河道整治中反滤型生态混凝土的制备及施工技术.pdf
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1、2023.27 科学技术创新河道整治中反滤型生态混凝土的制备及施工技术罗媚(清远市启源水利水电建设有限公司,广东 清远)在绿色发展背景下,生态混凝土不仅具有传统混凝土的力学性能,而且还能减少环境负荷、与生态环境协调,因此工程建设中得到了广泛应用。在河道整治工程中,用反滤型生态混凝土作为护坡材料,一方面可以提高岸坡的抗冲刷性能,即便是在夏季强降雨冲刷情况下,也能减少护坡土颗粒的流失,维护岸坡稳定;另一方面则能利用反滤型生态混凝土的过滤作用,达到净化水质的效果。在这一背景下,提高反滤型生态混凝土的制备质量和加强施工管理,成为提高河道整治效果的关键所在。1工程概况某河坝上游河段整治工程治理河道总长
2、7.85km,堤防加固长度 3.345 km,防冲护岸长度 6.77 km,河道清淤长度 3.30 km 等。基于工程效益和生态效益统筹兼顾的原则,提出了一种由石笼网固脚、植生型和反滤型生态混凝土组成的护坡结构,在提高河道抗冲刷能力的基础上,还能发挥净化水质的效果。2反滤型生态混凝土的制备2.1原材料的选择反滤型生态混凝土的组成材料主要有水泥、粗骨料(碎石)、细骨料(河砂)、外加剂(SR-3)和水,选择合适的材料对提升反滤型生态混凝土的抗压强度、抗渗性能有显著效果,本工程中各物料的选择如下:2.1.1水泥反滤型生态混凝土是一种多孔材料,要想在孔隙率较高的情况下保证足够的强度,需要优先考虑强度较
3、高、掺合料较少的普通硅酸盐水泥。2.1.2骨料选用单一级配的人工碎石作为粗骨料,粒径在610 mm 之间。粒径会直接影响混凝土的强度,通常来说粒径越小,相应的反滤型生态混凝土强度更高。选用细度模数为 2.2 的河砂作为细骨料,起到填充空隙、缓解收缩应力的效果,对提高反滤型生态混凝土的抗裂能力有一定帮助1。两种骨料的技术指标见表 1。表 1反滤型生态混凝土骨料的技术指标2.1.3外加剂摘要:本文以某河道整治工程为例,探究了反滤型生态混凝土的制备方法与施工要点。在制备反滤型生态混凝土时,除了要做好水泥、骨料、外加剂等材料的选择与质量验收外,还要科学设计配合比。本工程中采用体积法设计配合比,最终确定
4、为水泥 250 kg、碎石 1 550 kg、河砂 100 kg、外加剂 5 L、水 95 L。河道护坡采用石笼网固脚+植生型生态混凝土+反滤型生态混凝土的复合体系,在修筑围堰后于护坡上浇筑框格,在框格内填入反滤型生态混凝土,具有改善水质、提高护坡抗冲刷能力的效果,兼顾生态效益和工程效益。关键词:反滤型生态混凝土;配合比;抗压强度;外加剂中图分类号院TV85文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤27-0189-04粒径 表观密度 堆积密度 孔隙率 粗骨料 610 mm 2 680 kg/m3 1 622 kg/m3 39%细度模数 表观密度 堆积密度 含泥量 细骨料 2.2 2
5、 589 kg/m3 1 503 kg/m3 2.7%作者简介院罗媚(1988-),女,本科,水利技术管理工程师,研究方向:水工施工。189-科学技术创新 2023.27适当加入不同类型的外加剂,能够让反滤型生态混凝土的某一项性能得到明显的提升。例如加入高效减水剂能降低混凝土的水灰比、提高可塑性和流动性;加入缓凝剂能延长凝固时间,使混凝土在较长时间内保持塑性。本工程中使用 SR-3 减水剂,其作用是提高混凝土的力学性能和耐久性能。2.1.4水使用 PH 为 7.0 左右的干净自来水。2.2配合比设计在确定各物料的选用标准后,还要科学设计物料配合比,保证反滤型生态混凝土的性能最优。鉴于目前并未出
6、台可应用于反滤型生态混凝土的规范,本工程 中 参 考 透 水 水 泥 混 凝 土 路 面 技 术 规 程(CJJ134-2009)中提供的技术指标,结合河道治理工程的施工要求,确定了反滤型生态混凝土的性能指标。抗压强度方面,在 28 d 龄期时应达到 30 MPa,方可达到河岸护坡的使用要求;孔隙率方面,透水路面的孔隙率通常在 12%15%之间,考虑到反滤型生态混凝土多数情况下位于水面以下,对透水性要求更为严格,因此孔隙率至少要达到 18%;pH 值方面,为了避免反滤型生态混凝土改变河水水质、影响生物和微生物的生存,要求其 pH 值在 8 左右2。基于上述性能要求,本工程中使用“体积法”确定反
7、滤型生态混凝土的配合比设计。以 1 m3的混凝土为例,各物料应满足以下公式:式中,M1M5分别代表了每 1 立方米反滤型生态混凝土中碎石、水泥、河砂、水、外加剂的用量,单位为kg;相应的,15分别对应了五种材料的表观密度,单位为 kg/m3;P 表示目标空隙率,单位为%。按照上式分别求得各物料的用量,由此确定配合比,见表 2。表 2反滤型生态混凝土的配合比2.3反滤型生态混凝土的性能测定按照上文确定的配合比制作反滤型生态混凝土的试块。将各物料投放到小型搅拌机的料斗中,启动搅拌 3 分钟后使物料均匀混合。取一个尺寸为 10cm10 cm15 cm 的长方体模具,在模具内部均匀涂刷脱模剂,然后将制
8、备的混凝土倒入模具中,采用人工振捣的方式,反复振捣 10 次后进行养护。首先养护 24 小时,然后将试件从模具中取出,放入标准养护室内继续养护 7 d。在反滤型生态混凝土的抗压强度测试中,共制作了 5 个试件,测定结果见表 3。表 3反滤型生态混凝土试件的抗压强度测定结果由表 3 数据可知,参与测定的 5 个混凝土试件在养护 28 d 后,抗压强度均达到了设计强度,符合本工程的使用需要。3反滤型生态混凝土施工技术3.1施工方案的设计从现场调查情况来看,本工程所在地区夏季雨水集中,易发生洪;河流上游水土流失情况比较严重,在下游河水流速变慢后出现泥沙沉积、河床抬高现象;少部分河岸采用砌筑片石的方式
9、进行防护,大部分河岸未采取防护措施。结合地质勘察资料,河道岸坡岩土层以砾砂、卵石、粉质壤土、中风化花岗岩为主,在受到河水冲刷后容易出现坡脚临空失稳情况。基于上述情况,在河道整治中设计了“石笼网固脚+植生型生态混凝土+反滤型生态混凝土”复合加固体系,断面结构如图 1 所示。图 1生态混凝土护坡断面3512412345()1MMMMMP材料 水泥 碎石 河沙 外加剂 水 固液比 质量 250 kg 1 550 kg 100 kg 5 L 95 L 0.285 序号 设计强度(MPa)龄期(天)测试结果(MPa)达到设计强度(%)测定 结论 1#C30 28 34.0 113 合格 2#C30 28
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