水電站碾壓混凝土配合比優(yōu)化與研究

周訂培

(大唐宣威水電開發(fā)有限公司，云南 宣威 655400)

1 工程概況

某水電站裝機容量為2×90 MW 混流式水輪發(fā)電機組，正常蓄水位為1 450.00 m，水庫總庫容約為2.7×108 m3。大壩頂部高程為1 452.50 m，最大壩高為167.5 m，壩頂橋面寬度為9.00 m，為在建世界最高碾壓混凝土雙曲拱壩。大壩土石方開挖共123×104 m3，大壩混凝土共114×104 m3。壩區(qū)多年平均氣溫13.3℃，極端最高氣溫34℃，極端最低氣溫－14.9℃，年平均降水量為982 mm，蒸發(fā)量2 216.6 mm。

2 混凝土原材料

2.1 水泥

水泥的各項物理性能指標(biāo)符合GB200－2003標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 摻合料

品質(zhì)達(dá)到DL/T5055－2007 《水土混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》品質(zhì)指標(biāo)規(guī)定的“Ⅱ級灰”技術(shù)要求。

2.3 1 細(xì)骨料

采用人工砂。18.6%的高石粉含量改善并提高了碾壓混凝土的可碾性、抗分離性以及抗壓強度和抗?jié)B能力。

2.4 粗骨料

采用5 mm～20 mm、20 mm～40 mm、40 mm～80 mm 級配碎石，檢驗結(jié)果表明粗骨料各項性能指標(biāo)均符合DL/T5151－2001 技術(shù)要求。

2.5 PCA 減水劑性能試驗

試驗方案是在原施工配合比的基礎(chǔ)上，每個樣品采用3 個不同摻劑量對碾壓混凝土參數(shù)關(guān)系、性能進行試驗及外觀評估，根據(jù)參數(shù)關(guān)系與性能試驗結(jié)果及外觀評估，確定劑型后對碾壓混凝土施工配合比進行下一步的試驗。

3 碾壓混凝土參數(shù)與性能試驗結(jié)果

用于試驗的兩個劑樣當(dāng)PCA 摻量為0.8%時，二、三級配碾壓混凝土的Vc 值最小，凝結(jié)時間最長，其中3 號樣品在抗壓強度、凝結(jié)時間性能方面較優(yōu)。兩個樣品的混凝土拌和物外觀亮澤、保塑性好、泛漿豐滿，外觀性能沒有明顯差別。

4 引氣劑選型試驗

在己澆壩體混凝土表面及鉆取芯樣中發(fā)現(xiàn)，硬化后的混凝土表面及內(nèi)部分布有較多且較大的殘留氣孔，經(jīng)分析這些氣孔可能與引氣劑的品種和摻量有關(guān)。因此，有必要對引氣劑和摻量重新進行選擇，盡可能減少有害氣孔。

選擇3 個品牌的引氣劑，在碾壓混凝土中進行不同摻量的含氣量試驗，并通過試件的表面及劈開試件觀察內(nèi)外氣孔遺留情況，根據(jù)引氣效果、氣孔大小程度擇優(yōu)確定品牌和摻量。

5 碾壓混凝土施工配合比

5.1 碾壓混凝土設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

碾壓混凝土施工配合比的試驗以保證滿足技術(shù)性能及施工操作所要求的性能為前提。

5.2 碾壓混凝土不同水膠比與強度及耐久性

在相關(guān)規(guī)程、規(guī)范允許范圍內(nèi)，粉煤灰摻量通過試驗確定。試驗結(jié)果顯示，在水膠比、膠凝材料總量相同條件下，隨著粉煤灰摻量的增加，各級配碾壓混凝土早期強度相應(yīng)降低，后期強度發(fā)展速度較快。

經(jīng)過前述系列試驗，根據(jù)最優(yōu)結(jié)果，確定了外加劑的劑型和摻量、混凝土單位用水量和粉煤灰摻量。在這些參數(shù)的基礎(chǔ)上，對水膠比與強度及耐久性進行下一步的優(yōu)化平衡試驗。

水膠比是保證和提高混凝土耐久性的主要因素，因此設(shè)計對各分區(qū)碾壓混凝土的水膠比作了比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)定，經(jīng)與設(shè)代處溝通及咨詢專家意見，碾壓混凝土水膠比的上限可控制在0.48，但應(yīng)通過試驗確定。試驗釆用3 個不同的水膠比，對混凝土強度、耐久性指標(biāo)進行試驗。試驗結(jié)果見表8。試驗結(jié)果表明，在配合比其他參數(shù)不變的條件下，混凝土強度和耐久性指標(biāo)隨著水膠比的增加而降低。

6 碾壓混凝土施工配合比

對個別參數(shù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終確定用于施工的配合比。

7 結(jié)束語

經(jīng)過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場混凝土各項觀測及鉆孔取芯檢查，結(jié)果表明優(yōu)化后的碾壓混凝土配合比富漿，可碾性好，各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，達(dá)到預(yù)期目的。