施工擾動對碾壓混凝土性能的影響

馬合沙提

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局 烏魯木齊 830000）

1 概 述

新疆某碾壓混凝土重力壩，最大壩高212.5m，總庫容24.19億m3，調(diào)節(jié)庫容19.18億m3，電站裝機(jī)容量14萬kW，年發(fā)電量5.19億kW·h，保證出力12.5萬kW。倉面混凝土主要通過汽車等機(jī)械運輸，已碾壓的新澆筑混凝土將不可避免地受到機(jī)械的擾動，改變混凝土性能。為確保本工程施工質(zhì)量，本文研究多種工況下成型混凝土的力學(xué)及物理性能，據(jù)此判斷影響程度大小。

2 混凝土原材料

2.1 水泥

該工程采用某水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，水泥的化學(xué)成分及物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1和表2。

表1 水泥化學(xué)成分

表2 水泥物理力學(xué)性能指標(biāo)

2.2 粉煤灰

該工程采用某電廠生產(chǎn)的Ⅱ級灰，粉煤灰的化學(xué)成分及物理力學(xué)性能指標(biāo)見表3和表4。

2.3 細(xì)骨料

該工程使用天然砂，物理性能指標(biāo)見表5。

2.4 粗骨料

該工程使用的粗骨料為人工骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)的片麻花崗巖，粒徑分別為 5～20mm、20～40mm、40～80mm。骨料的物理力學(xué)性能指標(biāo)見表6。

2.5 外加劑

2.5.1 緩凝高效減水劑

本次試驗使用FDN—13B緩凝高效減水劑，其各項指標(biāo)見表7。

2.5.2 引氣劑

本次試驗使用PMS—NEA3引氣劑，其各項性能指標(biāo)見表8。

3 試驗使用配合比

本次試驗使用的配合比見表9。

4 試驗方法及試驗結(jié)果

在拌和樓出機(jī)口抽取多組新拌碾壓混凝土，又在大壩倉面取多組已碾壓完成并受汽車不間斷擾動的碾壓混凝土試樣進(jìn)行試驗。

表3 粉煤灰化學(xué)成分

表4 粉煤灰物理力學(xué)性能指標(biāo)

表5 天然砂物理力學(xué)性能指標(biāo)

表6 粗骨料物理力學(xué)性能

表7 緩凝高效減水劑物理力學(xué)性能指標(biāo)試驗結(jié)果

4.1 拌和樓機(jī)口取樣試驗

拌和樓機(jī)口取多組碾壓混凝土測試4種工況下的抗壓強(qiáng)度、VC值和含氣量，在未受擾動情況下成型為一種工況；模擬澆筑現(xiàn)場不間斷擾動5±0.3h，之后按照3種工況成型：第一種不做任何處理直接成型；第二種加水拌和至VC值達(dá)到5～8s；第三種加灰漿（與混凝土相同水灰比，并摻減水劑）拌和混凝土至VC值達(dá)到5～8s。

表8 引氣劑物理力學(xué)性能指標(biāo)

表9 試驗使用配合比

4.2 倉面取樣試驗

在倉面選取兩種受過機(jī)械設(shè)備不間斷擾動的碾壓混凝土（擾動時間約5±0.3h）：?VC值損失較大混凝土（大風(fēng)，噴霧機(jī)無法噴到的碾壓混凝土，將此混凝土同4.1處理方式進(jìn)行試驗）；?VC值損失較小混凝土（噴霧機(jī)可噴到的碾壓混凝土）。

5 試驗結(jié)果

5.1 拌和樓機(jī)口取樣

拌和樓機(jī)口取樣檢測結(jié)果見表10和表11。

表10 混凝土拌和樓機(jī)口取樣檢測成果（C18020，摻FDN援凝高效減水劑）

表11 倉面擾動混凝土取樣檢測成果（一）（C18020，摻FDN援凝高效減水劑）

5.2 倉面取樣

倉面取樣檢測結(jié)果見表12。

5.3 試驗結(jié)論

a.機(jī)械設(shè)備在已碾壓密實的混凝土面上的擾動對混凝土拌和物性能有影響。

表12 倉面擾動混凝土取樣檢測成果（二）（C18020，摻FDN援凝高效減水劑）

b.已壓實碾壓混凝土在經(jīng)過5±0.3h不間斷擾動后，未經(jīng)任何處理的碾壓混凝土初凝時間約延長1h，抗壓強(qiáng)度降低2%～4%，由于部分面層約10～20cm厚的RCC已處于松散狀態(tài)，VC值較大，含水量較低，加之新疆北部地區(qū)高蒸發(fā)的氣候特點，若不對擾動后的混凝土進(jìn)行二次處理，硬化后的混凝土各項指標(biāo)將降低。

c.已壓實碾壓混凝土在經(jīng)過5±0.3h不間斷擾動后，經(jīng)加水拌和（類似在已長時間擾動混凝土面上直接灑水或用碾壓機(jī)噴水碾壓）至5～8s，初凝時間可延長1～3h，但混凝土強(qiáng)度降低得較多，約降低10%～20%，對強(qiáng)度影響較大，雖然加水可補償部分混凝土水分蒸發(fā)，但增加的水分大部分未參與水化且分布不均勻，后期強(qiáng)度降低較多。

d.已壓實碾壓混凝土在經(jīng)過5±0.3h不間斷擾動后，經(jīng)加漿拌和（類似在已長時間擾動混凝土面上直接鋪灑凈漿后碾壓）5～8s，初凝時間延長（約延長 2～3h），但混凝土強(qiáng)度降低得較多，約降低40%，對強(qiáng)度影響較大。對于表層受機(jī)械設(shè)備擾動的碾壓混凝土，用鋪灑適量灰漿方式處理比較合適，一則延長混凝土初凝時間，有利于碾壓施工；二則加漿未改變RCC水灰比，強(qiáng)度降低較小。

e.對已碾壓密實的碾壓混凝土，經(jīng)施工機(jī)械長時間擾動或長時間未碾壓但未初凝的碾壓混凝土，宜在混凝土面上鋪灑灰漿而非直接噴水碾壓。

6 結(jié)語

通過人工模擬現(xiàn)場擾動混凝土成型與擾動現(xiàn)場取樣后改變混凝土配比成型試驗，證明碾壓混凝土受施工機(jī)械擾動會改變混凝土的設(shè)計力學(xué)性能。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，建議施工中混凝土通過皮帶直接入倉或用吊車等設(shè)備中轉(zhuǎn)，盡量降低設(shè)備運輸直接進(jìn)入倉面擾動已經(jīng)碾壓完畢混凝土。在受擾動混凝土之上澆筑新混凝土?xí)r要灑灰漿。