东江水利枢纽工程C20混凝土配合比试验设计

东江水利枢纽工程C20混凝土配合比试验设计翟伟宝【摘要】系统介绍了东江水利枢纽工程混凝土配合比试验设计情况，从原材料选用检测、混凝土抗压强度与水胶比和粉煤灰掺量的关系、拌合物性能、力学性能等,主要说明了不同料源组合骨料对混凝土拌合物的影响，提出了满足设计和施工要求的混凝土施工配合比，保证了东江水利枢纽工程大坝混凝土的质量，也取得了较好的经济效益.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷)，期】2010(036)007【总页数】2页(P140-141)【关键词】水利枢纽工程;混凝土;配合比;设计;应用;组合骨料【作者】翟伟宝【作者单位】惠州市水利水电工程质量检测站广东，惠州,516000【正文语种】中文【中图分类】TV4311工程概况广东惠州东江水利枢纽工程位于东江下游惠城区河段的泗湄洲处,上距惠州市惠城区约9.4km,下距博罗水文站2.8km。坝址以上控制集雨面积25325km2,河宽约480m,是以改善水环境、发电，兼顾航运,并具改善城市供水和农田灌溉条件，发展旅游等多项综合利用效益而兴建的水利枢纽工程，是惠州市整治和发展〃两江四岸”的配套工程项目。建成后将产生7大效益:改善灌溉条件效益;改善供水条件效益;房地产增值效益;旅游效益;拉动惠州市经济增长效益;航运效益;发电效益。工程属I等,工程规模为大(1)型。本工程所在地的地震基本烈度为6度，采用设计烈度为6度。电站为低水头河床式电站，设计水头7.1m。最低工作水头4.94m,最大工作水头10.21m。发电流量1043m3/s(开始)，平均水头为7.58m。机组型号为GZ1250A-WP-590型贯流式灯泡机组，单机额定容量1.15万kW,总装机容量为4x1.15万kW。多年平均发电量26709万kWh。枢纽建筑物主要由拦河水闸、河床式厂房、船闸、挡水坝段及库区两岸防护工程等组成。坝轴线总长约820m,坝顶高程17.3m。设计总工期为3年,总投资为93228万元。该枢纽工程水库正常蓄水位为v10.5m,相应水库库容1.164亿m3。拦河水闸设计下泄洪峰流量为10910m3/s,校核洪峰流量为13000m3/s,设计水位为正常高水位10.5m。2配合比材料试验2.1水泥选用了5种水泥进行水泥的物理性能试验，通过对比我们选用了湖南金磊水泥有限责任公司生产的P.C32.5普通硅酸盐水泥。水泥28d龄期抗压强度平均强度值为37.2MPa,抗折强度平均强度值为7.5MPa,水化热低满足东江水利枢纽工程施工技术要求。2.2粉煤灰由于大坝混凝土使用的骨料是人工混合骨料，为了减少混凝土用水量,在进行配合比试验时掺加了二级粉煤灰,粉煤灰选用沙角电厂生产的二级粉煤灰,粉煤灰需水量比为89.6%,细度为16.8%,三氧化硫为1.85%,含水率为0.19%。2.3骨料用于大坝混凝土的骨料采用长乐石料场石料，试验采用三级配,分别为5mm~20mm,20mm~40mm,40mm~80mm三种级配的骨料组成。其中5mm~20mm级配骨料的表观密度在2600kg/m3~2690kg/m3之间，吸水率在0.39%~1.43%之间，针片状含量在1.2%~8.0%之间，压碎指标为3.9%~11.2%;20mm~40mm级配骨料的表观密度为2620kg/m3~2660kg/m3,吸水率为0.4%~1.1%,针片状含量为2.1%~8.4%;40mm~80mm级配骨料的表观密度为2600kg/m3~2680kg/m3,吸水率为0.3%~0.7%,针片状含量为0.8%~8.2%。1）细骨料。试验用东江砂为细骨料，细度模数为2.60,属于中砂区，级配合理。其余相应的指标均符合施工技术要求。2）粗骨料。试验用混合后粗骨料,按粒径分为小石5mm~20mm,中石20mm~40mm,大石40mm~80mm,其余相应的指标均符合施工技术要求。