五峰土家族自治縣五峰水電站碾壓混凝土技術(shù)研究

五峰土家族自治縣五峰水電站碾壓混凝土技術(shù)研究

1工程突出地點(diǎn)湖北省五峰當(dāng)?shù)丶彝プ灾慰h麒麟觀一級(jí)水電站工程位于五峰縣六河之一的南河流域上游。工程所在地距五峰縣城60km。工程主要建筑物有大壩、壩頂溢洪道、左岸壓力隧洞、發(fā)電廠房和升壓站等。最大壩高77m,壩軸線長(zhǎng)138.1m,為碾壓混凝土雙曲拱壩,壩拱厚高比為0.167,碾壓混凝土方量為5.06萬m3。2混凝土壓縮法的要求碾壓混凝土技術(shù)要求見表1。3砂、料、外加劑水泥為湖南石門縣強(qiáng)盛水泥有限公司生產(chǎn)的東峰牌P.O42.5;粉煤灰為湖南石門發(fā)電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰;砂、石料為麒麟觀一級(jí)電站羊子堡石料場(chǎng)骨料;外加劑為咸陽混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)的FDN高效減水劑、SD—RC高效緩凝減水劑、SDY引氣劑,其檢驗(yàn)結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。水泥水化熱檢測(cè)結(jié)果見表2、圖1。4混凝土準(zhǔn)備4.1澆注用混凝土的鋪設(shè)碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)與常態(tài)混凝土配合比設(shè)計(jì)相似,即膠凝材料漿體的量足以填充細(xì)骨料的空隙并略有富裕,砂漿足以填充粗骨料的空隙并略有富裕,同時(shí),碾壓混凝土澆注的薄層連續(xù)鋪筑方法及拌合物的超干硬性,使其在設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)考慮:(1)在滿足混凝土強(qiáng)度要求等指標(biāo)的同時(shí),有滿足絕熱溫升的要求,因此,盡可能使用較低的水泥量并摻用較大比例的摻合料;(2)碾壓混凝土壓實(shí)與土料壓實(shí)相似,存在最優(yōu)單位用漿量,在考慮最優(yōu)單位用漿量時(shí),還應(yīng)考慮硬化后混凝土性能與水膠比直接相關(guān)的一面;(3)由于超干硬性、松散拌合物的易分離性,配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)控制骨料最大粒徑及骨料之間的合理比例,適當(dāng)加大砂率。4.2粉煤灰摻量后后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢nd從表3的檢測(cè)結(jié)果表明:東峰P.O42.5水泥摻石門粉煤灰后,當(dāng)粉煤灰摻量20%時(shí),28d強(qiáng)度比達(dá)到82.7%,90d強(qiáng)度比大于100%;當(dāng)摻量為40%時(shí),28d強(qiáng)度比達(dá)到58.8%,90d強(qiáng)度比達(dá)到82.9%;當(dāng)摻量為60%時(shí),28d強(qiáng)度比達(dá)到29.4%,90d強(qiáng)度比達(dá)到55.0%。粉煤灰摻量60%時(shí)后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢;同時(shí)從膠凝材料水化熱檢測(cè)結(jié)果看,當(dāng)粉煤灰摻量50%時(shí),水化熱降低40%左右,選用粉煤灰的摻量為50%、55%、60%進(jìn)行混凝土配制試驗(yàn)。4.3混凝土和石粉含量在18.0%的情況下,石粉含量在18.從表4及圖2可以看出,骨料中石粉含量越大,混凝土的VC值有增大的趨勢(shì),石粉含量在18.0%左右時(shí),混凝土的和易性好、抗壓強(qiáng)度也較大。當(dāng)石粉含量超過18.0%以后,VC值增大、強(qiáng)度明顯降低,所以碾壓混凝土細(xì)骨料石粉含量選擇18.0%左右較為適宜。4.4混凝土骨料分離原則上應(yīng)選擇密度最大,空隙率最小的石子比例組合,并綜合考慮碾壓混凝土骨料分離問題。經(jīng)過試驗(yàn)確定三級(jí)配最佳級(jí)配比例:小石∶中石∶大石為35%∶35%∶30%,二級(jí)配最佳級(jí)配比例:小石∶中石為50%∶50%時(shí),密度最大,空隙率最小。4.5凝土砂率的確定混凝土砂率是否合適直接關(guān)系混凝土用水量的高低,拌和物和易性以及硬化混凝土的各項(xiàng)性能。