滩坑水电站工程趾板防裂技术研究与实施[权威资料]

1、滩坑水电站工程趾板防裂技术研究与实施 本文档格式为word,若不是word文档,则说明不是原文档。 最新最全的 学术论文 期刊文献 年终总结 年终报告 工作总结 个人总结 述职报告 实习报告 单位总结 【摘要】滩坑水电站面板堆石坝属于高坝，通过对趾板防裂混凝土系统性的试验和研究，采用掺加vf防裂剂达到补偿收缩混凝土及掺加限裂材料纤维的联合防裂技术，明显减少或避免趾板混凝土裂缝的产生，取得了良好的混凝土防裂效果 【关键词】滩坑水电站工程趾板防裂研究实施 一、工程概况 滩坑水电站工程位于浙江省青田县境内的瓯江支流小溪上，距青田县城西门约32km，该电站由拦河坝、溢洪道、泄洪洞、引水系统、发电厂房等

2、建筑物组成。最大坝高162.0m，坝顶长507.0m。趾板按不同作用水头，宽度分别为6.0m、8.0m、10.0m，相应厚度分别为0.5m、0.7m、0.9m。 趾板混凝土设计强度等级为c30、抗渗标号w12、抗冻标号f150。 二、趾板混凝土防裂研究 1.防裂混凝土原材料性能检验 1.1水泥、骨料 拌制用水泥、骨料各项指标均满足质量标准要求。 1.2外加剂 1.2.1高效减水剂 对三种不同生产厂家生产的高效减水剂进行比较优选试验，中国水利水电第十二工程局施工科研所外加剂厂生产nmr高效减水剂的减水性能最好，减水率达19.2且掺nmr高效减水剂的混凝土无泌水，掺其它外加剂的混凝土都有少量泌水。

3、掺nmr高效减水剂的混凝土28天强度最高，达45.9mpa。比空白混凝土提高了50。 1.2.2引气剂、vf防裂剂 引气剂、vf防裂剂均选用中国水利水电第十二工程局科研所外加剂厂生产。经检测，各项指标均满足设计和规范要求。 1.3粉煤灰 滩坑趾板混凝土所用粉煤灰为南京热电厂生产，经检测，该粉煤灰质量较好，为i级灰。 1.4纤维材料 选用四种纤维材料进行了混凝土性能试验，见表1。 四种纤维材料的性能指标表1 2.趾板基准混凝土配合比的确定 2.1趾板基准混凝土配合比试验 趾板混凝土设计强度等级：c30w12f150，根据滩坑电站趾板混凝土设计要求，混凝土抗压强度保证率95，t=1.65，混凝土配

4、制强度为fcu,o = fcu,k + t=38.2 mpa。 选用不同骨料比（小石：中石60：40、50：50、40：60、30：70），不同砂率（34、36%、38%、40）进行比较，经比较骨料比为50：50，砂率为35%的混凝土和易性较好、泌水率较小。并对不同水灰比情况进行了混凝土强度试验。通过混凝土28天抗压强度与灰水比的对应关系分析得出回归方程式：r28=13.01c/w4.719，相关系数r =98 ，相关性较好。 2.2趾板基准混凝土配合比的选定 滩坑电站是全国在建和已建面板高坝中的第五高坝，用来浇筑的混凝土必须具备较高的质量，才能满足该趾板混凝土的防裂、抗渗、抗冻等要求，在既满

5、足滩坑趾板混凝土设计与施工要求又节约水泥降低成本的条件下，选择0.343水灰比进行混凝土力学性能、拌合物性能试验，结果见表2、表3。 混凝土抗压强度试验结果表2 混凝土拌合物性能表3 从室内拌合情况看，混凝土无析水情况，和易性较好，泌水小，保水性好。 3.趾板防裂混凝土性能试验研究 3.1粉煤灰掺量的选择 为了确定粉煤灰最佳掺量，在基准混凝土配合比试验的基础上， 选取四种不同粉煤灰掺量（0%、15%、20%、25%）进行混凝土强度比较试验。结果表明：粉煤灰掺量为25%的混凝土强度降低较明显以外， 15%、20%两种掺量均可满足要求。为了尽量降低水化热，选择粉煤灰最佳掺量为20%。 3.2不同防

6、裂剂掺量对混凝土强度和变形性能的影响 选用中国水利水电第十二工程局施工科学研究研制的vf防裂剂，并选用掺nmr高效减水剂、bly引气剂及20%粉煤灰的三掺混凝土分别对vf防裂剂进行了三种不同掺量的比较，以满足趾板混凝土设计指标、施工要求及防裂要求的最佳防裂剂掺量。并对掺纤维材料加防裂剂和单独掺防裂剂的混凝土的性能进行比较。 3.2.1不同防裂剂掺量混凝土抗压强度的比较 从试验结果表明：掺纤维材料加vf防裂剂与单独掺vf防裂剂的混凝土抗压强度基本一致；20、30条件下，防裂剂掺量为0%、12%、14%时混凝土抗压强度基本接近；5条件下，随着防裂剂掺量的增大，混凝土强度降低比较明显，且早期强度发展