表1不同组合粗骨料级配混凝土拌合物性能试验比较结果水胶比粉煤灰/%砂率％用水量kg/m3级配坍落度cm骨料总重kg/m3G8:G4：G2拌合物和易性0.523030.5125三5~714152.9:1.1:1满足要求0.523030.5125三5~714152.8:1.2:1满足要求0.523030.5125三5~714152.7:1.3:1满足要求0.523030.5125三5~714152.6:1.4:1满足要求0.523030.5125三5~714152.5:1.5:1满足要求3）不同组合粗骨料级配对混凝土拌合物和易性的影响。采用同一配合比，粗骨料总重量不变相同组合粗骨料级配,两种骨料不同比例,进行混凝土拌合物性能试验，来判定不同组合粗骨料对混凝土用水量的影响,配合比参数:水胶比0.52,煤灰掺量30%,砂率30.5%,设计坍落度5cm~7cm。从不同组合粗骨料级配混凝土拌合物性能试验比较结果可以看出，在骨料总重不变的前提下，不同组合大石和中石混凝土拌合物影响不大,本次大坝混凝土配合比设计采用骨料混合比例2.5:1.5:1试验。不同组合粗骨料级配混凝土拌合物性能试验比较结果见表1。2.4外加剂外加剂的选择本着在降低混凝土原材料成本的基础上，保证混凝土符合设计要求，满足混凝土施工和易性要求，易于振捣、不泌水、有利于温控等综合因素考虑，在大型水利工程中使用过且满足大体积混凝土施工要求。根据业主推荐原材料情况，选定缓凝高效减水剂EP-7,按照GB8076-1997混凝土外加剂进行掺外加剂混凝土性能试验。掺外加剂混凝土性能试验，试验项目主要包括减水率、含气量、凝结时间差、抗压强度比等性能指标，缓凝高效减水剂EP-7掺量按1.4%,1.5%和1.6%试验。通过试验结果比较，缓凝高效减水剂EP-7掺量在1.5%时，减水率10.2%,28d抗压强度比125%淇余各项掺外加剂混凝土性能指标均满足规范要求。3混凝土配合比设计3.1混凝土抗压强度与水胶比和粉煤灰掺量的关系根据东江水利枢纽工程常规混凝土设计指标，水胶比为0.52,0.54,粉煤灰掺量选择范围为20%,25%,30%,提供7d,28d龄期的混凝土抗压强度与水胶比和粉煤灰掺量的关系试验。选用湖南金磊水泥有限责任公司生产的P.C32.5普通硅酸盐水泥，沙角电厂生产的二级粉煤灰、东江砂及缓凝高效减水剂EP-7进行试验，采用最优砂率和最佳级配,三级配设计坍落度5cm~7cm。混凝土抗压强度与水胶比(W/C+F)和粉煤灰掺量用二元回归方程计算,结果可以看出，对于不同水胶比和粉煤灰掺量条件下,混凝土抗压强度与水胶比和粉煤灰掺量都有较好的相关性。3.2混凝土配合比试验研究混凝土拌合物的各组成材料按一定比列配料应达到质量均匀、不泌水、不离析的要求，以便更好的保证施工质量。采用100L自落式搅拌机拌和，每次拌合量按搅拌机容量的20%~80%,试验严格按照DL/T5150-2001水工混凝土试验规程的相关规程进行。施工配合比应用过程中各项原材料的相融较好，能够满足混凝土拌合物各项技术指标，混凝土强度满足技术要求，混凝土配合比满足设计和现场施工工艺要求。施工配合比见表2。表2施工配合比的设计参数及抗压结果级配水胶比W/C夕卜加剂（水剂）配合比材料用量/kg-m-3抗压强度/MPa品种掺量/%砂率％粉煤灰掺＞/%WCFSG8G4G2剂3d7d28d坍落度cm三0.52EP-71.5030.5020125192486217084242833.6012.720.130.75~7三0.52EP-71.5030.5025125180606217084242833.6013.019.928.05~7三0.52EP-71.5030.5030125168726217084242833.6010.718.726.85~7三0.54EP-71.5033.0020125185466756844112743.4612.020.827.45~7三0.54EP-71.5033.5025125173586756844