南沙水电站大坝碾压混凝土层面结合质量的控制方法.pdf
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1、 第 1 1期 2 0 1 3年 1 1月 广东水利水电 GUA NGD0 NG W A TE R RE S 0URC E S AND HYD ROP 0WER No 1 1 N O V 2 0 1 3 南沙水电站大坝碾压混凝土层面结合质量的控制方法 谢彦辉 ,杨海泉 ,赵雅玲 ( 1 广 东水电二局股份有限公司,广东 广州 5 1 1 3 4 0 ; 2 中水珠江规划勘测设计有限公司,广东 广州 5 1 0 6 1 0 ) 摘要 :该文主要 开展 了不 同气温环境条件 、不同外加 剂品种对碾压 混凝 土凝 结时间的影响 ,以及 不同处理 工艺对层 面 结合质量的影响研究。提 出了优化混凝土配
2、合比、喷雾保湿降温、防晒和快速作业相结合、直接铺筑允许时间比初凝时 间提前 2 h以上 、且不超 6 h的综合施 工技术措施 。研究成果应 用于云 南红 河南沙水 电站 碾压 混凝土 重力施 工,成 功地 解决 了工程地处高温干燥气候条件 下的碾 压混凝土层 间结合 质量。 关键词 :碾压混凝土重力坝 ;质量控 制 ;层 面结合 质量 ;高温干燥 气候环境 中图分类号 :T V 5 4 4 9 2 1 文献标志码 :B 文章编 号 :1 0 0 8一 O 1 1 2 ( 2 0 1 3 ) l 1 0 0 5 8 0 4 1 概 况 经过近几十年的发展,我国碾压混凝土筑坝技术 已达到世界领先水
3、平。尤其是龙滩水 电站高温条件下 连续快速施工技术 ,把碾压混凝土筑坝的优越性充分 展现 出来 ,为节约工程建设成本和早见效益做 出了突 出贡献。然而 ,碾压混凝土层面结合问题一直是 国内 外专家广泛讨论及深入研究 的重大课题 ,尤其是碾压 混凝土( 2 0 0 1T I 以上级) 高坝在高震级地震条件下坝体 的稳定性问题 。由于碾压混凝土筑坝采用大仓 面薄层 连续浇筑 ,层与层之间浇筑存在时间间隔,因而对层 面粘结质量有不同程度的影响 。若在下层碾压混 凝土拌和物初凝前铺筑上层碾压混凝土,则在振动碾 压作用下,上下层混凝土交界处的粗骨料将相互嵌入 , 层面处胶凝材料浆受振液化使上下层混凝土成
4、为一体, 此时施工层面混凝土性能与本体混凝土性能差异极小。 若在下层碾压混凝土拌和物初凝后 ,随着上层混凝土 铺筑时间的延长 ,施工层面混凝土性能与混凝 土本体 性能差异越来越大。试 验研究结果表明,层 面终凝后 ( 或 2 4 h ) 直接上升 ,层面抗剪强度不及本体强度 的 5 0 ,直接铺砂浆处理层面抗剪强度为本体强度的 6 0 8 5 ,直接铺垫层混凝 土处理层面抗剪强度会 比铺砂浆好些 。因此 ,碾压 混凝 土被 形象 地 喻为 “ 千层饼” 。层面结合质量被 国内外专家认为是碾压混 凝土大坝施工质量控制的主体 。 南沙水电站工程位 于云南省红河州元 阳县境 内, 工程地处典型亚热带
5、气候环境 ,比龙滩大坝的气温还 要高 ,高温时间还要长。坝址实测气温资料 :年平 均 气温为 2 3 ,绝对最高气温达 4 1 7 q C,高温季节长 达 8个月,最大月平均温度为 2 9 5 c IC,高温季节月平 均温度达 2 7 8 ,高温季节平均湿度约为 5 0 ,多 年平均风速为 2 8 3 3 n r s 。由于高温季节 占全年的 7 0 ,碾压混凝土面临高温干燥季节条件下 的施工技 术难题。为了保证高温干燥特殊气候条件下碾压混凝 土层问结合质量 ,工程建设前期进行了针对性的试验研 究,为层问结合质量综合控制措施的制定提供科学依据。 2 碾压 混凝 土层 面凝 结状 态判 断 根据