7、缓慢，因此，在气温较低时，应加强混凝土的保温措施。 3.2.2不同防裂剂掺量的混凝土变形性能的试验研究 防裂混凝土设计的关键是研究混凝土的限制膨胀率和限制收缩率的大小，以便最终确定其补偿能力，对单独掺防裂剂和掺三种不同厂家生产的纤维材料的混凝土变形性能进行了大量的试验，结果如下： 3.2.2.1 5、20、30水中掺纤维材料加vf防裂剂与掺单独vf防裂剂的混凝土变形性能基本一致；随着防裂剂的掺量的增大而增加。 3.2.2.2温度对混凝土膨胀率也有很大的影响，温度越低混凝土早期膨胀越小，这样就能保证混凝土的强度和膨胀量协调发展，避免混凝土早期在过大的膨胀能作用下被破坏，确保了混凝土结构的安全。

8、3.2.2.3混凝土干缩性能试验研究结果 3.2.2.3.1防裂混凝土干缩性能基本一致。随着vf掺量的增大，混凝土干缩率也随着减小，但仍为收缩，未发挥其膨胀功能。因此要发挥vf防裂剂的膨胀性能，必须加强养护，做好保湿工作； 3.2.2.3.2同等条件下纤维材料vf防裂混凝土比vf防裂混凝土收缩值略小。 3.不同防裂剂掺量的混凝土力学性能及耐久性的比较 不同防裂剂掺量的混凝土力学与耐久性能基本一致。掺聚丙烯腈的混凝土极限拉伸值比掺其它厂家纤维材料的混凝土大。 4.补偿收缩混凝土的防裂原理 趾板混凝土浇筑后，胶凝材料在水化过程中散发大量的水化热，由于混凝土的导热性较差，往往在混凝土结构内部聚集大量

9、热量而不能散发。混凝土在降温过程中，内部温度较高产生压缩应力，而表层温度较低产生拉应力。当混凝土内外温差超过一定范围，就有可能发生表面裂缝，进而发展成贯性裂缝。因此采用水化热低、又有一定膨胀性能的补偿收缩混凝土，同时加以适当的温控措施，就可以做到既经济又合理，又能有效地解决趾板混凝土的开裂问题。 对防裂混凝土进行补偿收缩的能力设计，最主要的是合理确定混凝土的限制膨胀率e和限制收缩sm,如果e大于sm，且控制适宜的膨胀率，使其强度与膨胀协调发展，混凝土不会出现胀裂现象；要使补偿收缩混凝土不产生收缩裂缝，必须满足下式要求： 即：esksm 5.趾板补偿收缩混凝土参数的确定 根据上述抗裂原理，对膨胀

10、混凝土进行补偿能力的设计，最重要的是确定e值，它的选定是以混凝土不出现裂缝、满足补偿收缩要求，使混凝土最终变形小于混凝土极限拉伸值为判定标准。 其补偿收缩的通式为|d| = |e-s2-st|sk 为了确定设计限制膨胀率（e），必须先确定干缩率（s2）和冷缩率（st）及极限拉伸值（sk）。 从上述大量研究试验结果可以看出，掺四种纤维材料的混凝土性能基本一致，因此我们用掺强纶建材的混凝土进行计算。 5.1极限拉伸值sk的确定 根据实测补偿收缩混凝土极限拉伸值；考虑徐变可以缓解收缩应力的因素，可趋于安全地增加90%。因此，实际选用极限拉伸值应为：（三种防裂剂掺量的混凝土极限拉伸值相差不大，因此我们

11、计算时均选用防裂剂掺量为12%的混凝土极限拉伸值） sk =1.1010-4（1+90%）=2.0910-4（vf0%混凝土，t15） sk =1.1010-4（1+90%）=2.0910-4（vf0%加纤维材料混凝土，t18） 5.2混凝土冷缩率st值的确定 混凝土温差t = 混凝土内部最高温度tmax 月平均最低温度tmin 滩坑电站趾板混凝土于11月2月施工，该时段多年月平均最高气温为16.2，多年最低气温平均值为2.7。根据滩坑趾板混凝土水化热温升及浇筑时段平均气温，经计算，混凝土内部最高温度为25.7，则混凝土温差：t = 25.7-(2.7) =28.4，混凝土线膨胀系数= 110

12、-5 , 则混凝土冷缩率为： st =t= 28.4110-5 =2.8410-4 5.3混凝土干缩率s2值的确定 以60天龄期为基准： 5.3.1防裂剂掺量为0时 s2 = 0.45 (-1.267) 10-4=1.71710-4（vf0%混凝土，t14） s2 = 0.334(-1.250) 10-4 =1.58410-4（vf0%纤维材料混凝土，t17） 5.3.2防裂剂掺量为12%时 s2 = 1.73410-4（vf混凝土，t15） s2 = 1.76610-4（vf纤维材料混凝土，t18） 5.3.3防裂剂掺量为14时 s2 = 2.03410-4（vf混凝土，t16） s2 =

