百色水利枢纽变态混凝土应用研究.pdf
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1、广西水利水 电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 3 ( 1 ) 试 验研 究 百色水利枢纽变态混凝土应用研究 刘鲁强 ( 广西壮族 自治区水利科学研究院, 广西南宁5 3 0 0 2 3 ) 【 摘要】 针对变态混凝土变态材料纯水泥浆液存在水泥含量高、 变态用浆量大的问题, 首次提出变态混凝土的变态材 料采用由水泥、 粉煤灰、 外加剂和水共同组成的水泥粉煤灰浆液, 取代纯水泥浆液 , 并对这种新形式的变态混凝土进 行试验研究 , 结果表明: 变态混凝土
2、的抗压强度 、 劈拉强度、 轴拉强度、 弹性模量比碾压混凝土相应指标有所提高, 极 限拉伸值和抗渗性能有显著提高, 变态混凝土各项性能均满足设计要求 , 变态混凝土水泥用量节约6 6 k g m , 技术经 济效果显著 。 关键词】 变态混凝土; 材料; 性能; 应用; 百色水利枢纽 【 中图分类号 T V 4 3 1 【 文献标识码】 B 文章编号1 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 0 1 0 3 1 概 述 百色水利枢纽是一座 以防洪 为主 , 兼有发 电 、 灌溉、 航运、 供水等综合利用效益的大型水利工程 , 枢纽 主要 由大坝 ( 主坝 ) 、
3、 地下厂房 、 副坝和通航建 筑物组成 , 大坝 为全 断面碾压混凝土重力坝 , 最大 坝高 1 3 0 m, 坝顶长 7 2 0 r f l , 混凝土总量 2 5 8 万 I I 1 。 , 其 中碾压混凝土2 1 2 万I n , 大坝周边、 坝体廊道周边及 异种混凝土结合处均采用变态混凝土施工技术。 变态混凝土是指在 已拌制好 的碾压混 凝土的 基础上 , 通过加 入一定 比例 的变态材料 , 使 其演变 成具有一定坍落度的混凝 土。在百色水 利枢纽工 程开工之前 , 已经应用于碾压混凝土大坝中的变态 混凝 土 , 其变态材料均为水泥和水组成的纯水泥浆 液u 。笔者认为 , 这种变态材
4、料水泥含量高 、 变态用 浆量大 , 造成 了变态混凝土水泥用量大幅度增加 , 不仅明显增加了变态混凝土的成本, 而且还带来了 大量的水化热 , 对大坝 的温控和 防裂不利 1 。基于 此 , 本文首次提出在变态材料纯水泥浆液中双掺粉 煤灰和 lq J n 剂 】 , 变态混凝土的变态材料采用 由水 泥 、 粉煤灰 、 外加剂和水组成的水泥粉煤灰浆 液 , 针 对百色水利枢纽设计要求 , 对这种新形式 的变态混 凝土进行试验研究 , 并将研究成果应用于百色水利 枢纽大坝施工 , 取得 了良好的技术经济效果。 2 试验原材料及试验方法 2 1 原材料 2 1 1 水 泥 采用百色 田东水泥厂生产
5、 的5 2 5 号普通硅酸盐 水泥 ( 简称 田东 5 2 5 ) 和柳州水 泥厂生产的 5 2 5 号普 通硅酸盐水泥( 简称柳州 5 2 5 ) , 其化学成分见表 1 , 水泥的化学和物理力学指标均符合 G B 1 7 5 9 2 ( 硅 酸盐水泥 、 普通硅酸盐水泥 要求。 表 1 水泥的化学成分表 型 堡虽 ! ! ! Q : ! Q 垒 ! g Q 垦 田东5 2 5 0 9 4 2 3 1 8 2 1 5 4 5 6 6 5 8 5 9 5 8 1 9 7 0 4 9 堑 ! : Q ! : : 兰堡 : ! : ! : 塑 : Q : 鱼 Q 2 1 2 粉煤灰 采 用 田东
