硅粉混凝土在水利枢纽中的应用

硅粉混凝土在xx水库泄洪中孔的应用xx水库位于xx市以西11km的xx峡谷出口，坝高50m，是一个混凝土闸坝工程。共设九个坝段。其中有三个冲砂底孔，五个泄洪中孔，两个灌溉、发电孔。由于xx是一条多泥沙河流，多年平均流量24亿m3，多年平均输砂量1.47亿t，且主要为悬移质。底孔及中孔设计泄水量6040m3/s，校核泄水量9720m3/s，流速分别达到12m/s和14m/s，因此，底孔、中孔底板混凝土的抗冲磨性能就成了混凝土的关键性能指标。初期的施工图设计时，曾参照有关资料，对底孔、灌溉孔底板全部采用C50铁钢砂混凝土，但在施工实践中发现问题较多，一是外购铁钢砂级配不够合理；二是工作性能较差。水泥用量高达530kg/m3，粘性较大，经常需清洗混凝土罐车，不便于大量拌制生产和浇筑；三是水化热温升高达62℃，虽说是低温季节施工，养护条件良好，但还是产生了许多龟裂。为此，指挥部根据近年来我国抗冲磨技术的发展委托西北院科研所分别就超细矿粉混凝土、纤维混凝土、硅粉混凝土进行了试验研究，最后推荐二滩、三峡、万家寨等大型工程广泛使用的硅粉混凝土作为xx林家村大坝抗冲耐磨的高性能混凝土，实施之后效果令人满意。下面，笔者就硅粉混凝土的试验研究及施工工艺作以介绍。1硅粉混凝土的试验研究1.1原材料试验水泥采用xx525R普通硅酸盐水泥，按国标GB175-92(旧标准)对其各项物理、力学性能进行测试，测试结果见表1。表1水泥力学性能试验结果龙指标句抗压强度欣(估MPa)博抗折强度魂(率MPa)絮3d驴7d架28d件3d耀7d冈28d接国标托26禾-汗52.5咽5.0匹-做7.0甜测试结果桑41.9周52窄61.9功6.48枕8.05井10.0注:细度3%，密度3.07g/cm3，初凝2:11，终凝4:0.8粉煤灰采用xx发电厂xx优质粉煤灰，主要成份SiO2和Al2O3含量超过70%，是粉煤灰最有效的成份。硅粉是冶金厂生产铁和工业硅过程中的副产品，它是一种非常细的粉末，平均粒径比水泥小100倍，含有85%～95%以上的玻璃态SiO2，硅粉比重2.2～2.5g/cm3，松散容重200～300kg/m3。硅粉颗粒极细，因此具有极高的火山灰性，使混凝土的孔结构充分细化，从而导致混凝土强度和耐久性的显著提高，工地用硅粉为青海xx硅粉。硅粉、粉煤灰化学成份见表2。表2粉煤灰、硅粉化学成份(%)漠品种耗SiO已2们AI咽2只O汽3抢C而a闹O已M邪g押O窗Fe滴2犬O步3午SO士3舱烧失量构xx母粉煤灰绝46.4阅31.09纠6.39汉1.09偏5.26辫1.84净3.12第xx雹硅粉尤91.98育1.33普1.26睛1.21焰1.08悼-岔1.62外加剂采用xx化工厂生产的SJG高效减水剂和SJE引气剂，质量满足标准要求。混凝土中掺用高效减水剂能大幅度降低用水量，从而大大提高各龄期的强度、抗渗性能，亦能改善工作性能。骨料为xx下游河滩卵石破碎筛分而成，满足标准要求，其物理性能见表3。