13、2.13310-4（vf纤维材料混凝土，t19） 5.4限制膨胀率（e）的确定 根据补偿收缩通式计算： d = |es2-st|sk| 5.4.1防裂剂掺量为0时 |e1.7172.8410-4|2.0910-4 2.46710-4 e 6.64710-4（vf0%混凝土，t14） |e1.5842.8410-4|2.0910-4 2.33410-4 e 6.51410-4（vf0%纤维材料混凝土，t17） 5.4.2防裂剂掺量为12时 2.48410-4 e 6.66410-4（vf混凝土，t15） 2.51610-4 e 6.69610-4（vf纤维材料混凝土，t18） 5.4.3防裂剂掺

14、量为14时 2.78410-4 e 6.96410-4 （vf混凝土，t16） 2.88310-4 e 7.06310-4 （vf纤维材料混凝土，t19） 从上述防裂计算结果看出，防裂剂掺量为12%和14%时，均满足防裂要求。从经济角度出发，选择防裂剂掺量为12%。 5.5混凝土内外温差控制指标的确定 在趾板混凝土施工中，控制混凝土中心温度与表面温度之差是非常重要的。采用普通混凝土，温差应制在25以内，否则，往往因温差应力面产生冷缩裂缝。而采用补偿收缩混凝土，温差可以放宽，具体温差值如下： tt1t225t3 6.趾板补偿收缩混凝土施工配合比的确定 从以上试验结果，推荐如下配合比为趾板混凝土施

15、工配合比。见表4。 三、趾板防裂混凝土施工 趾板混凝土分两期进行施工，采用人工立模、绑扎钢筋，混凝土拌和站集中生产，搅拌车水平运输，混凝土入仓主要采用溜槽、泵送等方式。混凝土拌制过程中严格控制原材料的计量误差，均匀拌和，严格控制机口坍落度。在混凝土浇筑中，不漏振、不过振，混凝土初凝前采用二次抹面工艺，二次压面后至混凝土终凝后洒水养护期间，混凝土表面覆盖塑料薄膜。 施工用配合比表4 四、趾板防裂的效果 1.趾板一期混凝土防裂效果 在趾板一期混凝土施工中，混凝土采用了双掺（掺纤维和vf防裂剂）、单掺（掺纤维或vf）以及不掺纤维、vf三种施工配合比，结果如下： 1.1双掺28个块中，有17个块未发现

16、裂缝，11个块各有14条的表面裂缝，平均为2条/块。 1.2单掺的3个块中，各有14条的表面裂缝，平均3条/块，其中单掺vf的效果优于单掺纤维。 1.3未掺纤维及vf的2个块共有21条裂缝，其中11号块13条裂缝，其中有1条为深层裂缝。 可以看出：掺vf、纤维的防裂效果明显，裂缝数量较少甚至没有；单掺vf或纤维的混凝土防裂效果优于不掺，但较双掺的效果稍差，而单掺vf优于单掺纤维；未掺vf、纤维的混凝土裂缝偏多，裂缝的开展程度也相对较大。 2.趾板二期防裂效果 二期施工中全部采用双掺（掺纤维和vf防裂剂）施工配合比，砂子改为中砂，并加强施工中的混凝土振捣、压面、养护及温控等。二期自2006年11

17、月2日开始浇筑施工，至2007年5月25日施工完成，经对二期趾板进行裂缝检查，未发现裂缝，防裂取得了较好的效果。 五、结论与建议 滩坑水电站面板堆石坝属于高坝，趾板具有长薄板、强约束的结构特性，趾板混凝土进行防裂技术研究是必要的，经过对趾板防裂混凝土系统性的试验和研究，采用掺加vf防裂剂达到补偿收缩混凝土及掺加限裂材料纤维的联合防裂技术，经过施工的验证，表明：采用双掺的防裂混凝土施工配合比是合理的，可以明显减少或避免裂缝的产生，取得了较好的混凝土防裂效果。 由于混凝土防裂是一个系统工程，在混凝土配合比优化设计的前提下还必须把握好从拌和、运输、浇筑及养护等施工的各个环节。严格控制混凝土拌和时间、入仓坍落度，做到及时、足期养护，有效降低并满足混凝土入仓温度，加强二次压面等措施。另外，根据已建工程经验，合理的结构分缝长度（块长不大于12m）可有效的防止混凝土裂缝产生。 作者简介：敖细平 男 1974.12 1997年毕业于南昌水利水电专科学校工程师主要从事水利水电施工技术管理。 阅读相关报告总结文档:提升教师科研力的校本研究 培教学风格之树 从职业实用性体育谈中职体育课教学改革 浅谈大田县农业产业化经营 构建现代农产品物流体系对策探讨 依靠产业提升战略促进宁夏城镇化进