五峰土家族自治县五峰水电站碾压混凝土技术研究

五峰土家族自治县五峰水电站碾压混凝土技术研究

1工程突出地点湖北省五峰当地家庭自治县麒麟观一级水电站工程位于五峰县六河之一的南河流域上游。工程所在地距五峰县城60km。工程主要建筑物有大坝、坝顶溢洪道、左岸压力隧洞、发电厂房和升压站等。最大坝高77m,坝轴线长138.1m,为碾压混凝土双曲拱坝,坝拱厚高比为0.167,碾压混凝土方量为5.06万m3。2混凝土压缩法的要求碾压混凝土技术要求见表1。3砂、料、外加剂水泥为湖南石门县强盛水泥有限公司生产的东峰牌P.O42.5;粉煤灰为湖南石门发电厂Ⅱ级粉煤灰;砂、石料为麒麟观一级电站羊子堡石料场骨料;外加剂为咸阳混凝土外加剂有限公司生产的FDN高效减水剂、SD—RC高效缓凝减水剂、SDY引气剂,其检验结果均符合相关标准规范要求。水泥水化热检测结果见表2、图1。4混凝土准备4.1浇注用混凝土的铺设碾压混凝土配合比设计与常态混凝土配合比设计相似,即胶凝材料浆体的量足以填充细骨料的空隙并略有富裕,砂浆足以填充粗骨料的空隙并略有富裕,同时,碾压混凝土浇注的薄层连续铺筑方法及拌合物的超干硬性,使其在设计时,还应考虑:(1)在满足混凝土强度要求等指标的同时,有满足绝热温升的要求,因此,尽可能使用较低的水泥量并掺用较大比例的掺合料;(2)碾压混凝土压实与土料压实相似,存在最优单位用浆量,在考虑最优单位用浆量时,还应考虑硬化后混凝土性能与水胶比直接相关的一面;(3)由于超干硬性、松散拌合物的易分离性,配合比设计中应控制骨料最大粒径及骨料之间的合理比例,适当加大砂率。4.2粉煤灰掺量后后期强度增长缓慢nd从表3的检测结果表明:东峰P.O42.5水泥掺石门粉煤灰后,当粉煤灰掺量20%时,28d强度比达到82.7%,90d强度比大于100%;当掺量为40%时,28d强度比达到58.8%,90d强度比达到82.9%;当掺量为60%时,28d强度比达到29.4%,90d强度比达到55.0%。粉煤灰掺量60%时后期强度增长较慢;同时从胶凝材料水化热检测结果看,当粉煤灰掺量50%时,水化热降低40%左右,选用粉煤灰的掺量为50%、55%、60%进行混凝土配制试验。4.3混凝土和石粉含量在18.0%的情况下,石粉含量在18.从表4及图2可以看出,骨料中石粉含量越大,混凝土的VC值有增大的趋势,石粉含量在18.0%左右时,混凝土的和易性好、抗压强度也较大。当石粉含量超过18.0%以后,VC值增大、强度明显降低,所以碾压混凝土细骨料石粉含量选择18.0%左右较为适宜。4.4混凝土骨料分离原则上应选择密度最大,空隙率最小的石子比例组合,并综合考虑碾压混凝土骨料分离问题。经过试验确定三级配最佳级配比例:小石∶中石∶大石为35%∶35%∶30%,二级配最佳级配比例:小石∶中石为50%∶50%时,密度最大,空隙率最小。4.5凝土砂率的确定混凝土砂率是否合适直接关系混凝土用水量的高低,拌和物和易性以及硬化混凝土的各项性能。因此必须通过试验选择在设定条件下,和易性好,单位用水量最小时的砂率。经过大量试验确定:三级配单位用水量为94kg/m3、砂率为35%;二级配单位用水量为103kg/m3,砂率为39%。4.6充填材料水胶比的确定混凝土配合比设计依据《水工碾压混凝土试验规程》(SL48—94)附录A进行。根据混凝土设计指标和强度保证率,其配制强度见表5。水胶比计算依据R90=ARcf28[(C+F)/W-B],并根据抗冻、抗渗等耐久性及业主提供的技术文件要求,确定水胶比。碾压混凝土配合比设计的每一强度等级选用3个水胶比、每个水胶比选用3种不同粉煤灰掺量进行对比试验;变态混凝土在碾压混凝土试拌的基础上,选用混凝土强度等满足设计指标要求的水胶比和粉煤灰掺量进行试验,详见表5。4.7水胶比、粉煤灰掺量与90d抗压强度的回归分析(1)碾压混凝土配制采用假定密度法,用东峰P.O42.5水泥、石门粉煤灰进行混凝土配制试验,其结果见表6和表7。从表6、表7可以看出,碾压混凝土早期强度低,后期强度较高,这对碾压混凝土坝体是有利的。从抗冻结果看,碾压混凝土二级配在水胶比0.48、粉煤灰掺量为55%时和三级配水胶比0.50、粉煤灰掺量为60%时,抗冻指标虽能满足设计要求,但从试件的外观和抗冻融指标观察,这个值已是设计抗冻技术要求的临界值。对水胶比、粉煤灰掺量与90d抗压强度进行二元回归分析,二级配回归方程如下:Y=12.9904+25.4726X1−0.6233X2(r=0.94)Y=12.9904+25.4726X1-0.6233X2(r=0.94)三级配回归方程如下:Y=22.4349+19.1106X1−0.5133X2(r=0.93)Y=22.4349+19.1106X1-0.5133X2(r=0.93)式中:Y为90d抗压强度;X1为胶水比;X2为粉煤灰掺量。(2)混凝土绝热温升试验(3)变态混凝土配合比试拌及其试验结果4.8压混凝土的优化配置碾压混凝土优化配比见表9,推荐配合比见表10。5压实混凝土施工配合比试验现场碾压试验验证目的是验证设计的碾压混凝土配合比的可碾性、抗离析性、设计密度、现场压实度等,同时确定碾压混凝土的施工配合比。在本次碾压混凝土验证试验过程中,第一、二层铺料厚度共测定32个点,平均铺料厚度29.8cm,平均碾压厚度为26.8cm。第三、四层铺料厚度共检测32个点,平均铺料厚度34cm,平均碾压厚度为30.4cm。6现场压实试验通过现场试验及抗压强度等试验取得的成果,施工配比应做适当调整,确定施工配合比见表11。从室内外配合比结果发现,由于室外温湿度变化大,室外单位用水量较室内偏大,以保证VC值与室内统一和现场碾压效果。从现场