轻表云3圆骨料的性能指般标卡类别奖饱和面干密度赢吸水率弟(撕%)界细度模数义(枣F碗·鉴M)培含泥量盖砂子退2.62家1.21车3.19移1.9谨小石绘2.65胡1.10需-企0.39糖中石绪2.67汁0.96土-彻0.30眨1.2本抗冲耐磨性能隔试验纵中孔坝段泄洪粒时甜，法由于水流流速携较高执，沃且含有较大泥桑沙射，梨使堰面在高速昏水流作用下会泳因气蚀、磨蚀鲁而发生破坏。聪混凝土中适量揪掺入硅粉敢，片将改善浆体自迎身的抗磨性和匠硬度扇，猾并改善水泥与集骨料面的粘结饺，箱从而大幅度提浑高抗冲磨强度柏。而掺入粉煤倾灰稼，坊具有减水作用特，存可弥补硅粉水听量大的不足。极有关研究表明词，开硅粉混凝土与啄同水泥用量不申掺硅粉的普通革混凝土相比其富抗冲磨性能能首提高英1沿倍。抗冲磨试气验结果见表疤4海。选表膊4羡硅粉混凝土抗代冲磨试验结果侵编号快水胶比池混凝土配制强粘度和级配箩R埋28宇(阵MPa)散冲磨强度董(菊h非·渣m描2施/kg)仙1里0.25忌C60害一拖72.4认1.536灌2接0.25箩C60纵二迫75.1粪1.898包3匆0.3敢C50遍二闲68.2船1.5962施工工艺协工地建有大唉(复75m陪3袄/h)辫、小建(蒙30m鲁3冒/h)布两个拌和系统漆，拌施工中面层沿30cm班厚硅粉混凝土饰与基层普通混课凝土同时浇筑桃，用小拌和系护统拌制硅粉混万凝土萍，熄大拌和系统拌秧制普通混凝土芳，食互不干扰赔，壤保证了供应。盆2.1斯硅粉混凝土的吵拌和亿拌和站设专人康分别分责硅粉温、减水剂、引估气剂投放千，本并经常测试骨甘料的含水率与，借严格控制用水丽量黑，朋防止出现差错嚼，怀对抗冲磨混凝馆土来说坍落度俯不宜太大他，育拌和机口坍落略度控制在票8cm冒，技加料顺序与普您通混凝土相同身，震但硅粉应在加父入水泥前或后棍加入寿，愤拌和时间延长康一半。2.2运输斑用方6m茫3逗混凝土罐车运梨输仰，非运距在位500m具之内陶，侦硅粉混凝土较帜粘稠植，汗出机后应尽量焰缩短运输中转瑞时间符，杠要尽快卸料拾，链入仓浇筑。而2.3武浇筑及养护袜采用塔吊入仓王浇筑方案。由歼于两种混凝土排同时浇筑姥，尚一是要防止用原混辈，累硅粉混凝土颜甜色较深堡，猾与普通混凝土懂对比明显。二尺是要严格控制建硅粉混凝土的章厚度伞30cm躲，寄保证厚度将，毙但总超量应控亭制在寺10%嚼以内。入仓及镜时摊铺灾，蚀且振捣时要插微入到普通混凝林土层中纯，项保证上下层结顺合良好雄，狮振捣时间要较歼普通混凝土适贡当延长。由于恳硅粉比表面积蠢高胆,弓许多自由水都涝被硅分子所约愈束倾，国可大大减少泌杜水量壮，替但却增加了塑肥性开裂的危险窜性能。且施工嫂的五六月正值信高温、低湿、锋大风的气候孝，佛为了防止塑性抚开裂谨，医要及时覆盖以墙防止水份快速域蒸发允，刮养护过程中要吴注意捧切勿使表面发拌白去，仓要及时养护露，麻对轴挣0+25伶以上表面用麻桐袋布覆盖展，梅安排数人专门薯洒水保持湿润辜，锄轴下该0+25易～嫌0+60.5浪区段先行覆盖旺养护锯，再抹面完成后再门蓄水养护。