拉西瓦水电站工程保持混凝土含气量提高混凝土耐久性的试验研究.pdf

理论研究 拉西瓦水电站工程保持混凝土含气量提高混凝土耐久性的试验研究 2 0 1 0年第 5期 拉西瓦水电站工程保持混凝土含气量 提高混凝土耐久性的试验研究 曲 利 ( 中国水利水电第四工程局工程开发部，西宁8 1 0 0 0 6 ) 【 摘 要】 结合拉西瓦水电站大坝混凝土工程的施工实际 ，进行 了保 持混凝土含气量 提高混凝 土耐 久性 的试 验 研究 ，对其试件力学性 能 ，抗冻 、抗渗性等性能进行 了实测分 析 ，为工程设 计和施工提 供 了试验依 据 。 【 关键词】 水 利工程 ；拉西 瓦水 电站 ；混凝土 ；耐久性 【 D0I 编 码 】l O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 0 0 5 0 1 6 【 中图分类号】TV 4 3 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5 ( 2 0 1 0 )0 5 一O O 4 7 一O 3 1 含气 量对 混凝 土耐久性 的影 响 目前，提高混凝土耐久性能的主要技术措施是 在 混凝 土 中掺 入 引气 剂 。引气 剂是 一种表 面 活性物 质 ，它 能使 混凝 土 在 搅 拌 过 程 中 引 入 大 量 孔 径 为 5 0 m2 O 0 m 的不连续但分布 均匀 的微小 气泡 ， 当混 凝 土 含 气 量 达 到 4 5 5 5 时 ，可 有 效 提 高混凝土的抗冻性、抗渗性等耐久性能，同时增强 混凝 土 的韧 性 和变形 能力 。 大量试 验研究 表 明 ，混 凝土 含气量 超过 一定 量 时，含气量每增大 1 ，混凝 土强度约降低 3 5 左 右 ，所 以混凝 土含 气量 不宜 过高 ， 水 工混 凝 土施 工规 范 ( DL T 5 1 4 4 2 0 0 1 ) E l i 对 混凝 土 的 含 气量专门做出规定。另一方面，在对已建 的水工混 凝土建筑物钻取混凝土芯样进行抗冻试验时 ，芯样 的抗 冻试验 结果 比室 内抗 冻试 件 的抗 冻试 验结果 要 低的多，这是大量的已建工程普遍存在切不可忽视 的现象 ，值得我们关注和思考。 2 工程 概 况 拉 西瓦水 电站位 于青 海省 贵德 县与 贵南县 交界 的黄河干流上 ，其主体工程为混凝土双曲拱坝 ，最 大坝 高 2 5 0 m，最 大底 宽 4 9 m，顶 宽 l O m，坝 长约 4 6 0 m，坝体混凝土约 2 5 4万 m。 ，水库正常蓄水位 2 4 5 2 m，相 应 总 库 容 1 O 2 9亿13 2 。 ，安 装 6 台 7 0 0 MW 的水轮机组 ，总装机 4 2 0 0 MW，属一等大 型工程 。 该混 凝土 重 力 坝 ，坝 址 区 为 大 陆 腹 地 ，冬 季 长 ，夏秋 季短 ，工 程具 有冬 季施 工期 长 ， 日温差 大 等特点 ，且坝高库大，对混凝土耐久性质量要求十 分严 格 。 因而 坝 体 混 凝 土 具 有 承 载 力 大 、抗 裂 性 能、耐久性能要求很高的特点 ，所以混凝土设计指 标为特级抗冻等级 F 3 0 0 。混凝土抗冻等级是拉 西 瓦大 坝混凝 土耐 久性 极为 重要 的控 制指标 ，混 凝 土 含气量稳定与否是保证混凝土抗冻性能的关键 ，大 坝 混凝 土 的耐久 性 直接 关 系到 工 程 长期 安 全 运 行 ， 研 究保 持混凝 土含 气量 ，对 提 高混凝 土耐 久性有 着 重要意义 。因此 ，十分有必要对保持混凝土含气量 提高混凝土耐久性试验研究进行现场应用。 3拌和物现场应用与性能试验 拉西瓦水电站工程混凝土坝体 9 坝段 O 9层仓 号 和 大坝工 程 溢 流坝 段 1 2 坝 段 4 0层 仓 号 ，分 别 进行了掺稳气剂保持混凝土含气量现场应用试验 ， 其 中在 1 2 坝段 4 O层 仓号 进行 了全 仓号( 大约 3 0 0 0 m。 