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水利工程论文-山口电站大坝工程碾压混凝土施工配合比优化及应用.doc

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水利工程论文-山口电站大坝工程碾压混凝土施工配合比优化及应用.doc

水利工程论文山口电站大坝工程碾压混凝土施工配合比优化及应用摘要山口电站大坝工程碾压混凝土施工配合比采用中热水泥及高掺粉煤灰技术,夏季经优化配合比,降低混凝土的绝热温升,满足了高温季节不间断施工的要求。另外,坝体从▽154.0m以上全断面采用三级配碾压混凝土,用三级配变态混凝土上游形成防渗体,达到了坝体防渗目的。关键词施工配合比优化夏季施工1.工程概况山口梯级三级电站位于广东省始兴县境内都安水下游,地处中亚热带,具有山区气候特征,极端最高温度38.4℃,极端最低温度5℃。电站以发电为主要目的,坝址位于马市镇山口村上游约1Km,距始兴县城约24Km。碾压混凝土重力坝工程包括左右岸重力坝段和溢流坝段。坝顶长179.44m.,最大坝高57.4m,坝底最大坝宽50.0m,坝顶宽5.0m,正常蓄水位为▽180.0m。碾压混凝土10.4万m3,常态混凝土2.9万m3。碾压混凝土设计容重≥2350Kg/m3,2.原材料2.1.砂石料砂石料为天然料,源自离坝址13km的顿岗料场。砂细度模数为2.42.8之间,容重ρs2.61t/m3,因毛料场为多年冲积层,毛料中级配极不稳定,含泥量偏大且不稳定,加工时比较难于洗干净,含泥量在0.25.8之间,但是,若过于强调砂的含泥量,则会把砂中的细颗粒带走,这对混凝土的和易性等质量有一定的影响。粗骨料容重ρg2.69t/m3,三级配当比例为403525时,紧密密度最大1853kg/m3,当304030时,紧密密度为1833kg/m3,二级配当比例为6040时,紧密密度最大1860kg/m3。2.2.胶凝材料水泥本工程采用韶关三江水泥生产的利达多牌42.5Mpa水泥,容重为3.01t/m3,具有高铁、低铝、高硅、低脆性及低水化热特点,其脆性系数为5.8~7,水化热7d为239.2j/g,比中热水泥低18,同时在煤灰掺量为65时仅为102j/g,比中热水泥降低65,水泥的矿物成分见表1,水泥水化热试验结果见表2。表1水泥检测成果表项目细度抗折强度Mpa抗压强度Mpa矿物成份()Mgo含量脆性系数△K3d28d3d28dC3SC2SC3AC4AF最大值7.65.28.330.553.244.226.09.314.93.226.8最小值3.24.27.723.546.641.823.98.714.12.275.8平均值4.24.58.025.649.642.825.09.014.52.806.3表2水泥水化热试验成果表粉煤灰掺量055606565外加剂掺量00.20.300.77天水化热j/g239.3132.3103.2102推算为45掺合料本工程掺合料采用韶关乌石电厂生产的Ⅲ级粉煤灰,容重为2.18t/m3。2.3.外加剂本工程先后采用了黄埔粤和厂的HPG3和浙江龙游厂ZB1RCC15两种高效减水缓凝外加剂,经比较两种外加剂减水效果都在20左右,但进入高温季节以后,凝结时间ZB1RCC15明显优于HPG3,在气温40℃以下,掺加0.6ZB1RCC15的砼初凝时间可达5h,其凝结时间随掺量的增加而延长,能满足坝体施工的需要。其掺量根据混凝土入仓温度不同而适当调整在温度小于20℃时为0.5,20℃25℃为0.55,26℃30℃为0.6,31℃35℃为0.7,若高于35℃掺量为0.750.8,保证现场混凝土的初凝时间大于10h。3.混凝土的灰水比与强度关系从图1及图2分析可知,R90C10三级配混凝土,粉煤灰掺量65图1时,水胶比每增加0.1,其强度下降1.0Mpa粉煤灰掺量50图2时,水胶比每增加0.1,其强度下降2.0Mpa。