硅浆粉混凝土的抹胜面时间要掌握袄为浇筑后雄2h时为准教，胃以免过迟造成针收面困难。确谊保施工早期的羽湿养护是硅粉瞧混凝土防裂的练关键梢，牛养护持续时间甜要保证不少于成21d焰。只要施工准幼确肚，薪裂缝就可以大禁大减少。物3衔硅粉混凝土与昨铁钢砂混凝土辆的比较候下面对底孔用身铁钢砂混凝土夸与中孔用硅粉证混凝土从配合市比、强度、经束济三方面进行更比较她,尝可以看到掺硅照粉、粉煤灰、醉高效减水剂后急混凝土性能可论大大改善。旗3.1羡配合比宪铁钢砂混凝土充配合比晶:隐水泥证:粗水件:诊铁钢砂语:晃水石脖=533:1掩60:110摩5:978粮硅粉混凝土配摄合比务:附水泥鼓:端水代:柄粉煤灰顺:铁硅粉虹:真砂子徒:顺石子闯:临减水剂志=330:1辨32:88:姿22:518车:1283:什3.96慰优质粉煤灰掺原量竞20片%狭，伐硅粉掺量炭5%劫。铜可以看出仅水缘泥每务m李3甩节省放203kg吩，夺2200m界3缝堰面混凝土共减可节省水泥笨447t润。魔3.2招强度对比故铁钢砂混凝土城和硅粉混凝土锁3节、窗7分、鹰28d串强度作一对比鸟见表卖5反。燥表洪5章铁钢砂、硅粉牧混凝土各龄期歇强度乖名称童抗压强度哭(恐MPa)礼3d缸7d费28d脉C康50膨铁钢砂混凝土少42.8可48.2坛53.0变C尘50绵硅粉混凝土遥37.5亭47.9喘68.2坊从表中可以看呆出泰，朗铁钢砂混凝土矮前住3专d鸦强度增长较快管，羞与水泥用量大答有关蝇(眠这也是早期内变部温度高裂缝翠较多的主要原全因发)贴，滔而烈7d寸以后强度增幅渡不大。而硅粉蒜混凝土较之而咏言外，易强度增长平稳雨，汉后期强度较高符，塔R点28答是铁钢砂混凝钉土强度的朋1.28嗓倍。柳3.3厚经济对比富C猾50露硅粉混凝土较苗之雁C罚50乏铁钢砂混凝土凯便宜倦433.93锯3赠元献/m毒3薄，节省费用扯95品万元，经济效蕉益明显！而力席学性能亦大为嫁提高，详见表瓣6爱。这也是中孔疗改用硅粉混凝剃土的主要原因怨之一。4结束语僚xx速水库泄洪中孔领应用硅粉混凝塑土达到了方便易施工、降低造蚊价、减少龟裂授、提高强度、饺保证质量的目任的痛，慕硅粉混凝土的往优良性能使它挎具有良好的使啦用前景急，共《水工抗冲磨通防止空蚀技术商规范》已把阳C她40仍以上抗磨蚀混于凝土必须掺硅没粉和外加剂列仿入条文。如果车抗冲磨高性能踢的混凝土是一组盘菜茅，器这些掺和料就艘是各种调料钟,撤缺一不佳。硅宣粉与粉煤灰、溉高效减水剂共踏掺朋，匠以发挥它们的室叠加作用称，积是目前配制高喊性能混凝土的贯有效技术途径昨。本工程中的目做法和体会可申供有关工程参串考。酿表抢6筹饲C被50昂铁钢砂混凝土猴与魔C饥50腔硅粉混凝土经惠济分析厕材料火单价宏(挣元趣/kg)循C孔50佣铁钢砂混凝土普C是50忠硅粉混凝土越配合比势费用颂(昼元寒)她配合比筒费用灰(伴元负)讯水厕0.3抵160矩48消132携39.6务水泥笔0.5掘533啄266.5形330歼165什粉煤灰慢0.1董88蜘8.8弟硅粉退2.5蚕22仓55谅减水