混凝土掺加 了稳气剂)应用试验 ，现场应 用混凝土施工配合 比参数见表 1 ，控制浇筑地点坍 落度 4 0 mm 6 0 mm，考 虑 运 输 等 经 时 损 失 情 况 ， 故出机坍落度按 5 0 mm7 0 mm控制 ，出机含气量 按上 限控 制在 5 0 5 5 。 大 坝 混 凝 土 采 用 原 材 料 ：甘 肃 祁 连 山 牌 P MH4 2 5水 泥 、连 城 I级粉 煤灰 、红柳滩天然粗 作者简介 ：曲利( 1 9 6 3年 工程师。 ) ，男 ，辽宁丹东 人，硕士 ，高级 47 理论研究 拉西瓦水 电站工程保持混凝土含气量提高混凝土耐久性的试验研究 2 0 1 0年第 5期 细骨料 、Z B-1 A 缓凝 高效 减水剂、D H一9引气 剂、WQ-X稳气剂。 表 1 掺稳气剂现场应用混凝 土施工配合 比 用水量 外加剂 ( ) WQx 坍 落度 骨料 比例 陵观密废 工程部位设计等级 级配 水胶 比 粉煤灰 砂率 l m m k g m 。 k g m 0 Z B 一1 A D H 9 主坝下 部C l s 0 3 2 F 9 0 3 0 0 W 1 0 0 4 0 7 7 3 0 2 5 O 5 O 0 0 1 1 0 0 1 0 l 4 0 6 0 2 O ： 2 O ： 3 O ： 3 O 2 4 5 0 掺稳气剂混凝土采用拉西瓦左岸 1 拌合楼( 4 4 5 ) Y n 。 进行拌 和， 按表 1的施工 配合 比进行配 料， 将计算称量好 的稳气剂 wQX干粉人工均匀 撒在细骨料表面， 投料顺序为中石 一大石一小石一 胶凝材( 水泥+粉煤灰)一砂 +含气稳气剂一特大 石一水+外加剂， 并延长拌和时间 3 0 s 。 对拌合楼出机后的混凝土 ， 分别成型掺稳气剂 和不掺稳气剂混凝土的相应试件进行 比对试验。拌 制好的混凝 土用 9 m。 侧卸 车水平运输到卸料平 台 机械振捣臂振捣。 现场应用试验对混凝土拌和物坍落度、 含气量 分别进行大量 的出机 1 5 mi n 、 入仓、 振捣后 的测试。 掺稳 气剂性 能试 验结 果见表 2 。 结果表 明： 掺稳气剂后 ， 新拌混凝土和易性明显 优于不掺稳气剂的混凝土 ， 黏聚性好 ， 易于振捣， 仓 面无 泌水现 象 ， 且 经过 8棒机 械振捣 臂振捣 后 ， 经 检 测不掺混凝土含气量在 2 6 3 8 ， 掺混凝土含 气量仍能达到 3 8 4 8 ， 满足 4 5 5 5 的 后 ， 缆机垂直运输直接人仓 ， 平仓机平仓后采用 8棒 含气量要求 ， 保持混凝土含气量效果显著 。 表 2掺稳气 剂混凝土拌和物性能试验结果 WQX 拌和物性能 试验 编号 坍落度( mm) 含气量 ( ) 凝结时间( h： mi n ) 混凝土温 表观密度 ( ) 含砂 析水 黏聚性 出机 1 5 m i n l入仓 出机1 5 m i n 1人仓 振捣后 初凝 终凝 k g m 。 ) 9 # 坝 段O 9 层 0 0 0 0 5 8 I 4 1 5 0 l 4 2 l 2 6 1 3 ： 0 8 1 6 ： 6 0 1 2 2 4 6 6 由 微 较好 S K Y 0 0 1 0 5 6 I 5 2 5 7 5 6 4 8 1 3 ： 6 5 1 7 ： 3 0 1 2 2 4 5 6 由 无 好 表 3 掺稳气 剂混凝土现场应用对 比力学试验结果 用水量 坍落度 含气量 WQX 抗压强度( MP a ) 劈拉强度 ( MP a ) 试验编号 级配 水胶 比 ( k g m。 ) ( ram) ( ) ( ) 7 d 2 8 d 9 0 d 1 8 0 d 2 8 d 9 0 d 1 8 0 d 9 坝段 O 4 O 7 7 5 8 5 O O 0 O 2 0 O 3 O 9 3 6 1 41 3 1 7 7 3 O 6 3 4 5 0 g 层 S KY O 4O 7 7 5 6 5 7 0 O1 2 3 1 3 l _ 6 4 0 6 4 4 2 1 9 8 3 6 8 3 9 4 1 2 坝 段 2 5 4 0 4 0 7 7 6 O 5 2 0 O 0 1 5 9 3 3 4 2 1 2 2 8 5 4 O 层未掺 2 4 8 2 8 5 1 z 坝段 0 4 O 7 7 5 4 5 0 0 0 1 0 1 8 9 3 5 8 2 5 8 2 9 3 4 O层掺 2 7 6 表 4 掺稳气剂混凝土现场应用对 比极 限拉伸 、 弹性模 量试 验结果 用水量 坍落度 含气量 WQX 轴拉强度 极限拉伸值 轴心抗压强度 静力抗压弹模 试验 编号 级配 水胶 比 ( MP a ) ( 1 0 0 ) ( MP a ) ( GP a ) k g m。 ( mm) ( ) ( ) 2 8 d 9 o d 2 8 d 9 o d 2 8 d 1 8 o d 2 8 d 1 8 0 d 9 # 坝段 0 9层 O 4 O 7 7 5 8 5 O 0 0 0 2 7 1 3 0 6 O 9 1 1 O 8 2 3 8 2 6 4 2 7 6 3 0 1 S KY 0 4 0 7 7 5 6 5 7 O 0 1 2 9 2 3 3 8 O 9 5 1 1 6 2 6 7 2 8 6 2 9 6 31 5 【 2 #坝段 4 0层未扬 0 4 0 7 7 6 O 5 2 0 0 O 2 3 4 O 8 7 2 1 1 2 3 7 1 2 坝段 4 0层掺 O 4 O 7 7 5 4 5 0 0 0 1 2 4 8 0 9 2 2 3 2 2 5 7 表 5掺稳气剂 混凝 土现场应用对 比抗冻试验结果 坍落度 含气量 WQX N次相对动弹模量( ) 重量损失( ) 试验编号 级 配 水胶 比 1 O 0 1 5 O 2 0 0 25 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 9 坝段 8 9 6 8 5 4 8 1 Z 7 7 9 7 4 8 7 0 1 6 6 O 0 4 O 5 8 5 O 0 0 0 0 O 9层 O 7 3 1 3 8 1 9 2 2 4 1 3 0 6 3 8 3 5 1 2 9 3 5 9 O 6 8 7 9 8 5 7 8 3 5 8O 2 7 8 3 SKY 0 4 O 5 6 5 7 O O 1 0 O 3 4 O 5 4 0 9 9 1 3 1 1 6 4 2 O 6 2 5 7 8 9 1 8 1 5 7 0 0 6 3 1 5 8 1 1 2 坝段 O 4 O 6 O 5 2 0 0 0 0 4 O层未掺 1 1 O 1 8 3 2 5 4 3 3 4 4 4 8 9 0 4 8 8 7 8 3 9 7 7 5 6 8 9 1 2 #坝 段 0 4 0 5 4 5 O 0 0 1 0 4 O层掺 0 3 6 0 7 8 1 1 9 1 6 7 Z 3 7 注： 编号为 1 2 # 一4 0的为 2 8天龄期 ， 其余为 9 o天龄期 。1 2 #一4 0的 9 O天龄期的试件未 到龄期 。 4 8 理论研究 拉西瓦水电站工程保持混凝土含气量提高混凝土耐久性的试验研究 2 0 1 0年第 5 期 4 试件力学性能试验 掺稳气剂混凝土力学性能、 极限拉伸 、 弹性模量 试验结 果见 表 3 4 。 结果表明： 拌合楼生产的掺稳气剂混凝土力学 性能、 极限拉伸、 弹性模量与室内试验结果 一致 ， 掺 稳气剂混 凝 土的强 度 、 极 限拉 伸 、 弹性模 量均 呈增 大 趋 势 。 5 试件抗冻性 能试验 现场 应用掺 稳气 剂混 凝 土抗冻 性能试 验结 果见 表 5 。