你可能不信，连大坝的命都是“冰箱”给的~

网易新闻学院 · 公众号 · 社会 · 2018-08-20 18:18

正文

（一）大坝混凝土“火气太旺”，裂缝成一大难题

现在的大坝主要使用混凝土，混凝土是由砂石、水泥和水搅拌而成，具有材料来源广、可塑性强、耐久性好、强度高等优点，而且它还防水抗渗，是修大坝的绝佳材料。

但万事无绝对，混凝土也有个很大的缺点：在搅拌、浇筑完成后，有28天左右的硬化过程，这个过程中混凝土（尤其是大体积混凝土）很脆弱，需要精心养护，以维持一定的湿度和温度条件。

一旦养护出问题，就容易出现裂缝，而一旦出现裂缝，外观难看事小，万一影响结构承载力和防水功能那事情就大了。所以，大坝混凝土浇筑完成后，工程师们最关心的问题之一就是如何防止裂缝产生。

（混凝土裂缝）

那么，混凝土究竟为什么会产生裂缝呢？

原因很多，但其中非常重要的原因就是——温度。

我们都听过热胀冷缩，举例来说，我们用瓷碗先装100℃的沸水后倒掉，再马上倒入接近0℃的冰水，则瓷碗很容易裂开。

这是因为装入开水后，瓷碗表面和内部的温度都会慢慢升高，把热水倒出，立刻倒入冷水，瓷碗表面温度降低快，而内部温度降低慢，在热胀冷缩的作用下，表面收缩程度大，而内部收缩程度小，从而产生了一股拉力，使得脆性的瓷碗马上开裂。这股拉力的学名叫“温度应力”，它与温度梯度成正比，即温差越大，温度应力越大。

混凝土产生温度裂缝的过程也是如此。混凝土也是脆性材料，硬化过程中水泥的水化反应会释放大量的热量，由于混凝土表面散热比内部快，内部温度比表面更高，内外温差作用下产生了温度应力，从而导致了混凝土开裂。

这一问题，在中国的水电开发中显得尤为突出。

中国的水电资源集中在西南的高海拔地区，无论是年际温差还是日内温差，都非常大，并且往往伴有风雪等恶劣天气，使得混凝土温控成为非常棘手的问题。

（二）解决混凝土裂缝的方法——给大坝“装冰箱”

不过，这难不倒中国水电人，他们在艰难的实践中想出了一种妙招，给大坝装上稳定的“冰箱”，便解决了“裂缝”这个大难题。

虽然“此冰箱非彼冰箱”，但原理却和冰箱大同小异——我们的冰箱是通过制冷剂吸收冰箱内物体的热量，达到降温效果；而给大坝“装冰箱”则是在浇筑混凝土时预埋好冷却水管，硬化过程中给水管中注入冷水，吸收水泥水化反应产生的热量，从而给大坝降温。

通过调节注入冷水的温度、流量和时间，可以控制大坝内部冷却的速率，进而控制大坝内部的温度差，防止较大的温度应力导致混凝土开裂。