新疆山口水電站碾壓混凝土配合比優(yōu)化

胡慶華，李艷紅

（1.遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110003；2.遼寧省水利水電工程局，遼寧 沈陽(yáng) 110179）

1 工程概述

新疆伊犁特克斯河山口水電站是特克斯河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最末一級(jí)，樞紐工程位于建設(shè)中的恰甫其海水利樞紐下游14.0km。工程規(guī)模屬大（2）型，工程等別為Ⅱ等。由攔河壩、泄水建筑物和發(fā)電引水系統(tǒng)及電站廠房等到主要建筑物組成。最大壩高51m，水庫(kù)總庫(kù)容1.21億m3，裝機(jī)容量140MW。重力壩混凝土總量571920m3，其中常態(tài)混凝土114671m3；碾壓混凝土403985m3，變態(tài)混凝土53264m3。

該地區(qū)氣溫相對(duì)較高，日照強(qiáng)，蒸發(fā)量大，晝夜溫差大，多風(fēng)，相對(duì)濕度小。

2 試驗(yàn)過(guò)程

現(xiàn)場(chǎng)碾壓混凝土試驗(yàn)于2006年7月7日至2006年7月27日進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：碾壓過(guò)程中層面提漿困難、層面泛漿不均勻，可碾性差；拆模后混凝土表面氣孔過(guò)多，不光滑，有大的集中的水馕形成小孔。

針對(duì)此種現(xiàn)象，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、中心試驗(yàn)室及施工單位聯(lián)合召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，共同研究認(rèn)為：

（1）碾壓混凝土層面提漿困難、層面泛漿不均勻現(xiàn)象主要原因是原材料中天然砂料經(jīng)水洗后級(jí)配不好，石粉（＜0.16mm）含量偏低（6%～7%）。為改善碾壓混凝土性能，更好地滿足施工要求，提高混凝土質(zhì)量，可在碾壓混凝土配和比中，摻入一定數(shù)量的人工石粉，等量替代部分砂料。

（2）變態(tài)混凝土漿液濃度偏小，加漿量過(guò)大是造成拆模后混凝土表面氣孔過(guò)多的主要原因?？蓪{液水灰比由0.6改變?yōu)?.49，加漿量由8%～12%改為4%～6%。

根據(jù)參會(huì)人員意見(jiàn)，承包商現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室對(duì)碾壓混凝土基準(zhǔn)配合比進(jìn)行了調(diào)整,增加部分石粉等量替代同質(zhì)量的砂子，以加大碾壓混凝土中微細(xì)顆粒的含量。同時(shí)調(diào)整漿液濃度，試驗(yàn)證實(shí)混凝土的可碾性大大提高。漿液濃度適中，拆模后混凝土表面汽泡現(xiàn)象明顯減少。

試驗(yàn)所用的原材料均為本工程現(xiàn)用的原材料。試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）水泥為南崗水泥廠生產(chǎn)的黃鴨牌普通硅酸鹽42.5級(jí)水泥。經(jīng)檢驗(yàn)，所有項(xiàng)目均滿足GB175-1999技術(shù)指標(biāo)要求。

（2）粉煤灰為石河子熱電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰。各項(xiàng)技術(shù)性能均滿足《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》DL/T5055-1996要求。

（3）C2料場(chǎng)天然砂細(xì)顆粒含量偏低，小于0.16mm顆粒含量占7%左右。用石粉取代等量砂子來(lái)彌補(bǔ)砂中細(xì)顆粒含量的不足，控制砂料中細(xì)顆粒含量在17%左右，改善混凝土性能。

（4）試驗(yàn)用水為大壩下游河水,水質(zhì)滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

（5）減水劑采用新疆天山建材集團(tuán)精細(xì)化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的FDN高效減水劑。引氣劑采用上海麥斯特建材有限公司生產(chǎn)的AIR202引氣劑。

表1 推薦的混凝土配合比

（6）試驗(yàn)用粗、細(xì)骨料均由山口C2骨料篩分廠生產(chǎn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足《水工混凝土施工規(guī)范》SDJ207-82技術(shù)指標(biāo)。

石粉作為非活性材料取代部分砂子，使砂中石粉（d≤0.16mm的顆粒）含量控制在17%。

試驗(yàn)均在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行，控制室溫20＋2℃，室內(nèi)濕度40%～60%，砂石骨料均為飽和面干狀態(tài)。

引氣劑的摻量以控制混凝土最佳含氣量為宜，施工過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整。

3 配合比設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

3.1 水灰比

滿足水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2001中6.0.5款關(guān)于嚴(yán)寒地區(qū)混凝土水膠比最大允許值的規(guī)定，并滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)指標(biāo)。

3.2 砂率

適宜的砂率既要滿足現(xiàn)場(chǎng)碾壓的可碾性、密實(shí)性，又要滿足設(shè)計(jì)要求的稠度（Vc值）。通過(guò)試拌及現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)觀測(cè)，并結(jié)合已建完工程取得的經(jīng)驗(yàn)，三級(jí)配混凝土砂率確定在32%，二級(jí)配砂率確定在34%。

3.3 粉煤灰摻量

考慮骨料可能存在的堿活性，以及摻粉煤灰對(duì)大體積混凝的一些有利因素，本著保證質(zhì)量經(jīng)濟(jì)合理的原則，依據(jù)水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范，二級(jí)配碾壓混凝土粉煤灰摻量為55%，三級(jí)配碾壓混凝土粉煤灰摻量為65%。

3.4 用水量

考慮嚴(yán)寒地區(qū)混凝土的耐久性，配合比設(shè)計(jì)中盡量降低單位用水量，以降低水膠比。在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工要求的前提下，通過(guò)試拌確定。

推薦的混凝土配合比見(jiàn)表1。

4 試驗(yàn)成果

碾壓混凝土配合比力學(xué)性能、抗?jié)B性能、抗凍性能試驗(yàn)成果見(jiàn)表 2，3，4。

表2 推薦的碾壓混凝土配合比力學(xué)性能表

表3 碾壓混凝土配合比抗?jié)B性能試驗(yàn)成果表

表4 碾壓混凝土配合比抗凍性能試驗(yàn)成果表

5 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)結(jié)果證明，摻加石粉后碾壓混凝土表面泛漿均勻，混凝土的可碾壓性大大提高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)，此配合比非常合理。同時(shí)對(duì)漿液稠度的調(diào)整，使混凝土的外觀質(zhì)量大大提高。

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