6、 水工碾压混凝土试验规程 ( S L一 4 8 9 4 ) 规 定 ,采用贯入阻力法测定碾压混凝土凝结时间。碾压 混凝土由凝聚结构 向结晶结构转变时对外力阻抗存 在 明显的转折点。转折点 以前 ,贯入阻力 随时问的增长 缓慢 ;转折点以后 ,贯人阻力随时间增 长很快 。规范 规定转折点对应的时间为碾压混凝土初凝时间。采用 上述方法 ,对不同环境条件下碾压混凝 土的凝结状态 进行 了对比研究。 2 1 碾压混凝土配合比 初凝时间是影响碾压混凝土层间结合质量 的关键 指标。对高温干燥气候条件下碾压混凝 土层面凝结状 态的准确判断是保证筑坝成 功的关键。试验首先对高 温条件下外加剂的品质进行优选 。
7、经对 比试验选择 了 山西格瑞特高温型高效缓凝减水剂 F D N一,掺量为 收稿 日期 :2 0 1 3 1 0 2 4 ;修 回 日期 :2 0 1 31 11 1 作者简介:谢彦辉( 1 9 6 7 ) ,男,本科,高级工程师,目前主要从事企业管理 、水工施工管理及施工技术研究工作。 5 8 2 0 1 3年 l 1月 第 1 1 期 谢彦辉 ,等 :南沙水 电站大坝碾 压混凝土层面结合质量 的控 制方法 N 0 1 1 N o v 2 0 1 3 0 6 5 ;浙 江 龙 游 高 温 型 高 效 缓 凝 减 水 剂 Z B R C C 1 5 ,掺量 为 0 7 。引气 剂采 用 浙江
8、龙 游 Z B一 1 G,掺量为 2 万 。混凝土材料采用 4 2 5普通硅酸盐 水泥 、级普通粉煤灰 、天然砂石骨料。另外还有几 有列入。 试验方法依据: 碾压混凝土试验规程( S L一 1 9 9 4 ) 、 水工碾压 混凝土施工规范( D L T一5 1 1 2 2 0 0 0 ) 水工混凝土试 验规程 ( D L 5 1 5 02 0 0 1 ) 等技 种减水剂 由于不能满足高温缓凝 的技术要求 ,本文没 术规范。试验碾压混凝土配合 比见表 1 。 表 1 碾压混凝土凝 结时间对 比试验配合 比 2 2 试验结果及分析 工程开工前 ,对 C 。 1 0 0 、C 。 2 0 0两个等级
9、 ,z B R C C 1 5 、F D N一两种高温型高效缓凝组 成的 4种碾 压混凝 土进行对 比试验 。试验在 曝晒 、遮 阳( 通风 ) 、 喷雾保湿降温 、标准 4种环境条件下 同时进行。由于 C 。 1 0 0与 C 。 。 2 0 0两个等级的试 验结果差别不大 ,限于 篇幅 ,文中只列举 了 C 。 2 0 0强度等级的试验结果 ,图 1为配合 比编号 3的试验结果 ,图 2为配合 比编号 4 的试验结果 。 4种环境温度 、湿度条件 :曝晒环境 :试验从 上午 1 0时开始 ,试验过程含盖 1 d的高温时段 ,曝晒 环境实测 温度 为 3 0 4 5 ,实 测湿度 为 2 5
10、 5 0 ;遮 阳( 通风 ) 环境 :试验在凉棚下进行 ,试验 从上午 1 O时开始 ,试验过程含盖 1 d的高温时段 ,遮 阳环境实测温度为 3 0 4 1 7 ,实测湿度为 2 5 5 0 ; 喷雾 保湿 降温 环境 :试验从 上午 1 0时开 始 ,试验过程含盖 1 d的高温时段 ,实测环境温度为 3 0 3 6,实测湿度为 9 5 ;标准环境采用 碾 压混凝土试验规程 ( S L一1 9 9 4 ) 规范要求 。 3 5 3 0 重 2 5 20 1 5 1 0 5 O _ l , 1 0 5 1 O 1 5 2O 25 30 历 时, h 图 1 不 同环境条件对凝结 时间的影响
11、( 配合 比 3 ) 由图 1 、图 2得 知 ,在 曝晒环 境条件下 ,混凝土 初凝时间只有 4 h左 右,当温度 由 3 5 ( 1 1时) 快速 提高到 4 6( 1 5: 4 0时) 时 ,初凝时间产生显著变化 , 混凝土严重失水 ,表面产生一层硬皮。通过遮 阳,环 境最高温度为 3 9 5,比曝晒降低 了5 5 c 【 = ,混凝土 初凝时间为 6 h ,通过遮阳可有效延长初凝时间。当采 用喷雾保湿降温措施后 ,环境最高温度为 3 8 ,环境 温度降低了7,混凝土初凝时间延长为 8 h ,可大大 缓解混凝土施工强度的压力 ,使保证层 间结合质量成 为可能 。在标准环境条件下 ,混凝土
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