真空浇灌法在水电建筑施工中的运用方法探讨

　　[摘要]真空浇灌法运用于水电建筑施工中显示了很多优点，不但优化了混凝土的浇灌技术，而且使浇灌变得高效。本文介绍了混凝土真空作业的基本情况，着重讲了真空浇灌及在水电建筑中的应用。
　　[关键词]建筑节能，设计构造，节能外窗，性能
　　引言
　　随着社会的不断的发展，人们对水电建筑中的浇灌技术也变得越来越重视了。从传统的浇灌技术上借鉴与发展，现如今，真空浇灌法的运用无疑是人类历史上的一大突破，人类的思维不断的进步，社会不也不断的发展前进，真空浇灌法的使用是人类建筑史上的突破，有了真空浇灌法，不但可以减少投资成本，而且能够大大的提高效益。因此，真空浇灌法在水电建筑施工中起到了重要的作用。
　　1．混凝土真空作业
　　1.1混凝土真空作业
　　真空作业的混凝土能够提高混凝七的表面强度，增强混凝土抗冻融、抗冲刷破坏等性能，还可以增加混凝土的密实性、抗渗性等。减少混凝土的干缩和回填量，避免混凝土的表面龟裂，增加混凝土早期强度。真空浇灌法，是利用真空环境中的混凝土作业特点，进行混凝土浇灌。混凝土的真空作业原理比较简单的，即将混凝土表面部分多余水分借真空吸力的办法尽量吸出，降低混凝土的水灰比，压实混凝土，增加其密实性，从而提高混凝土的强度。
　　1.2混凝土浇注方案的选择及考虑因素
　　混凝土浇筑方案的选择对工程进度、质量、工程造价将产生直接影响，需综合各方面的因素，经过经济，技术的比较后才可以进行选定。在选择方案是，一般我们都还需要考虑以下因素。
　　(1)水电建筑物的类型、结构、规模、工程量与浇筑部位的分布情况以及施工分缝处的特点；
　　(2)总进度拟定的各施工阶段控制性浇筑进度、强度及温度控制要求；
　　(3)施工现场的地形、地质和水文特点，导流方式及分期；
　　(4)施工队伍的技术水平、熟练程度和设备状况等。从混凝土运输浇筑的角度来看，建筑物的高度和体积(工程量)是决定混凝土施工方案的重要因素。位于辽宁省的太平湾水电站，在其消力池护坦上就采用了柔性吸盘真空作业混凝土，这种技术的施工较方便，而且吸盘维修工作少，投资也少。
　　2．真空浇灌的概述
　　真空技术是建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。真空技术主要包括真空获得、真空测量、真空检漏和真空应用四个方面。在真空技术发展中，这四个方面的技术是相互促进的。远在1643年，意大利物理学家托里拆利发现，真空和自然空间有大气和大气压力存在。他将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞，并倒立于汞槽中时，发现管中汞面下降，直至与管外的汞面相差76厘米时为止。托里拆利认为，玻璃管汞面上的空间是真空，76厘米高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。
　　1952～1953年丰满大坝溢流面修复时，使用了混凝土真空浇灌的方法，溢流面混凝土设计标号为R28140S4D100，混凝土厚30cm，护坦部分为R28200S4D100，这部分使用了混凝土真空作业的方法，一直运行到1986年，其表面未见有冻融及空蚀等破坏。由此我们可以看出真空浇灌在水利水电建筑中的优势，那么真空浇灌的真空作业方法具体是什么，下面将对真空作业方法进行简单的介绍。首先，真空作业方法要求混凝士模板严密而不透气，在模板靠混凝土一侧，贴上两层孔眼各为5mm和lmm的正方形铁丝网，上覆盖一层细密白布，在模板周边用3～5cm宽的胶皮或沥青封贴。这样，就可以在浇筑混凝土时在模板面形成真空腔。然后，在模板的另一侧，在模板每约lm2面积上设一吸出管嘴，并将管嘴用胶皮与系真空系统连接。吸真空系统由真空泵，真空槽、集水槽及吸出管等连接组成的。最后，当混凝土浇筑及振捣后，还要进行真空作业。大约45分钟即可将距离混凝土表面20～30cm范围内的混凝土中的一部分空气和水吸出，同时模板对混凝土表面也起到压实作用，因而可以提高混凝土抗渗性、抗冻性及抗压强度。采用真空浇灌法是一个加强混凝土表面综合性能的好措施。
　　3.真空浇灌法的运用
