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为预防大坝开裂,三峡修建用光了附近粉煤灰,粉煤灰到底有何用?

2024-09-23 14 yuneu

导语:

三峡大坝的建设经过了十四年时间,以往没有做过规划建设的工程,对其建设过程是非常不可控的,就怕出现一些难以预料的意外情况。

为了预防大坝开裂,三峡大坝修建时专门消耗了当时三峡大坝建设附近乡村几年多出来的粉煤灰,不仅让大坝的内部更加紧密,还带来了些什么好处呢?


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三峡大坝开始动工的时候,耗费的水泥已经把业内的人吓了一跳,只有负责混凝土的工程师知道,这还只是三峡工程的冰山一角。

混凝土在三峡工程中有着十分重要的角色,它主要是被用于三峡大坝的建筑,单单大坝本身,就消耗了1.15亿立方米的混凝土,而且具有很强的抗水性和抗冲击性,可以抵御库区湖水的侵蚀。

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然而即使是这么牢靠的混泥土,也并不是万无一失的,在面对水的时候,混泥土也会有自己的一些特性,因此三峡大坝在建设的时候,还对整体大坝进行了一定的改进。

其中就包括加入3.1亿升的粉煤灰,这样的做法到底是为了弥补混凝土的缺陷,还是其它它的作用。

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三峡大坝的建设和以往工程的规划建设是两回事。

三峡大坝作为世界上最大的水电发电站,先进之处就在于其建设之前,对大坝下游地区的水域特性进行了一系列的探测调查,为大坝的建设制定出了几项最完善的规划。

起初古代人使用石头或者砖块等来建筑大坝的时候,是非常随意的。

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大坝的建设过程只能是依照当下的自然条件进行调整,于是往往会造成大坝不够牢靠,或者大坝过于牢固的情况,在清污之下,最终还是会受损。

而三峡大坝的建设则是十分规范的,混凝土的力学性质正是用来解决这个问题的,它不仅能使大坝的内部杂乱无章,还能让水流形成更加有利于水电发电的形态。

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对混泥土的性质进行研究,可以发现它作为一种石材,和水没有任何相似的性质,然而在速度足够快的水流下,混泥土表面将会产生水花,这些水花被夹在水流中,就会形成速度下降的气泡,导致水流形成阻抗,从而增大水流的阻力。

当然,这只是在速度足够快的情况下,这样水波运动的质量将会和波长呈显著的降低,在其它地方则可能仍是异常快速的运动。

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而混泥土的力学性质,则能够使水流的性能得到极大的优化,不仅可以减小水流的速度,还能使大坝的阻力非常的均匀,因此一旦水流中间出现短时间内的退出现象,其余部分的水流也会进行相应的调整,使得大坝整体上都能够处在最大的阻碍御水的状态。

同时,混凝土表面的水花原本就是承担着水流的冲击力的,但是,像粉煤灰这样的强力材料的出现,可以使大坝的表面变得更加光滑,这意味着水流对大坝的冲击力减弱了。

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为了达到这个目的,粉煤灰必须要在混凝土中占一定比例,但是又不能多出太多,因此只能作为填隙材料,被加入到混凝土中。

粉煤灰最终被当作填充材料的原因,是因为其本身的化学性质主要是碱性物质,一旦放在空气中,就会被氧化慢慢吞噬,因此不能被单独用作混泥土。

而一旦粉煤灰被混凝土包裹其中,就不会出现上述问题。

粉煤灰加入混凝土后,可以进行自然受力,就像正常的石块一样和水波进行作战,一旦被某一波水流冲击力过大,就会被冲下来进行自然磨光,保护混泥土不受到太大的伤害。

同时,粉煤灰本身还有非常好的吸水性能,能够吸收水分中的溶解性物质,从而减少一定的水波作用,而且混泥土表面会在受到水的浸润后,逐渐生成一层保护层,使其更加光滑。

在混泥土加载完毕后,还需要进行水泥养护,要求在调水前混泥土必须进行水泥养护60天以上,一旦表面的水泥养护不到位,就会对大坝的建设产生致命危害,需要短时间内升高水位的时候,就需要非常小心的进行水位的升降。

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如果碰巧水泥养护的不到位的混泥土被浸泡在库水之中,那么大坝上将会出现大量的石灰浆,这些石灰就会被带到下游,对下游的生态环境产生毒害。

因此三峡大坝建设的时候,还十分的考究了这些细节,粉煤灰的加入确实帮助混泥土更好的发挥作用,对于混泥土的性质起到非常大的帮助。

同时,三峡大坝的建设中,还有非常多的这样的规范,正是这些规范的重视,三峡大坝最终才会建设的如此牢靠,一定程度上,这也体现出工程建设中的科技含量是至关重要的。

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混泥土的力学性质对于水流的作用是非常有利的,然而,就如同所有的材料一样,混泥土也有适用的范围。

因此三峡大坝在建设过程中,也受到混凝土材料本身的影响,混凝土存在不管是一期还是三期的蓄水导联,需要处理的问题都是非常繁琐的。

在上游,库区湖水处于常年潮湿的状态中,这在温度上没有太多的变化,却会对水流中的溶解性物质产生非常巨大的变化,其中最典型的就是钙离子含量。

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在水流中,一般来说其溶解物质的浓度都相对比较稀,而且,如果是有机物,那么其存在时间还会相对较长,毕竟有机物在水中很容易慢慢分解。

然而钙离子却不同,它不仅存在于纯粹的化学物质中,还主要存在于生物体的构成中,而三峡库区正好是生物体大量的凝集区,因此水中的钙离子含量就非常可观,但是三峡库区中的钙离子来源还有一部分是由什么呢?

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这就要追溯到混泥土的材料。

混泥土本身就是水泥和砂石的混合体,在这个混合体的制作过程中,是需要加一定量的浆液的。

浆液的作用除了使砂石和水泥得以混合之外,还有一个非常重要的作用,就是起到衔接砂子的作用,使其能够更好的和水泥混合在一起。

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然而砂石表面的石英晶体在加水后,在水中还会体现出对水的溶解性,当砂土中的石英晶体溶解后,就会对水中的溶解物质产生影响。

三峡大坝中主要使用的是轻质骨料,因此混泥土到大坝上游时间较长,在这个时间段中,其石英晶体已经基本被溶解干净,因此在水泥养护的时候,只要不出现水泥养护不到位的情况,就可以和水中的钙离子和三峡大坝中产生相互影响。

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但是在三峡大坝选择轻骨料的时候,因为原料和外表都相对较为白皙,因此在制作混泥土的时候,制作人员本身就负责任,尽量减少砂石中石英晶体的存在,以防止其溶解后,对水泥的养护产生影响。

因此在三峡大坝中,粉煤灰也是起到填缝隙的作用,同样是因为轻骨料在存在的时候,粉煤灰填缝的时候不但可以填缝,还可以进行扫光,使得混泥土更加的均匀,同时,为了不让其作用太大对于粉煤灰的使用还是尽量减少的,而不是大量的使用。

结语:

建设工程中,每一个步骤都是为了能够达到我们预期的目的,对于粉煤灰,其实它们在建设工程中有着非常广泛的用处。

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在我们进行施工的时候,还是需要根据实际工程的情况来制定合理的方案。

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