高抗冻碾压混凝土层间结合性能研究.pdf
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1、科研 东北水利水 电 2 0 1 5年第 1 0期 【 文章编号 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 5 ) 1 0 -0 0 4 2 -0 2 高抗冻碾压混凝土层间结合性能研究 雷秀玲 , 李艳萍 , 黄如卉 , 李中田 ( 中水东北勘测设计研究有限责任公司, 吉林 长春 1 3 0 0 6 1 ) 【 摘 要】 碾压混凝土层 面不仅是坝体的可能渗流通道 , 也是明显的抗力薄弱面。 因此碾压混凝 土坝的整体施工质量通常不仅取决于混凝土本身施工质量,还取决于层面的施工质量。文章 主要介 绍寒冷地 区高抗 冻碾 压混凝土层 问结合性能 , 提 出了给 出工况条件下 , 高抗 冻碾
2、压混 凝 土层 同处理材料厦方案 。 【 关键词】碾压混凝土; 高抗冻; 层问结合 【 中图分类号】 T V 4 3 1 文献标识码】 A 1 概述 碾压 混凝土坝层面结合 问题一直是影响碾压 混凝土筑坝技术的关键技术问题之一。碾压混凝土 层面是薄弱面, 层面不但是坝体的可能渗流通道, 也 是明显的抗力薄弱面, 易发生渗漏、 劣化和剪力破 坏等。因此 , 碾压混凝土坝的宏观整体施工质量通 常不仅取决于混凝土本身的施工质量 , 还取决于层 面的施工质量 , 如何提高坝体的施工质量的问题实 际上就是如何提高和控制层面的施工质量的问题。 碾压混凝土的层间允许 间隔时间, 是指连续上 升铺筑时, 从下
3、层混凝土料拌和加水时起至上层混 凝土碾压完毕为止的允许间隔时间 , 通常应控 制在 初凝时间以内。初凝以前碾压混凝土中胶凝材料 浆体仍处于凝聚结构状态 , 这种结构具有触变复原 的性质, 在下层碾压混凝土拌和物初凝以前铺筑 It_ 层碾压混凝土, 则在振动碾压作用下 , 上下层混凝 土的交界面处将出现粗骨料相互嵌入 , 层面处胶凝 材料浆液使上下层混凝土成为一体。此时, 施工层 面混凝土性能与层内混凝土性能基本无差异, 当下 层碾压混凝土拌和物初凝后延迟一定时间再铺筑 上层混凝土 , 则延迟 时间越长 , 施 工层面混凝土与 层内混凝土的性能差异越明显。 42 为解决好层面结合 ,需对结构设计
4、 、施 工工 艺、 材料铺筑时间等方面采取 必要措施。此研究结 合碾压混凝土实际施工过程 中可能存在的层问间 隔时间, 成型混凝土层 问结合试件 , 进行混凝土抗 剪强度、 抗冻性能 、 室外模拟等试 验 , 寻找各 工况 条件 下的最优层间处理方式 。 2 方案选择 碾压混凝土层间结合试验选择常规条件下各 项性 能满足 C 9 0 2 0 W6 F 3 0 0指 标 的碾压混 凝土配 合比,在标准养护条件下其初凝时问为 8 1 h , 终 凝时间为 2 0 3 h 。层间结合试件制备方法为先成 型一半高度的标准试件 ,振捣后在标准养护室放 置 , 到达拟定 的层 间间隔时间时 , 对层面进行
5、必要 处理 ,铺设层间处理材料后成型上一半碾压混凝 土。 层问混凝土振捣方法参照 D L T 5 4 3 3 2 0 0 9 ( 水 工碾压混凝土试验规程 进行。 具体层间结合工艺 研究进行如下 3种工况 : 1 ) 连续碾压。连续碾压的混凝土不涉及到层 问处理的问题, 进行连续碾压混凝土的性能试验, 有利于比对不同层间处理方式对碾压混凝土性能 的影响, 有利于层 间处理措施 的优选 。 2) 超过 初凝 时 间 , 但 未终 凝 的层 间处理 ( 温 2 0 1 5 年第 l 0 期 东北水利水电 缝 ) 。超过初凝时间, 但未终凝的层面称为温缝, 其 处理方法为在浇筑上层碾压混凝土前,对层
6、面碾 压混凝土进行打毛处理后铺设一层水泥+ 粉煤灰 浆液垫层 , 垫层厚度为: 0 , 6 , 1 0蚴, 第二层混凝 土碾压时间选在初凝后 4 h 进行。 3 ) 超过终凝 , 层问间隔时间在 2 4 h内的层问 处理( 冷缝 ) 。 超过终凝时间的碾压混凝土层面称为 冷缝。研究针对超过终凝时间但层间间隔时间在 2 4 h内的层问处理方式进行, 层问结合材料为比碾 压混凝土高一标号的水泥砂 浆 ,砂浆厚度为 : 0 , 1 5 , 2 0 c m, 第 二层混凝土选择终凝后 2 h碾压 。 3 研究结果分析 此研究主要从抗剪强度、抗冻性能及室外性 能三方面进行碾压混凝土层问结合性能研究, 研
7、 究结果见表 I 。 裘 1 室内层间结合碾压混凝- I- 抗剪试验研究成果 2 8 d 9 0 d 试 件 类 型氅 号 层 2 丽丽 丽 抗 冻 等 级 l l 皿 连 续 碾 压 j E 层 面l 船 8 2 2 7 4 s 2 O f, I 8 2 3 4 O 4舢 室 c 1 - 0 初 凝 后 ,奘 酣 l j 6 I l l 捌6 1 删 2 i j 3 6 9聊 C I-6 漱。 锯 勰 1680 5 l_4】5 D 1813 9 l埘 7咖 c l - 1 0溅。烂 蔚 埘1 5 l 2 5 7 2 1 7 7 2 T l 1 0 9 F J O 0 Q_ o 层 I 1 8
8、 9 9 1 1 5 5 3 l 洲F 1 o 0 象 - 锄 嗽1552 6 -姗 o t : 1843 1跚 ( 2 - 2 0 2 0 锄橼1 3 l 腑9 l j 0 6 I l 6跚 a 溉 锯 凇 2272 埘 FJO0 0 1 j 蜮 2 3 6 5 4 2 3 5 9 5 F 3 0 0 3 1 抗剪强度 碾压混凝土抗剪强度较其它强度指标更为设 计、 施工所重视 , 因为它与大坝的抗滑稳定性直接 相关, 是确定坝体断面尺寸的重要参数之一。 研究 中取坝基应力的6 o N 1 3 8 MP a 作为抗剪试件的 最大法向荷载, 其中 2 8 , 9 0 d 龄期试验选取的法向 应力
9、分别为最大 法向荷载的 7 0 , 1 0 0 。 混凝土层问摩擦系数及黏聚力越大,越有利 于混凝土层间的抗滑稳定性。研究过程中发现 3 种工况条件中,连续碾压混凝土抗剪切断面起伏 差最大,初凝后终凝前的碾压混凝土层面骨料部 分嵌入, 结合较好 , 终凝后层间主要依靠垫层材料 粘接, 骨料互相嵌入较少。 研究结果表明:对于初凝后终凝前碾压混凝 土层面结合, 铺设 6 m m水泥+ 粉煤灰浆液的处理 方案摩擦系数及黏聚力较大;对于终凝后间隔时 间在 2 4 h以内的层面结合 , 层面铺设 1 5 c m厚的 水泥砂浆抗剪切性能较好。 3 2 抗冻性能 抗冻性能结果显示 : 1 ) 对层间处 理后
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