　　真空浇灌混凝土试验的成功，为建筑行业特别是水利电力建筑行业缩短工程的工期，提高混凝土的强度解决了一个大难题。这个技术被简称为“真空浇灌法”。真空浇灌法就是浇灌混凝土前段与其它浇灌混凝土方法相同，也就是捣实、成型、压光、整平、复盖苇席（或软质状植物）。随后新方法是在苇席（草席）上盖上高强度塑料薄膜（当混凝土坍落度小于5cm时，也可省去苇席或草席），然后，使用与塑料膜相连接的低真空泵，把混凝土中多余的水分从中均匀抽取出来。在抽取过程中，塑料膜内的空气和水慢慢抽出。膜内负压渐渐增高，使覆盖物（草席或塑料膜）与混凝土表面之间的真空状态必然会使混凝土额外随大气压力，混凝土硬化过程中承受的正压力增大，因而，固化后的混凝土强度提高。使用真空浇灌法制作的混凝土构件强度比一般施工方法高百分之四十五左右，同时可使下一道工序提前进行。特别是在混凝土地板、水利工程、电力工程等施工中的运用，可降低造价百分之五到百分之十。且投资少，只需添置一台几千元的真空泵和少量的塑料膜，并能重复使用。因此，显而易见，真空浇灌法是一项投资少，效益高的一项新技术。
　　4．水利水电建筑
　　在桓仁大坝溢流面曾经采用了真空浇灌混凝土，经多年运行，溢流面混凝土仍完好。云峰大坝溢流面开始施工的时候也曾经采用真空浇灌，但是最终因为真空度不够而取消，运行了15年后，溢流面普遍受到冻融风化破坏。后来又对溢流面全面开挖并新浇高标号混凝士，并采用了真空浇灌技术，利用的是刚性真空吸盘。太平湾水电站采用的是柔性真空吸盘，护坦混凝土设计标号R28400S8D2，0。太平湾水电站采用的真空浇灌的工艺流程是先将混凝土浇筑、振捣后铺平表面，盖上真空胶板或吸盘，开动真空泵，真空腔内逐渐减压，减压时则相对于空腔板均匀压实下面混凝土。由于混凝土此时并没有凝固，故压真空板时混凝土中水分上升，汇集至真空腔后排除。在60％～80％真空度时，作用在真空板中的压力为60～80kPa。真空度高，脱水时间长，则脱水率高。太平湾施工时由于气候急剧变化和操作出现缺点造成真空腔封闭不够严实，故真空度只达到70％～80％，导致吸水不良。太平湾工程真空作业25min后，吸水量可达极限吸水量的90％左右，由于现场原因，实际脱水率只能在10％～15％左右，并以此控制作业时间。原始水灰比为O．34，经真空脱水后水灰比为0．287。太平湾护坦混凝土经真空工艺处理后，密实度增加了5％，混凝土抗压强度增加了16％，较大程度的提高了混凝土表面硬度，抗磨性能一般都提高了l～2倍。
　　5.真空浇灌在水电建筑的发展前景
　　尽管传统的浇灌技术有其独特的应用性，但是从多个角度出发看真空浇灌法，它都有有其优越性。真空浇灌法是传统浇灌法的继承，是传统浇灌法的升华，真空浇灌法在水电建筑中的运用标志着人类对混凝土的浇灌技术有了长足的进步。以云峰水电站为例。
　　云峰水电站是中、朝两国于20世纪50、60年代共同建设的国际河流水电站，位于我国吉林省集安县和朝鲜满浦边界的鸭绿江上，是鸭绿江靠近上游的一座电站，它与老虎哨、水丰、太平湾组成鸭绿江梯级电站。水库呈带型，总库容38．96亿m3，调节库容26．61亿m3。经水库调节，对其下游已建的水丰电站可增加保证出力5％。电站装机容量40万kW，年平均发电量17.5亿kWh。发电厂房在我国境内，由中国方面运行、管理，电量中、朝各半，各以两回220kV高压输电线路送电。电站坝址位于峡谷出口，坝基为花岗岩、玢岩、凝灰岩、石英斑岩，地质条件较好。枢纽为混凝土宽缝重力坝及引水式地面厂房。最大坝高113.75m，混凝土总量304万m3，坝体部分由朝鲜负责设计、施工。厂房进水口位于坝址上游的右侧，有两条分别长为775米和759.32m，洞径8.6m的引水隧洞，末端设有差动式调压井，井后接四条洞径5.3m的高压管道，引入四台机组。引水系统及厂房由东北勘测设计院设计，云峰水电工程局施工。工程在于1958年开工，1965年第一台机组发电，1967年底建成。工程总造价3.02亿元，单位千瓦造价755元。（使用了真空浇灌法）
　　云峰水电站的建成体现了真空浇灌法的优势。云峰水电站的建成体现了真空浇灌法的降低造价成本，减少投资，提高效益的优点。所以，真空浇灌的优势在水电建筑方面是十分明显的。混凝土的真空浇灌技术逐步走向成熟，混凝土真空作业的力学性能和强度比非真空条件下作业的提高很大。可以预见，真空浇灌技术在水电中的应用将会越来越广泛，这种技术的冻融性、抗渗性、形成的表面强度，都是别的浇灌技术无法替代的。
　　6.结束语
　　混囊土是建筑工程中应用非常广泛的一种建筑材料。随着社会的发展，混囊土技术也在不断地向前推进。早期的一些混凝土浇灌技术已经无法满足现在水电建筑施工中技术的需求。真空浇灌法是一种产生性能很高的混凝土浇灌技术，现在国内有部分水电站已经采用了这种技术。所以，我们应该倡导真空浇灌法在水电建筑中的运用。
　　参考文献
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《真空浇灌法在水电建筑施工中的运用方法探讨》

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