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1、第39卷第4期大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.39,No.41999年7月JournalofDalianUniversityofTechnologyJul.1999文章編號(hào):1000-8608(1999)04-0567-05白石水庫(kù)工程RCD碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)分析1123馮明琿,呂和祥,林皋,武永存(1.大連理工大學(xué)工程力學(xué)系,遼寧大連116024;2.大連理工大學(xué)土木工程系,遼寧大連116024;3.遼寧省水利廳,遼寧沈陽(yáng)110003)摘要:通過(guò)對(duì)影響混凝土配合比的幾個(gè)重要因素,即砂率、單位用水量、單位水泥用量、粉煤灰摻量及外加劑種類的綜合分析,確定了白
2、石水庫(kù)大壩碾壓混凝土的最終配合比.改進(jìn)配合比試驗(yàn)達(dá)到了優(yōu)化配合比的目的,降低了水泥用量,從而降低了大壩溫度控制的難度;外加劑的使用增強(qiáng)了混凝土的抗凍能力,使得水泥的強(qiáng)度效應(yīng)與抗凍效應(yīng)相匹配;粉煤灰的使用改善了混凝土的工作性能.還收集了國(guó)內(nèi)外幾十座碾壓混凝土大壩的混凝土配合比設(shè)計(jì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明:本試驗(yàn)推薦的混凝土配合比完全符合現(xiàn)代碾壓混凝土的發(fā)展趨勢(shì).關(guān)鍵詞:水泥/配合比;RCD;砂;粉煤灰+中圖分類號(hào):TV544.92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A白石水庫(kù)工程的主體建筑物是高度50.3m的混凝土重力壩,采用RCD(rollercompacteddam)碾
3、壓混凝土技術(shù)施工,這是遼寧省繼觀音閣水庫(kù)工程之后,應(yīng)用RCD筑壩技術(shù)修建的又一座大型碾壓混凝土壩,典型斷面見(jiàn)圖1.本文借鑒已廣泛應(yīng)用的RCD碾壓混凝土壩技術(shù)和在觀音閣工程中取得的RCD混凝土施工經(jīng)驗(yàn),在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)RCD碾壓混凝土的配比設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的分析和研究.[1、2]1白石水庫(kù)工程碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)RCD筑壩技術(shù)以薄層攤鋪、一次碾壓的快速施工和低水泥用量的配合比設(shè)計(jì),在混凝土技術(shù)中取得了令人矚目的成就.因此在白石工程的混凝土配比設(shè)計(jì)中借鑒了以往經(jīng)驗(yàn),對(duì)以下方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究:(1)降低混凝土的單位圖1典型斷面圖收稿日期:1998-04
4、-15;修訂日期:1999-05-19作者簡(jiǎn)介:馮明琿(1964～),男,博士生,現(xiàn)兼任遼寧省水利水電工程局副局長(zhǎng);呂和祥(1938～),男,教授,博士生導(dǎo)師;林皋(1929～),男,教授,博士生導(dǎo)師,中國(guó)科學(xué)院院士.568大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)第39卷水泥用量,以簡(jiǎn)化壩體溫控措施;(2)通過(guò)復(fù)合外加劑的使用提高混凝土的抗凍性能;(3)運(yùn)用摻加粉煤灰的方法改善拌和物的工作性能.1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)白石大壩內(nèi)部碾壓混凝土A2(見(jiàn)圖1)的設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1,其中抗凍指標(biāo)D9050是混凝土耐久性的綜合指標(biāo),并將成為配合比設(shè)計(jì)的控制指標(biāo).表1內(nèi)部碾壓混凝土設(shè)計(jì)要求表2元寶山
5、一級(jí)粉煤灰品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果設(shè)計(jì)指標(biāo)(90d)配和比設(shè)計(jì)表觀密度/細(xì)度(45m燒失量/需水比/SO2含量/項(xiàng)目方孔篩)/抗壓強(qiáng)度/抗?jié)B標(biāo)號(hào)/抗凍性/密度/工作度/最大粒徑/(gcm-2)%%%%MPaMPa次(kgm-3)smm標(biāo)準(zhǔn)值<12.0<5.00<95<3.00150.250235010±280實(shí)測(cè)值2.218.50.22910.761.2基本材料#經(jīng)比較,選用撫順?biāo)鄰S生產(chǎn)的大壩525水泥,其特點(diǎn)是高標(biāo)號(hào)、純熟料、熱性能指標(biāo)優(yōu)于其他可供貨廠家的水泥,有利于壩體的溫度控制;它還具有微膨脹的性能,可部分補(bǔ)償溫度應(yīng)力.選用赤峰市元寶山電廠生產(chǎn)的I
6、級(jí)粉煤灰,主要物理化學(xué)性能都很優(yōu)異(見(jiàn)表2),特別是其顆粒形狀好,是直接燃燒形成的(見(jiàn)圖2),燃燒完全,活性碳很少,有利于外加劑的使用.圖2元寶山電廠I級(jí)粉煤灰電鏡圖圖3天然河砂顆粒級(jí)配曲線細(xì)骨料主要來(lái)源于天然河砂,顆粒級(jí)配曲線見(jiàn)圖3.該砂在0.315～0.630mm和0.630～1.250mm兩級(jí)中的顆粒含量大,級(jí)配不理想,致使振實(shí)容重低,且小于0.150mm的粉粒僅為2.91%,不能滿足碾壓混凝土配比設(shè)計(jì)要求.由于天然料場(chǎng)的粗骨料級(jí)配不良,造成棄料量高.因此,本工程采用了人工骨料摻配以調(diào)整天然骨料的級(jí)配,經(jīng)調(diào)整后的混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足《水工
7、混凝土施工規(guī)范》SDJ207-82的要求.1.3天然砂的級(jí)配改良由圖3可以看到,天然河砂的級(jí)配不良,超出允許級(jí)配范圍,為此天然河砂在取料后經(jīng)3mm篩將其分成粗細(xì)兩種砂,然后摻配成細(xì)度模數(shù)為2.4～2.8的改良級(jí)配砂.但其小于0.150mm的粉粒依然不足.碾壓混凝土的壓實(shí)性能與粉粒含量有直接的關(guān)系.為彌補(bǔ)粉粒不足,在改良級(jí)配砂中摻加一定量的粉煤灰;為選擇恰當(dāng)?shù)膿脚浔壤?進(jìn)行了摻配比例與混凝土強(qiáng)度的關(guān)系試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4.可見(jiàn)當(dāng)摻配比為8%時(shí),28d齡期的強(qiáng)度最高;而摻配比為10%時(shí),90d的強(qiáng)度最高.即天然砂中摻配8%～10%的粉煤灰效果最佳,且不能
8、低于6%.綜第4期馮明琿等:白石水庫(kù)工程RCD碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)分析569合以往RCD混凝土配合比設(shè)計(jì)的經(jīng)
