水利工程論文-山口電站大壩工程碾壓混凝土施工配合比優(yōu)化及應(yīng)用.doc

水利工程論文-山口電站大壩工程碾壓混凝土施工配合比優(yōu)化及應(yīng)用摘要：山口電站大壩工程碾壓混凝土施工配合比采用中熱水泥及高摻粉煤灰技術(shù)，夏季經(jīng)優(yōu)化配合比，降低混凝土的絕熱溫升，滿足了高溫季節(jié)不間斷施工的要求。另外，壩體從154.0m以上全斷面采用三級(jí)配碾壓混凝土，用三級(jí)配變態(tài)混凝土上游形成防滲體，達(dá)到了壩體防滲目的。關(guān)鍵詞：施工配合比優(yōu)化夏季施工1工程概況山口梯級(jí)三級(jí)電站位于廣東省始興縣境內(nèi)都安水下游，地處中亞熱帶，具有山區(qū)氣候特征，極端最高溫度38.4，極端最低溫度-5。電站以發(fā)電為主要目的，壩址位于馬市鎮(zhèn)山口村上游約1Km，距始興縣城約24Km。碾壓混凝土重力壩工程包括左右岸重力壩段和溢流壩段。壩頂長(zhǎng)179.44m.，最大壩高57.4m，壩底最大壩寬50.0m，壩頂寬5.0m，正常蓄水位為180.0m。碾壓混凝土10.4萬(wàn)m3，常態(tài)混凝土2.9萬(wàn)m3。碾壓混凝土設(shè)計(jì)容重2350Kg/m3，原材料1砂石料砂石料為天然料，源自離壩址13km的頓崗料場(chǎng)。砂細(xì)度模數(shù)為2.42.8之間，容重s=2.61t/m3，因毛料場(chǎng)為多年沖積層，毛料中級(jí)配極不穩(wěn)定，含泥量偏大且不穩(wěn)定，加工時(shí)比較難于洗干凈，含泥量在0.2%5.8%之間，但是，若過(guò)于強(qiáng)調(diào)砂的含泥量，則會(huì)把砂中的細(xì)顆粒帶走，這對(duì)混凝土的和易性等質(zhì)量有一定的影響。粗骨料容重g=2.69t/m3，三級(jí)配當(dāng)比例為40：35：25時(shí)，緊密密度最大1853kg/m3，當(dāng)30：40：30時(shí)，緊密密度為1833kg/m3，二級(jí)配當(dāng)比例為60：40時(shí)，緊密密度最大1860kg/m3。2膠凝材料水泥：本工程采用韶關(guān)三江水泥生產(chǎn)的利達(dá)多牌42.5Mpa水泥，容重為3.01t/m3，具有高鐵、低鋁、高硅、低脆性及低水化熱特點(diǎn)，其脆性系數(shù)為5.87，水化熱7d為239.2j/g，比中熱水泥低18%，同時(shí)在煤灰摻量為65%時(shí)僅為102j/g，比中熱水泥降低65%，水泥的礦物成分見(jiàn)表1，水泥水化熱試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。表1水泥檢測(cè)成果表項(xiàng)目細(xì)度(%)抗折強(qiáng)度(Mpa)抗壓強(qiáng)度(Mpa)礦物成份（%）Mgo含量(%)脆性系數(shù)(K)3d28d3d28dC3SC2SC3AC4AF最大值7.65.28.330.553.244.226.09.314.93.226.8最小值3.24.27.723.546.641.823.98.714.12.275.8平均值4.24.58.025.649.642.825.09.014.52.806.3表2水泥水化熱試驗(yàn)成果表粉煤灰摻量(%)055606565外加劑摻量(%)00.20.300.77天水化熱(j/g)239.3132.3103.2102推算為45摻合料：本工程摻合料采用韶關(guān)烏石電廠生產(chǎn)的級(jí)粉煤灰，容重為2.18t/m3。3外加劑本工程先后采用了黃埔粵和廠的HPG-3和浙江龍游廠ZB-1RCC-15兩種高效減水緩凝外加劑，經(jīng)比較兩種外加劑減水效果都在20%左右，但進(jìn)入高溫季節(jié)以后，凝結(jié)時(shí)間ZB-1RCC-15明顯優(yōu)于HPG-3，在氣溫40以下，摻加0.6%ZB-1RCC-15的砼初凝時(shí)間可達(dá)5h，其凝結(jié)時(shí)間隨摻量的增加而延長(zhǎng)，能滿足壩體施工的需要。其摻量根據(jù)混凝土入倉(cāng)溫度不同而適當(dāng)調(diào)整：在溫度小于20時(shí)為0.5%，2025為0.55%，2630為0.6%，3135為0.7%，若高于35摻量為0.75%0.8%，保證現(xiàn)場(chǎng)混凝土的初凝時(shí)間大于10h。3混凝土的灰水比與強(qiáng)度關(guān)系從圖1及圖2分析可知，R90C10三級(jí)配混凝土，粉煤灰摻量65%(圖1)時(shí)，水膠比每增加0.1，其強(qiáng)度下降1.0Mpa；粉煤灰摻量50%(圖2)時(shí)，水膠比每增加0.1，其強(qiáng)度下降2.0Mpa。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)雺喉诺挠盟颗cVC值的關(guān)系為：三級(jí)配砼用水量每增加5kg/m3其VC值約減少3.2s，二級(jí)配用水量每增加5kg/m3其VC值約減少3.55s。