浙江順溪水利樞紐工程混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

Word———浙江順溪水利樞紐工程混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)【摘要】水工混凝土在水利樞紐中所處的位置和工作條件不同，相應(yīng)的混凝土性能要求也不一樣。因水工建筑物常常受到水的壓力、水流沖刷、凍融與干濕循環(huán)等作用，為使建筑物經(jīng)久耐用、平安堅(jiān)固，混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)就顯得極為重要。我們針對(duì)平陽(yáng)順溪工程壩體混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，確保所用原材料的各項(xiàng)性能滿意要求；在此基礎(chǔ)上，選定水灰比，最小單位用水量、最佳砂率，進(jìn)行混凝土各項(xiàng)性能試驗(yàn)。在滿意設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度、耐久性和施工要求的和易性條件下，進(jìn)行協(xié)作比優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)合理地選出施工用最佳混凝土協(xié)作比。

【關(guān)鍵詞】配制強(qiáng)度；體積法；抗?jié)B等級(jí)；抗凍等級(jí)；施工協(xié)作比

1前言

1.1概況

拱壩混凝土承載力大，抗裂性能、耐久性能要求高；壩體混凝土協(xié)作比必需滿意這些要求并具有良好的經(jīng)濟(jì)合理性。

設(shè)計(jì)文件要求壩體混凝土為常態(tài)混凝土，強(qiáng)度等級(jí)R90#200，抗?jié)B等級(jí)為W8，抗凍等級(jí)為F50；坍落度為30-50mm，水泥品種為P?O42.5，石子級(jí)配為二級(jí)配、三級(jí)配、三級(jí)配（富漿）、四級(jí)配，

2原材料試驗(yàn)

2.1水泥

2.2粉煤灰

粉煤灰能有效降低混凝土水化熱，大體積混凝土摻粉煤灰已成為防止溫度裂縫的主要措施。依據(jù)就地選購(gòu)的原則，粉煤灰選用磐石火電廠生產(chǎn)的F類II級(jí)粉煤灰，檢測(cè)結(jié)果為：細(xì)度（0.45?m篩）23.6%，需水量，94%，燒失量5.45%，含水量0.6%，三氧化硫2.27%，密度2.20g/cm3，符合F類Ⅱ級(jí)粉煤灰的技術(shù)要求。

2.3外加劑

托付方選用的外加劑為杭州誠(chéng)啟建材有限公司生產(chǎn)的復(fù)配緩凝高效減水劑和松香樹(shù)脂類混凝土引氣劑，經(jīng)檢測(cè)高效減水劑和引氣劑的減水率、泌水率、含氣量、凝聚時(shí)間之差、抗壓強(qiáng)度比等指標(biāo)均符合《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，引氣劑的28d收縮率比為117%，也符合規(guī)程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4骨料

骨料的品質(zhì)對(duì)混凝土性能影響很大，穩(wěn)定性不好的骨料簡(jiǎn)單發(fā)生體積變形而導(dǎo)致混凝土局部開(kāi)裂、剝落、甚至內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。本工程骨料為壩基開(kāi)挖料加工成的人工砂和碎石，良好的級(jí)配應(yīng)當(dāng)是：容重大，孔隙小，總表面積小，施工操作便利，具有良好的抗分別力量。通過(guò)緊密密度試驗(yàn)從中選出密度較大，空隙率較小的骨料配比。二級(jí)配為小石：中石40：60；三級(jí)配為小石：中石：大石20：30：50；四級(jí)配為小石：中石：大石：特大石25：25：20：30。

3混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)試驗(yàn)

3.1混凝土配制強(qiáng)度的確定

依據(jù)《水工混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5330-2022），混凝土配制強(qiáng)度按下式計(jì)算：

fcu.o=fcu.k+tσ（3-1）

式中：fcu.o―混凝土配制強(qiáng)度

fcu.k―混凝土設(shè)計(jì)齡期立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值MPa；

t概率度系數(shù)為0.84，由給定的保證率P選定

σ混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4MPa

經(jīng)計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度為21.4MPa。

3.2混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)基本參數(shù)的選擇

3.2.1水膠比

3.2.2粉煤灰摻量

對(duì)于拱壩常態(tài)混凝土，永久建筑物水工混凝土F類粉煤灰的最大摻量不宜超過(guò)30%。該工地選用的粉煤灰經(jīng)檢測(cè)滿意II級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn)要求，鑒于同類工程的混凝土強(qiáng)度及耐久性狀況，在壩體混凝土設(shè)計(jì)中粉煤灰摻量確定為25%。

3.2.3砂率

砂率的選擇：依據(jù)選定的骨料，在水膠比和膠凝材料用量保持不變條件下，通過(guò)調(diào)整砂率，使混凝土拌和物和易性最好，這時(shí)對(duì)應(yīng)的砂率為最優(yōu)砂率。

3.2.4用水量

混凝土用水量，依據(jù)骨料最大粒徑、坍落度、外加劑、粉煤灰摻量以及最優(yōu)砂率通過(guò)試拌確定。

3.2.5減水劑摻量的選擇

外加劑選擇依據(jù)混凝土性能要求、施工需要、并結(jié)合工程選定的混凝土原材料進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，經(jīng)牢靠性論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選擇合適的外加劑種類和摻量。本次協(xié)作比試驗(yàn)使用的復(fù)配緩凝高效減水劑摻量按廠家推舉摻量選擇0.6%，經(jīng)過(guò)試拌與海螺P?O42.5水泥及磐石電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰適應(yīng)性較好。

協(xié)作比試驗(yàn)使用的松香樹(shù)脂類混凝土引氣劑摻量，依據(jù)廠家推舉摻量及混凝土含氣量試驗(yàn)測(cè)定的狀況確定。

3.3混凝土試配與結(jié)果分析

混凝土協(xié)作比計(jì)算采納體積法，骨料以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)。試拌方案和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

3.4推舉協(xié)作比

4結(jié)束語(yǔ)

目前，該協(xié)作比從2022年7月起已應(yīng)用于順溪水利樞紐工程混凝土拱壩施工中。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)