低彈混凝土在某土壩除險加固中的應(yīng)用

1、低彈混凝土在某土壩除險加固中的應(yīng)用                   *水庫位浙江省*苕溪支流南溪上，始建于1958年，是治理太湖流域水患的大型骨干水利工程之一。水庫匯流面積258平方公里，總庫容1.15億立方米，大壩為粘土心墻砂殼壩，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大（二）型水庫。由于歷史客觀原因和工程運行時間的推移，在年水利廳組織的大壩安全鑒定中，*水庫被列為三類壩需進行除險加固。*水庫

2、大壩為粘土心墻土壩，其除險加固設(shè)計采用混凝土防滲墻作為大壩新的防滲體以提高土壩體的抗?jié)B性，設(shè)計要求混凝土防滲墻的抗壓強度等級為C8，彈性模量14000Mpa，滲透等級W4，坍落度為811cm。                     一、原材料試驗             試驗所

3、用水泥為安徽寧國海螺32.5R級復(fù)合硅酸鹽水泥，摻合料采用膨潤土，細骨料為天然河砂或石屑，粗骨料為一級配石灰?guī)r碎石，各種材料的物理性能試驗成果分述如下。             11水泥             試驗所用水泥為安徽寧國海螺32.5R級復(fù)合硅酸鹽水泥，其物理力學(xué)性能試驗成果見表1。     &#

4、160;   表1    水泥物理力學(xué)性能試驗成果                    水泥品種        細度（%）        安定性   

5、0;    標準稠度用水量（%）        凝結(jié)時間（h:min）        抗折強度（Mpa）        抗壓強度（Mpa）            初凝   

6、;     終凝        天        28天        天        28天           &

7、#160;32.5級復(fù)合水泥國家標準        10        合格                0:45        10:00     

8、;   3.5        5.5        16.0        32.5            安徽寧國海螺32.5R級復(fù)合水泥      

9、;  4.0        合格        26.75        4:50        5:50        3.8    &#

10、160;   8.2        17.8        47.2             經(jīng)試驗，水泥各項物理力學(xué)性能指標均符合GB12958-1999要求。          

11、0;  細骨料             試驗所用細骨料為天然河砂或石屑，各項物理性能指標試驗成果見表，表3。                              &

12、#160;                                   表   砂料試驗成果           

13、;         名稱        細度模數(shù)        含 泥 量    （）        飽和面干表觀密度（kg/cm3）        

14、飽和面干吸水率    （）            砂        3.0        1.1        2520      

15、0; 2.5                                                &

16、#160;                  表3   石屑試驗成果                    名稱       &#

17、160;細度模數(shù)        含 泥 量    （）        飽和面干表觀密度（kg/cm3）        飽和面干吸水率    （）           &#

18、160;石屑        3.3        1.2        2620        1.6             細骨料試驗成果表明，天然砂的細度

19、模數(shù)為3.0、石屑的細度模數(shù)為3.3，屬于粗砂，含泥量滿足水工混凝土拌和用砂有關(guān)規(guī)范要求。             粗骨料             試驗所用粗骨料為石灰?guī)r碎石，石料級配為一級配，max20mm，各項物理性能指標試驗成果見表4          

20、                                                  

21、       表4   粗骨料試驗成果                    名稱        飽和面干吸水率    （）     

22、60;  飽和面干表觀密度（kg/cm3）        含泥量    （）        針片狀含量    （）            碎石      

23、60; 1.6        2580        0.3        1.3             粗骨料試驗成果表明，本粗骨料含泥量等各指標均滿足水工混凝土拌和用粗骨料要求。    

24、;         膨潤土             試驗所用膨潤土為鈉基膨潤土，其細度為11.2%（按水泥細度試驗方法）。             5外加劑          &#

25、160;  試驗用外加劑為浙江五龍化工股份有限公司生產(chǎn)的ZWL-B-2型引氣緩凝泵送劑。             二、低彈混凝土基本參數(shù)的確定             根據(jù)本工程防滲墻的施工特點（采用人工開挖壩體，倒掛井護壁，人工振搗），因此工作面較小，施工難大較大，要求防滲墻混凝土拌和物應(yīng)具有良好的和易性、粘聚性及一定的流動性，而做為防滲墻應(yīng)具有

26、彈性模量低、變形性能好的特點，能有效適應(yīng)土壩壩體的變形。但由于現(xiàn)場施工進度要求試驗室在一個月多的時間內(nèi)，提供合宜的施工配合比。而本工程防滲墻混凝土的設(shè)計要求混凝土強度等級為C8、壩落度為911cm、彈性模量14000MPa，抗?jié)B等級W4，根據(jù)資料分析國內(nèi)同類型防滲墻混凝土設(shè)計彈性模量為15000Mpa，而施工實測彈性模量均在14000Mpa以上，因此本工程的設(shè)計要求是比較高的。在這么短的時間內(nèi)，決定采用非常規(guī)的試驗安排，根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗，對不同水膠比、水泥用量、膨潤土摻量、細骨料種類、含砂率等因素經(jīng)優(yōu)化直接進行一輪試驗，能過試驗成果分析，選定合宜的施工配合比，故確定以下參數(shù)。  

