西藏某水電站石灰石粉摻合料混凝性能初步研究

白楊　簡(jiǎn)波

摘 要：西藏某水電站是西藏自治區(qū)在建的裝機(jī)容量最大的水電站，工程需用的大量粉煤灰需借助鐵路、公路從甘肅、青海等地區(qū)長(zhǎng)距離運(yùn)輸，既增加了工程造價(jià)，又受氣候、道路等運(yùn)輸條件的限制而得不到有效保障。針對(duì)該水電站工程特點(diǎn)，研究石灰石粉作為新型摻合料的常態(tài)混凝土性能試驗(yàn)研究，也許能夠解決西藏地區(qū)水電工程混凝土摻合料短缺的問題，也可節(jié)約建設(shè)成本。

關(guān)鍵詞：西藏；水電；石灰石粉；性能

1 研究背景和研究目的

西藏某水電站地處雅魯藏布江中游，工程需用粉煤灰至少十五萬(wàn)噸，由于西藏地區(qū)目前無(wú)火電廠，因此水工混凝土常用的粉煤灰需借從甘肅、青海等地區(qū)長(zhǎng)距離運(yùn)輸，大量的粉煤灰，工程造價(jià)高，且受運(yùn)輸條件的限制而得不到有效保障。

近年來(lái)，將石灰石粉作為混凝土（尤其是碾壓混凝土）摻合料開始一些應(yīng)用研究[1]，如龍灘、景洪等水電工程，用石灰石粉替代部分粉煤灰能夠保證混凝土的性能，且經(jīng)濟(jì)效益明顯。但在態(tài)混凝土中卻沒有得到推廣應(yīng)用。研究石灰石粉作為新型摻合料的常態(tài)混凝土性能試驗(yàn)研究，也許能夠解決西藏地區(qū)水電工程混凝土摻合料短缺的問題，也可節(jié)約建設(shè)成本，因此本文采用現(xiàn)場(chǎng)材料，對(duì)石灰石粉摻合料混凝土的性能進(jìn)行初步研究，通過試驗(yàn)，摸清摻石灰石粉混凝土的性能特點(diǎn)，為石灰石粉摻合料混凝土的后續(xù)研究提供更多的技術(shù)支持。

2 摻石灰石粉混凝土性能試驗(yàn)

根據(jù)《西藏某水電站石灰石粉摻合料大壩混凝土特性及應(yīng)用研究》[1]中間成果，本次試驗(yàn)采用的石灰石粉是山南地區(qū)乃東縣結(jié)巴鄉(xiāng)料場(chǎng)生產(chǎn)的石灰石經(jīng)粉磨機(jī)粉磨而成[2]。

石灰石粉品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見下表：

考慮到石粉對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)采用“三低一高雙摻”的技術(shù)路線：較低的水膠比、較低的砂率、較低的用水量，高摻摻合料、雙摻高效減水劑和引氣劑，對(duì)比摻粉煤灰的混凝土，對(duì)石灰石粉摻合料混凝土的拌合物性能、力學(xué)性能、耐久性能、變形性能進(jìn)行初步的試驗(yàn)研究（原材料檢測(cè)結(jié)果合格，不再陳列試驗(yàn)數(shù)據(jù)）。

2.1 拌合物性能

摻石灰石粉混凝土拌合物性能試驗(yàn)結(jié)果見表2：

①摻粉煤灰及石灰石粉混凝土比素混凝土的單位用水量相應(yīng)增加2kg/m3；②摻粉煤灰及石灰石粉混凝土比素混凝土的含氣量有所降低，且隨著粉煤灰和石灰石粉摻量的提高，混凝土含氣量也相應(yīng)降低；③摻粉煤灰及石灰石粉混凝土比素混凝土的凝結(jié)時(shí)間均有所延緩，且隨著粉煤灰和石灰石粉摻量的提高，混凝土的凝結(jié)時(shí)間也相應(yīng)延緩；在同一摻量的條件下，摻石灰石粉比摻粉煤灰混凝土的凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)有所縮短。

2.2 力學(xué)性能

摻石灰石粉混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表3，試驗(yàn)結(jié)果表明：

從抗壓強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)看，摻粉煤灰后期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度較快；摻石灰石粉早期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度較快，后期抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度趨于緩慢。摻石粉混凝土的后期強(qiáng)度明顯小于摻粉煤灰混凝土的強(qiáng)度。

2.3 耐久性能

摻石灰石粉混凝土耐久性能試驗(yàn)結(jié)果見表4，試驗(yàn)結(jié)果表明：

在水膠比同為0.45的條件下，摻石粉和粉煤灰混凝土的抗?jié)B指標(biāo)均大于W12，抗凍指標(biāo)均能達(dá)到F200。

2.4 變形性能

摻石灰石粉混凝土變形性能試驗(yàn)結(jié)果見表5，試驗(yàn)結(jié)果表明：

①摻石粉、粉煤灰混凝土與素混凝土抗壓彈性模量值基本接近；②摻石粉混凝土比摻粉煤灰混凝土和素混凝土的極限拉伸值要低，表明極限拉伸值主要與混凝土的強(qiáng)度有關(guān)，混凝土強(qiáng)度越高，極限拉伸值也越大。

摻石灰石粉混凝土干縮性能試驗(yàn)結(jié)果見表6，試驗(yàn)結(jié)果表明：

摻石粉和粉煤灰混凝土均比素混凝土干縮率要低，摻石粉混凝土比摻粉煤灰混凝土干縮率略高。

3 小結(jié)

3.1 山南地區(qū)乃東縣結(jié)巴鄉(xiāng)料場(chǎng)生產(chǎn)的石灰石粉CaO含量在50%以上，28d活性指數(shù)為52.1%，品質(zhì)較好。

3.2 摻石灰石粉混凝土比素混凝土單位用水量略高1～2kg/m3，混凝土含氣量略低，凝結(jié)時(shí)間略有延長(zhǎng)。

3.3 摻石灰石粉混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展速度較快，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度放緩，后期強(qiáng)度明顯小于同摻量的摻粉煤灰混凝土和素混凝土。

3.4 在混凝土水膠比一定的條件下，摻石灰石粉混凝土的變形和耐久性可以滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5 摻石粉混凝土比摻粉煤灰混凝土和素混凝土的極限拉伸值要低；干縮率比摻粉煤灰混凝土略高。

參考文獻(xiàn)

[1]孔祥芝，計(jì)濤，劉晨霞.西藏某水電站石灰石粉摻合料大壩混凝土特性及應(yīng)用研究[J].中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，2011，5.

[2]任永義.西藏某水電站主體工程石灰石粉摻合料混凝土應(yīng)用研究試驗(yàn)報(bào)告[J].珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院，2011，12，28.