结果表 明： 拌合楼生产 的掺稳气剂混凝土抗 冻性 能 与室 内试 验 结 果一 致 ， 抗 冻 试 验 采 用 微机 自 动控 制 的风冷式 快速 冻融 机 ， 试 件养 护至 9 0 d龄期 ， 掺稳气剂混凝土经冻融试验后 ， 抗冻等级达到 F 5 5 0 以上 ， 比不掺 稳 气 剂 的混凝 土抗 冻 等 级 提 高 了 6 O 。而且掺 稳气 剂混凝 土试 件养 护 至 2 8 d龄期 时 经冻 融试 验后 ， 抗 冻等级 能达 到 F 3 O 0 。 6 结 语 在混凝土中掺 人微量 的稳气剂 wQx， 硬化 混凝 土气 泡个数 明显增 多 、 气 泡间距 系数 变小 、 平均 气泡 直径 变小 ， 明显 的改 变 了硬 化混 凝 土气 孑 L 结 构 ， 对保持混凝土含气量提高混凝土抗冻性能作用十分 显著 ， 同时可以有效的改善混凝土和易性 ， 更有利于 混凝土 施工 ， 试 验结果 表 明 ， 在混 凝 土 中掺 入稳 气剂 W QX后 ， 硬化混 凝 土 的强 度 、 极 限拉 伸 等性 能 均 优 于不 掺稳 气剂 的 混凝 土 ， 对 提 高 抗 裂 性 能 十分 有 利 。 参 考 文献 1 水工混凝土施工规范 ) ( D L T S 1 4 4 2 0 0 1 ) 德 l |l 鼠l l 黄河勘测规划设计有限公 司实验 中心通过 国家计量认证扩项和监 督现场评 审 根据国家认证认可监督管理委员会的评审计划和水利部计量办公室国认水正字 2 O L O 1 6号文 关于 国 家计量认证扩项和监督评审的通知 ， 由 5 位 国家级评审员组成的实验室资质认定评审组于 2 0 1 0年 8月 2 0 2 2日对黄河勘测规划设计有限公司实验中心 ( 简称“ 实验 中心” ) 进行 了国家计量认证扩项和监督现场评 审 。 黄委会建管局督查处处长李传富、 黄河勘测规划设计有限公司副总经理宗志坚、 实验中心领导及全体检 测技术人员出席了首次会议。公 司副总工 、 “ 实验中心” 主任路新景向评审组汇报了计量认证扩项和监督评 审准备情况。 评审活动依据 实验室资质认定评审准则 和 水利质量检测机构计量认证评审准则 ( S L 3 0 9 2 0 0 7 ) ( 以下简称 评审准则 ) 要求 ， 采用听取汇报 、 现场查看 、 操作考核 、 查阅档案 、 座谈考核等形式 ， 对“ 实验中心” 管理体系运行 的持续有效性和所 申请扩项参数的技术能力 ， 与评审准则的符合性 ， 进行 了全面的评审。 通过全面评审， 评审组认为： 实验中心对 2 0 0 9年 3月复查换证评 审所提 出的整改要求 ， 进行 了逐项整 改 ， 经核查， 整改基本满足要求 ； 实验 中心 1 7 个扩项检测参数基本上按实验中心的程序文件所规定的步骤开 展工作 ， 检测仪器设备均按规定进行 了检定 校准并持有合格证书， 试验室环境和设备配置基本符合标准要 求 ； 原批准的 2 7 2个参数中 8个新增标准及 3 O 个变更标准不涉及新增设备 ， 经确认仍具备向社会提供公正 数据的能力 。申报的总悬浮颗粒物、 阴离子合成洗涤剂等 1 7个扩项参数具备按照“ 环境空气总悬浮颗粒物 重量法 GB T1 5 4 3 2 1 9 9 5 ” 、 “ 水质阴离子表面活性剂的测定亚甲蓝分光光度法 GB T7 4 9 4 1 9 8 7 ” 等 2 5个 标准向社会提供公正数据的能力 ； 推荐新增的 1 位授权签字人基本符合要求 ， 原确认的授权签字人均能正常 履行职责； 实验中心组织机构健全、 质量体系运转基本正常。 评审组同意实验 中心通过 国家计量认证扩项和监督现场评审 ， 同时也对其存在的问题提出了整改意见 。 实 验 中心 正按 照评审 组意 见进行 认 真整改 ， 以进 一步 提高 中心 的管 理水平 和检 测能 力 。 ( 摘 自： 中国水利 国 际合 作 与科技 网 ) 49