4施工選用配合比按絕對(duì)體積法計(jì)算配合比，含氣量取1.5%，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整后，為保證混凝土的90天的強(qiáng)度，盡可能地減少壩體內(nèi)部溫度最高值的梯度，滿足不同氣溫下的施工需要，施工配合比按大氣溫度及混凝土入倉(cāng)溫度不同按表-4選用。所有變態(tài)混凝土漿液水膠比為0.47，摻灰率為50%，注漿量為4%6%。表-4混凝土施工配合比編號(hào)設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)水膠比總膠材kg摻灰率%需水量kg砂率%每立方砼骨料用量kg/m3砂0.522448H4R90C20W60.5190459530631611916H5R90C20W60.5190509530635615917H6R90C10W60.6142.55685.528614407570651H7R90C10W40.6142.55685,528608483645483H8R90C10W40.6142.56085.528612486647486H9R90C10W40.5142.5657127600502669502H10R90C15W40.551705093.5296104936574935應(yīng)用配合比混凝土性能一般上混凝土在高摻粉煤灰（5065%）的情況下，其絕熱溫升一般為1218，而壩體的溫升只有10.815，表-5是本工程混凝土絕熱溫升表。因此，在夏季施工雖然混凝土的入倉(cāng)溫度很高，但由于壩體內(nèi)外溫度梯度小仍不會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫。本工程碾壓混凝土的彈性模量：C10摻灰60%時(shí)為0.77104Mpa，C10摻灰65%時(shí)為0.675104Mpa，C20摻灰50%時(shí)為1.419104Mpa。圖-3是C10混凝土粉煤灰摻量不同與強(qiáng)度關(guān)系圖。從圖中可知，C10混凝土粉煤灰摻量每增加5%，90天強(qiáng)度約降低2Mpa，同時(shí)7天強(qiáng)度發(fā)展關(guān)系（均與28天相比）約為0.450.55，60天強(qiáng)度發(fā)展關(guān)系約為1.41.55，90天強(qiáng)度發(fā)展關(guān)系約為1.601.75?；炷猎诜勖夯覔搅窟_(dá)50%以后，其1年強(qiáng)度增長(zhǎng)率可達(dá)173%264%?？梢?jiàn)碾壓混凝土的抗裂性能比常態(tài)混凝土要成倍地提高。說(shuō)明，利用高摻粉煤灰既可降低混凝土的絕熱溫升，又可提高混凝土的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率，這對(duì)混凝土的抗裂是有利的。表5混凝土絕熱溫升室內(nèi)試驗(yàn)成果表混凝土等級(jí)總膠材kg/m3ZB-1摻量%7d10d14d21d28dCFC105092.50.79.310.811.813.515.7C2090900.715.918.320.1522.124.6山口電站大壩工程碾壓混凝土施工已于2001年1月2日完成。C10砼共進(jìn)行1813組的密實(shí)度測(cè)試，其平均干容重為2434Kgm3，密實(shí)度97%以上；混凝土機(jī)口取樣抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)Rm=15.8Mpa，Cv=0.17，=2.70Mpa，P=98.6%。C20混凝土共進(jìn)行399組的密實(shí)度測(cè)試，其平均干容重為2430Kgm3，密實(shí)度98%以上；混凝土機(jī)口取樣抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)Rm=22.3Mpa，Cv=0.09，=2.06Mpa，P=94%。C15混凝土機(jī)口取樣抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)Rm=18.4Mpa，Cv=0.115，=2.12Mpa，P=92%。6小結(jié)(1)山口電站大壩工程碾壓混凝土施工配合比采用低熱水泥、高摻粉煤灰技術(shù)及摻用高溫型外加劑，使混凝土在本質(zhì)上得到改善，降低混凝土的絕熱溫升，夏季混凝土入倉(cāng)溫度高達(dá)36時(shí)正常不間斷施工。(2)壩體從154.0m以上全斷面采用三級(jí)配C15混凝土，變態(tài)混凝土從機(jī)口取樣抗?jié)B等級(jí)部達(dá)到要求。目前庫(kù)水位已蓄至180.0m，三級(jí)配變態(tài)混凝土已承受了26m水頭的壓力，從外觀看，154.0m以上除了極