27、;           2水膠比             水膠比是決定混凝土強度、抗?jié)B性及耐久性等指標的重要參數(shù)，對于本工程防滲墻的混凝土應(yīng)具有彈性模量低，較高的抗?jié)B性能，并應(yīng)具有的強度。根據(jù)實際細骨料采用天然砂時水膠比為0.68、0.70、0.72、0.74、0.75，細骨料采用石屑時水膠比為0.70、0.72、0.74、0.76等各種水膠比進行混凝土的抗壓強度、滲透系數(shù)、及

28、彈性模量等指標的試驗。             22膨潤土是以蒙脫石為主要成份的含水硅酸類，屬無機非金屬礦物，其顆粒一般較細，摻入混凝土中有利降低混凝土的彈性模量，但由于本工程要求防滲墻混凝土的強度較高，但細骨料細度模數(shù)又較大，故細骨料用砂時膨潤土選擇20%、25%、30%的摻量，細骨料用石屑時選擇25%、30%、35%的摻量進行各項性能試驗。           &

29、#160; 23砂率             砂率的變動將混凝土拌和物的流動性產(chǎn)生很大的影響，并對混凝土的彈性模量產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)選用較大的砂率，但由于工程工期緊，故混凝土中細骨料采用天然砂時選擇50%的砂率，混凝土中細骨料采用石屑時選擇60%的砂率進行不同水膠比和不同膨潤土摻量的各項性能試驗。             24用水量的確定 

30、0;           混凝土單位用水量的多少是控制混凝土拌和物流動度大小的主要因素，因此確定單位用水量應(yīng)以混凝土拌和物達到能滿足施工要求的流動度為依據(jù)。根據(jù)本工程設(shè)計要求壩落度應(yīng)控制在911cm之間，并結(jié)合外加劑的減水性能確定混凝土細骨料采用天然砂時用水量為260270kg/cm3之間，混凝土細骨料采用石屑時用水量為260275 kg/cm3之間。            

31、25外加劑的摻量             外加劑的摻量根據(jù)外加劑生產(chǎn)企業(yè)提供的摻量為膠凝材料用量的0.25%。             三、試驗方案及成果分析             31根據(jù)上述確定的參數(shù)，按不同水膠比、膨潤土摻量與相同砂

32、率的不同配合比進行混凝土的各項性能指標的試驗。試驗嚴格按有關(guān)規(guī)程進行，試驗成果見表5。                                           

33、;                      表5   試驗成果表                    編號    &

34、#160;   水膠比        砂率    (%)        膨潤土摻量(%)        每m3混凝土材料用量(kg)        28天抗壓強度(Mpa)   &

35、#160;    抗拉    強度(Mpa)        滲透 等級(W)        彈性模量    (Mpa)            水泥    

36、60;   膨潤土        砂或石屑        碎石        水        外加劑ZWL-B-2    0.25%      &#

37、160;     S1        0.68        50        20        292        73  

38、;      771        770        248        0.912        11.0        1.02&

39、#160;       W8        14714            S2        0.72        50   

40、0;    30        260        112        738        737        268   

41、;     0.930        8.0        0.77        W5        12832         

42、0;  S3        0.74        50        25        266        88     &

43、#160;  756        756        262        0.885        9.0        0.81   

44、0;    W6        13488            S4        0.75        50       &

45、#160;30        250        107        744        744        268      &#

46、160; 0.892        7.0        0.62        W4        11678            G1 

47、;       0.70        60        20        283        71        973&

48、#160;       649        248        0.885        8.4        1.14       &

49、#160;W8        17601            G2        0.72        60        35  &#

50、160;     246        133        911        607        273        0.948 

51、       6.9        0.72        W4        11655            G3    &#

52、160;   0.74        60        30        253        109        931   

53、60;    620        268        0.905        8.1        0.81        W3  &

54、#160;     13858            G4        0.74        55        30     

55、0;  246        105        871        713        260        0.878    &#

56、160;   7.6        0.81        W3        15749            G5       

57、0;0.74        50        25        266        88        756       

58、 756        262        0.885        9.0        0.81        W6     

59、0;  13488            G6        0.76        60        25        259

60、0;       86        953        636        262        0.862        

61、9.0        0.96        W4        14621    注：編號S的是指細骨料用天然砂，編號G的是指細骨料用石屑。             32成果分析             1、水膠比是影響混凝土強度的主要因素，隨著水膠比的增大混凝土的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、滲透等級均隨著下降，這符合混凝土和水膠比的一般規(guī)律。    &