淺談SETH水利樞紐常態(tài)混凝土配合比設(shè)計(jì)

王彥鵬

(甘肅科瑞水電工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司,甘肅 蘭州730000)

SETH水利樞紐工程(后述簡(jiǎn)稱:本工程)是以碾壓混凝土為主的樞紐工程,主要建筑物有重力壩、發(fā)電廠房等。工程使用的混凝土多為具有抗凍抗?jié)B要求的碾壓混凝土和常態(tài)混凝土,碾壓混凝土主要用于大壩主體,常態(tài)混凝土主要用于基礎(chǔ)墊層、消力池以及發(fā)電廠房等。本案主要是針對(duì)用于工程前期的常態(tài)混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

1 原材料試驗(yàn)

1.1 水泥

本工程所用水泥為新疆富蘊(yùn)天山水泥有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽PO.42.5(專供),其各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的要求。(表1)

表1 水泥試驗(yàn)結(jié)果

1.2 粉煤灰

本工程所用粉煤灰為新疆東方希望有限公司生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)F類粉煤灰,其各項(xiàng)物理檢測(cè)結(jié)果符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005中對(duì)F類Ⅰ級(jí)粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)要求。(表2)

表2 粉煤灰試驗(yàn)結(jié)果

1.3 骨料

1.3.1 細(xì)骨料

本工程采用自己加工生產(chǎn)的人工砂,對(duì)于人工砂根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352-2006進(jìn)行了各項(xiàng)試驗(yàn),經(jīng)檢測(cè),人工砂各項(xiàng)指標(biāo)均符合《水工混凝土施工規(guī)范》SL677-2014的要求。(表3)

表3 人工砂試驗(yàn)結(jié)果

1.3.2 粗骨料

本工程所用粗骨料為自己加工生產(chǎn)的碎石,經(jīng)檢測(cè),碎石各項(xiàng)指標(biāo)均符合《水工混凝土施工規(guī)范》SL677-2014的要求。(表4)

表4 人工碎石試驗(yàn)結(jié)果

1.4 外加劑

減水劑:

減水劑為江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)的SBTJM-Ⅱ型緩凝高效減水劑,經(jīng)檢測(cè),此減水劑各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合《混凝土外加劑》GB8076-2008的要求。(表5)

表5 減水劑試驗(yàn)結(jié)果

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 混凝土配制強(qiáng)度

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》SL677-2014的要求,新疆薩爾托海水利樞紐大壩工程常態(tài)混凝土的配制強(qiáng)度按下式計(jì)算。

fcu,0=fcu,k+tσ

式中:fcu,0——混凝土配制強(qiáng)度,MPa；

fcu,k——混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),MPa；

t——概率度系數(shù),依據(jù)保證率P選定；

σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差,MPa。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件和規(guī)范要求,最終計(jì)算出各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的配置強(qiáng)度如表6。

表6 混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算表

2.2 關(guān)鍵參數(shù)的選取

首先確定粗骨料的最優(yōu)配比,本案通過(guò)測(cè)定不同級(jí)配組合的緊密密度的方法來(lái)確定骨料的最優(yōu)級(jí)配組合,最終確定粗骨料的級(jí)配組合為小石:中石=45:55。

砂率、單位用水量的確定方法:在粗骨料為最優(yōu)級(jí)配的條件下,將砂率(或單位用水量)作為變量,水膠比以、粉煤灰摻量及單位用水量(或砂率)取定值,拌合多組試樣觀察測(cè)定混凝土棍度、粘聚性、含砂、析水等情況以及坍落度測(cè)值來(lái)確定。

粉煤灰摻量的確定需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量可靠性的原則,在水泥膠砂中摻10%、20%、30%不等的粉煤灰測(cè)定7d、28d水泥膠砂強(qiáng)度來(lái)確定。

水膠比的確定是混凝土配合比中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),在設(shè)計(jì)密度一定的情況下,取0.35 、0.40 、0.45 、0.50 不等的水膠比分別測(cè)定拌合物的坍落度和抗壓強(qiáng)度(7d、28d),在經(jīng)濟(jì)合理可靠的情況下確定最適合本工程的水膠比。(表7)

表7 混凝土配合比試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)

3 推薦施工配合比

根據(jù)原材料試驗(yàn)、拌合物性能試驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)配合比各項(xiàng)參數(shù)可以滿足設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)施工的需要,具體見(jiàn)表8。

表8 常態(tài)混凝土施工配合比