根据室内试验碾压砼的用水量与VC值的关系为三级配砼用水量每增加5kg/m3其VC值约减少3.2s,二级配用水量每增加5kg/m3其VC值约减少3.55s。4.施工选用配合比按绝对体积法计算配合比,含气量取1.5,在现场试验调整后,为保证混凝土的90天的强度,尽可能地减少坝体内部温度最高值的梯度,满足不同气温下的施工需要,施工配合比按大气温度及混凝土入仓温度不同按表4选用。所有变态混凝土浆液水胶比为0.47,掺灰率为50,注浆量为46。表4混凝土施工配合比编号设计标号水胶比总胶材kg掺灰率需水量kg砂率每立方砼骨料用量kg/m3砂0.522448H4R90C20W60.5190459530631611916H5R90C20W60.5190509530635615917H6R90C10W60.6142.55685.528614407570651H7R90C10W40.6142.55685,528608483645483H8R90C10W40.6142.56085.528612486647486H9R90C10W40.5142.5657127600502669502H10R90C15W40.551705093.5296104936574935.应用配合比混凝土性能一般上混凝土在高掺粉煤灰(5065)的情况下,其绝热温升一般为1218℃,而坝体的温升只有10.815℃,表5是本工程混凝土绝热温升表。因此,在夏季施工虽然混凝土的入仓温度很高,但由于坝体内外温度梯度小仍不会出现温度应力裂缝。本工程碾压混凝土的弹性模量C10掺灰60时为0.77104Mpa,C10掺灰65时为0.675104Mpa,C20掺灰50时为1.419104Mpa。图3是C10混凝土粉煤灰掺量不同与强度关系图。从图中可知,C10混凝土粉煤灰掺量每增加5,90天强度约降低2Mpa,同时7天强度发展关系(均与28天相比)约为0.450.55,60天强度发展关系约为1.41.55,90天强度发展关系约为1.601.75。混凝土在粉煤灰掺量达50以后,其1年强度增长率可达173264。可见碾压混凝土的抗裂性能比常态混凝土要成倍地提高。说明,利用高掺粉煤灰既可降低混凝土的绝热温升,又可提高混凝土的后期强度增长率,这对混凝土的抗裂是有利的。表5混凝土绝热温升室内试验成果表混凝土等级总胶材kg/m3ZB1掺量7d℃10d℃14d℃21d℃28d℃CFC105092.50.79.310.811.813.515.7C2090900.715.918.320.1522.124.6山口电站大坝工程碾压混凝土施工已于2001年1月2日完成。C10砼共进行1813组的密实度测试,其平均干容重为2434Kg∕m3,密实度97以上混凝土机口取样抗压强度统计Rm15.8Mpa,Cv0.17,δ2.70Mpa,P98.6。C20混凝土共进行399组的密实度测试,其平均干容重为2430Kg∕m3,密实度98以上混凝土机口取样抗压强度统计Rm22.3Mpa,Cv0.09,δ2.06Mpa,P94。C15混凝土机口取样抗压强度统计Rm18.4Mpa,Cv0.115,δ2.12Mpa,P92。6.小结1.山口电站大坝工程碾压混凝土施工配合比采用低热水泥、高掺粉煤灰技术及掺用高温型外加剂,使混凝土在本质上得到改善,降低混凝土的绝热温升,夏季混凝土入仓温度高达36℃时正常不间断施工。2.坝体从▽154.0m以上全断面采用三级配C15混凝土,变态混凝土从机口取样抗渗等级部达到要求。目前库水位已蓄至▽180.0m,三级配变态混凝土已承受了26m水头的压力,从外观看,▽154.0m以上除了极个别部位因层间结合不良而出现少量渗水外,并未发现有混凝土本身的渗水,可见三级配碾压混凝土达到了防渗目的。3.因毛料场骨料级配极不平衡,常出现42cm无法满足施工的现象,导致三级配骨料比例不能按理想的343的要求施工,再加上其它原因(如负压溜槽真空度不够,骨料形状较差等)出现骨料分离严重,这混凝土的质量有一定的影响。

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