水工混凝土材料新技术
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2.5 小结

从以上工程的实际应用可以看出,贵阳院根据不同工程在高海拔、寒冷地区、昼夜温差大等的特点,因地制宜选择了混凝土原材料来配制适应不同地区的碾压混凝土,通过不断地试验和工程应用,形成了贵阳院独特的高寒地区碾压混凝土筑坝材料技术,在原材料选取、配合比研究设计及施工工艺方面归纳小结如下:

(1)水泥。水泥28d强度等级不宜低于42.5MPa,水泥品种宜选用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥,MgO含量在2.5%~3.0%;水泥的细度不宜太细,以免发生团聚造成水化反应不充分,同时太细的水泥颗粒也会对外加剂产生吸附,从而使外加剂的减水作用明显下降。

(2)粉煤灰。应根据工程实际情况,选取优质粉煤灰,但品质不宜低于Ⅱ级粉煤灰,且粉煤灰中的烧失量需要严格控制,这主要因为:①增加含碳量就减少了粉煤灰的有效成分,即减少了能起胶凝作用的活性化合物数量;②较粗的碳粒具有较大的比表面积,因而其需水量比要高;③碳具有表面活性,能吸附引气剂,使引气剂用量增加;④细的碳粒还会对水泥的水化过程起阻凝作用。

(3)砂石骨料。砂的细度模数应控制在中砂范围,若为天然砂其含泥量需严格控制在3%以下,若为机制砂,其0.16以下颗粒含量宜控制在13%~18%区间内,适当的细颗粒含量可改善碾压混凝土的和易性,但含量过高会对碾压混凝土干缩造成不良影响;粗骨料应选择质地较为细腻、表面较为光滑的岩石骨料;优先选取碱活性较低的骨料,若使用骨料存在碱活性,必须通过试验论证,并开展抑制碱活性试验研究。

(4)外加剂。选择优质高效的外加剂,可降低工程造价,提高碾压混凝土耐久性;在高寒地区,夏季日照长,蒸发量高,冬季气温低等条件下,需根据施工季节,及时调整外加剂组分,以保证施工进度和碾压混凝土浇筑质量。

(5)其他掺合料。可根据工程实际情况选取其他掺合料,如石粉、硅粉、钢渣、磷渣等,来改善碾压混凝土相关性能,以节约工程成本,但在使用前必须经过试验论证,满足设计要求才能使用。

(6)混凝土配合比设计。从碾压混凝土耐久性考虑,水灰比不宜高于0.55,粉煤灰掺量宜控制在不大于40%范围内;对于高抗冻性能指标要求的碾压混凝土(抗冻指标不小于F200),其水灰比不宜高于0.45,含气量应控制在4%~6%;为保证施工过程中的可碾性Vc值应控制在3~5s;在强约束区可考虑外掺轻烧MgO或复合膨胀剂来补偿碾压混凝土的收缩,防止或减少碾压混凝土裂缝。

(7)施工工艺。在高寒地区碾压混凝土施工中,由于夏季气候干燥,昼夜温差大,必须加强碾压混凝土的保护,采取适宜的温控措施,能够有效地减少和控制碾压混凝土裂缝的发生和发展,措施包括仓面喷雾、对已碾压好的层面用塑料布和保温被覆盖、埋设冷却水管等;在冬季施工时,碾压混凝土温度散失较快,主要集中于表面部位,及时碾压便于保持混凝土温度,可以考虑骨料预热、热水拌和,使碾压混凝土出机口温度保持在8~12℃,碾压完成后上层料覆盖时混凝土内部温度保证在3℃以上。

本章所述工程均已投产发电,并且运行良好,其中龙首水电站经受住了6.3级地震的考验。由此可见,贵阳院通过对高寒地区碾压混凝土筑坝材料技术积极探索、科学研究、总结归纳,将该技术在各个工程中均得到了较好应用,该项筑坝技术已处于国内领先水平。相信在“十三五”期间,贵阳院高寒地区碾压混凝土筑坝材料技术将不断提炼升华,并在今后的工程中得到更好的发展应用。