6、电厂生产 的 级粉煤 灰 , 密度 2 1 6 g c m。 , 细度为 1 6 0 , 需水量 比 1 0 3 , 含水率 0 5 , 其 化 学 成 分 见表 2 , 粉 煤 灰 品质 指 标 均 符 合 G B J 1 4 6 9 0 粉煤灰混凝土应用技术规范 技术要求。 表 2 粉煤灰的化学成分表 塑 兰 ! ! 皇 ! g ! : ! : Q : 塑 : ! ! : : Q : : 2 1 3 骨料 采 用 辉 绿 岩 人 工 砂 石 料 , 细 骨 料 细 度模 数 2 9 8 、 石粉含量 1 1 0 、 表观密度2 9 0 0 k g m 、 吸水率 0 8 0 , 粗骨料表观
7、密度 2 9 1 0 k g m 、 吸水率 0 7 0 , 【 收稿 日期】 2 0 1 2 一l 1 2 0 修 回日期】 2 0 1 2 1 2 1 4 【 作者简介】 刘鲁强 ( 1 9 6 5 一 ) , 男 , 广西北流人 , 广西水利科学研究 院高级 工程 师 , 从 事水 工新材料研究及工程检测与管理工作。 刘鲁强: 百色水利枢纽变态混凝土应用研究 骨料的化学成分见表 3 , 除人工砂石粉含量偏低外 , 粗 、 细骨料的其它品质均符合规范要求。 表 3 辉绿岩骨料的化学成分表 塑 j ! g : 鱼 : : ! Q 苎 : 苎 : ! : : 墨 : 2 1 4外加剂 经过优选
8、试验 , 采用浙江龙游外加剂厂生产的 Z B 一 1 一 R C C 1 5 缓凝高效减水剂 , 减水率 2 0 , 泌水率 比7 6 , 2 8 天的龄期抗压强度 比 1 1 5 , 初凝延缓时 间 3 h 4 6 m i n , 外加剂品质指标符合 G B 8 0 7 6 1 9 9 7 混 凝土外加剂 技术要求, 与采用的水泥、 粉煤灰适应性 较好 。 2 2 试验方法 变态混凝土室 内试验 目前没有规范可循 , 本试 验研究按以下方法进行 : ( 1 ) 变态混凝 土的基材碾压 混凝土试验遵循 S L 4 8 9 4 水工碾压混凝土试验规程 进行 ; ( 2 ) 变态混凝土 的变态方式
9、为 : 将 已拌制好的 碾压混凝土拌和物基材平铺在拌和板上 , 铺料厚度 6 1 0 c m, 然后将 同时拌制好的变态材料水泥粉煤 灰浆液均匀地洒铺在其表面上 , 人工翻拌一次后装 模 , 在振动台上振捣成型 ; ( 3 )变态 混凝 土 的性 能试验 遵循 S D1 0 58 2 水工混凝土试验规程 进行。 3 试验 结果及分析 3 1 碾压混凝土配合比及性能 变态混凝土 的基材碾压混凝 土配合 比采用 正 交法进行优化试验 , 推荐碾压混凝土配合 比见表 4 6 1 ,其性能试验结果见表5 。 表 4 碾压混凝土配合比表 试验 编号 RTO1 RL0 2 抗压强度 M P a 劈拉强度
10、M P a 轴拉强度 MP a 静压弹模 G P a 极限拉伸值 1 0 9 0 d 1 8 0 d 9 0 d 1 8 0 d 9 0d 1 8 0 d 9 0 d 1 8 0 d 抗渗等级 9 0 d W4 W4 28 , 1 3 】 5 2 , 9 O 3 】 5 2 0 4 2 , 4 4 3 8 0 3 9 8 8 3 8 8 3 0 2 3 3 6 2 8 9 3 0 4 20 9 2_3 6 3 8 7 4 0 4 8 6 8 9 3 2 变态材料配合 比及变态加浆量 变态材料采用 由水泥 、 粉煤灰 、 外加剂和水组 成的水泥粉煤灰浆液 , 浆液原材料与基材碾压混凝 土完全一致
11、 。变态材料配合 比主要以变态混凝 土 的各项性能满足设计要求 , 且不低于基材碾压混凝 土性 能为依据 而定 。变态加浆量则以控制变态混 凝土拌和物坍落度 为 1 2 c m, V B值为 1 0 5 s , 变态 ? 昆凝土抗渗性 能满 足设计要求为依据而定 。通过 变态材料对变态混凝土性能 的影响试验研究 , 拟定 变态材料配合 比见表6 , 变态加浆用量见表 7 。 从表6 可以看出, 变态材料水泥粉煤灰浆液的 水胶比和粉煤灰掺量 比基材碾压混凝土适 当降低 , 其中水胶比降低0 0 9 , 粉煤灰掺量降低 1 4 , 外加剂 掺量不变 , 均为 0 5 。变态材料仅掺人粉煤灰 , 可
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