面板混凝土主动防裂方法，其特征在于：所述步骤4中，通过调节电压使实际施工中的面板混凝土内部温度与步骤1确定的养护温度一致并保持稳定。技术总结本发明公开一种面板混凝土主动防裂方法，包括：步骤1：根据面板混凝土抗压强度、膨胀起始时间、膨胀量设计指标要求，采用工程原材料进行掺氧化镁膨胀剂和导电相材料的混凝土配合比优化设计，确定氧化镁膨胀剂掺量、粉煤灰掺量、导电相材料掺量及混凝土试件养护温度影响混凝土膨胀性能的关键参数；步骤2、沿平行于面板方向，在混凝土内部布设一对电极，将电极与电压调节装置相连接；步骤3、在混凝土内部布设温度传感器；步骤4、将电压调节装置和温度传感器分别与控制器电性相连，从而调控面板混凝土内部温度；本发明改善了混凝土温度分布，使其具有主动控温能力，进而调控真实服役环境下面板混凝土膨胀历程，实现面板混凝土主动防裂的目的。技术研发人员：李文伟,李新宇,张思佳,李曙光,杨华美受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16