因此必須通過試驗(yàn)選擇在設(shè)定條件下,和易性好,單位用水量最小時(shí)的砂率。經(jīng)過大量試驗(yàn)確定:三級(jí)配單位用水量為94kg/m3、砂率為35%;二級(jí)配單位用水量為103kg/m3,砂率為39%。4.6充填材料水膠比的確定混凝土配合比設(shè)計(jì)依據(jù)《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL48—94)附錄A進(jìn)行。根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)和強(qiáng)度保證率,其配制強(qiáng)度見表5。水膠比計(jì)算依據(jù)R90=ARcf28[(C+F)/W-B],并根據(jù)抗凍、抗?jié)B等耐久性及業(yè)主提供的技術(shù)文件要求,確定水膠比。碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)的每一強(qiáng)度等級(jí)選用3個(gè)水膠比、每個(gè)水膠比選用3種不同粉煤灰摻量進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn);變態(tài)混凝土在碾壓混凝土試拌的基礎(chǔ)上,選用混凝土強(qiáng)度等滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的水膠比和粉煤灰摻量進(jìn)行試驗(yàn),詳見表5。4.7水膠比、粉煤灰摻量與90d抗壓強(qiáng)度的回歸分析(1)碾壓混凝土配制采用假定密度法,用東峰P.O42.5水泥、石門粉煤灰進(jìn)行混凝土配制試驗(yàn),其結(jié)果見表6和表7。從表6、表7可以看出,碾壓混凝土早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度較高,這對(duì)碾壓混凝土壩體是有利的。從抗凍結(jié)果看,碾壓混凝土二級(jí)配在水膠比0.48、粉煤灰摻量為55%時(shí)和三級(jí)配水膠比0.50、粉煤灰摻量為60%時(shí),抗凍指標(biāo)雖能滿足設(shè)計(jì)要求,但從試件的外觀和抗凍融指標(biāo)觀察,這個(gè)值已是設(shè)計(jì)抗凍技術(shù)要求的臨界值。對(duì)水膠比、粉煤灰摻量與90d抗壓強(qiáng)度進(jìn)行二元回歸分析,二級(jí)配回歸方程如下:Y=12.9904+25.4726X1?0.6233X2(r=0.94)Y=12.9904+25.4726X1-0.6233X2(r=0.94)三級(jí)配回歸方程如下:Y=22.4349+19.1106X1?0.5133X2(r=0.93)Y=22.4349+19.1106X1-0.5133X2(r=0.93)式中:Y為90d抗壓強(qiáng)度;X1為膠水比;X2為粉煤灰摻量。(2)混凝土絕熱溫升試驗(yàn)(3)變態(tài)混凝土配合比試拌及其試驗(yàn)結(jié)果4.8壓混凝土的優(yōu)化配置碾壓混凝土優(yōu)化配比見表9,推薦配合比見表10。5壓實(shí)混凝土施工配合比試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)驗(yàn)證目的是驗(yàn)證設(shè)計(jì)的碾壓混凝土配合比的可碾性、抗離析性、設(shè)計(jì)密度、現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度等,同時(shí)確定碾壓混凝土的施工配合比。在本次碾壓混凝土驗(yàn)證試驗(yàn)過程中,第一、二層鋪料厚度共測(cè)定32個(gè)點(diǎn),平均鋪料厚度29.8cm,平均碾壓厚度為26.8cm。第三、四層鋪料厚度共檢測(cè)32個(gè)點(diǎn),平均鋪料厚度34cm,平均碾壓厚度為30.4cm。6現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及抗壓強(qiáng)度等試驗(yàn)取得的成果,施工配比應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整,確定施工配合比見表11。從室內(nèi)外配合比結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于室外溫濕度變化大,室外單位用水量較室內(nèi)偏大,以保證VC值與室內(nèi)統(tǒng)一和現(xiàn)場(chǎng)碾壓效果。從現(xiàn)場(chǎng)