岳峰

（遼寧省參窩水庫(kù)管理局，遼寧遼陽(yáng) 111000）

1 工程概況

參窩水庫(kù)位于遼寧省遼陽(yáng)市東約40km處的太子河干流上，是一座以防洪、灌溉、工業(yè)供水為主，并結(jié)合工農(nóng)業(yè)供水進(jìn)行發(fā)電的大（Ⅱ）型水利樞紐工程?？値?kù)容791×106m3。大壩為混凝土重力壩，最大壩高50.3m，全長(zhǎng)532m。工程溢流面水飽和混凝土凍融破壞較為嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析，溢流面凍融破壞區(qū)域達(dá)到65.1%，最大破壞深度為500mm，影響大壩的安全運(yùn)行。因此，在除險(xiǎn)加固中，采取了鑿舊補(bǔ)新的方法進(jìn)行溢流面混凝土凍融破壞處理，即鑿去溢流面表面至少300mm厚的混凝土，采用滑模施工，回填C30，W6，F(xiàn)300高標(biāo)號(hào)防凍混凝土?；炷了冶葹?.368，砂率為34%，采用大壩硅酸鹽水泥525號(hào)，木鈣減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0.25%，AEA202型引氣劑摻量為水泥質(zhì)量的0.006%，UEA普通型膨脹劑摻量為水泥質(zhì)量的10%。

2 外加劑對(duì)補(bǔ)強(qiáng)混凝土性能的影響

2.1 減水劑

減水劑是混凝土外加劑中應(yīng)用面最廣、使用量最大的一種。參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土摻入的是普通減水劑——木質(zhì)素磺酸鈣，簡(jiǎn)稱(chēng)木鈣，摻量為水泥質(zhì)量的0.25%。摻入減水劑后，對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、凝結(jié)時(shí)間等諸多性能有影響。

（1）改善混凝土和易性。摻入木鈣后，由于吸附作用、分散作用、電性作用、表面自由能降低等作用，使存在于水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放出來(lái)。水泥顆粒間的電性斥力作用、水化膜的潤(rùn)滑作用使水泥漿體流變性能增加，即和易性變好。

（2）對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。加入木鈣后，因其減水作用可以明顯降低水灰比，混凝土內(nèi)部的孔隙體積可以大幅度減小，使混凝土更為致密，強(qiáng)度也就顯著提高。然而，木鈣對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在抗壓強(qiáng)度上，對(duì)抗拉強(qiáng)度的作用卻并不明顯。

（3）對(duì)混凝土抗?jié)B性能和抗凍融性能的影響。加入木鈣后，混凝土的水灰比降低，提高了混凝土的密實(shí)性，引入的少量氣泡阻斷了連通毛細(xì)管的通道，使混凝土的抗?jié)B性能提高。

（4）對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響。木鈣能夠延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，大約能延長(zhǎng)初終凝時(shí)間25%。這對(duì)于溢流面，且采用滑模施工方法的混凝土澆筑來(lái)說(shuō)，是非常不利的。

2.2 引氣劑

引氣劑能使混凝土在攪拌過(guò)程中引入大量均勻分部、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，從而改善混凝土的耐久性與和易性。參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土摻入的是AEA202型引氣劑，摻量為水泥質(zhì)量的0.006%，其對(duì)混凝土抗凍融性能、抗?jié)B性能、抗壓強(qiáng)度等有較大的影響。

（1）提高混凝土抗凍融性能。引氣劑改善混凝土的抗凍融性能十分明顯。由于引氣劑引入了大量微小氣泡，均勻分部在混凝土內(nèi)部，緩和了凍漲應(yīng)力和靜水壓力，這就可以顯著提高混凝土承受反復(fù)凍融循環(huán)的能力。引氣劑的使用，有力地保證了參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土能夠達(dá)到F300的抗凍融要求。

（2）提高混凝土抗?jié)B性能。摻入引氣劑不但可減少用水量，改善和易性，使混凝土集料與膠結(jié)材料界面上的毛細(xì)孔減少，而且引入的大量微小氣泡分布在混凝土結(jié)構(gòu)的空隙中，又多匯集于毛細(xì)管的通路上，相當(dāng)于切斷了毛細(xì)管，使混凝土的抗?jié)B性能明顯提高。

（3）降低混凝土抗壓強(qiáng)度。引氣劑增加了混凝土中的氣泡，因而減小了漿體的有效面積，造成了混凝土抗壓強(qiáng)度的降低。對(duì)于參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土來(lái)說(shuō)，摻入的AEA202型引氣劑對(duì)混凝土強(qiáng)度的不利影響，可以由減水劑木鈣來(lái)彌補(bǔ)，從而還可以使補(bǔ)強(qiáng)混凝土達(dá)到C30的設(shè)計(jì)要求。

2.3 膨脹劑

混凝土在澆筑硬化過(guò)程中，由于化學(xué)減縮、冷縮、和干縮等原因會(huì)引起體積收縮，其收縮值大約為自身體積的0.04%～0.06%。膨脹劑能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹，從而抵消收縮。參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土摻入的是UEA普通型膨脹劑，摻量為水泥質(zhì)量的10%。

（1）對(duì)混凝土干縮的影響。根據(jù)參窩大壩溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土干縮試驗(yàn)成果表（見(jiàn)表1），補(bǔ)強(qiáng)混凝土摻入U(xiǎn)EA普通型膨脹劑后，其早期有明顯的膨脹作用，7d以后，混凝土開(kāi)始收縮，14～28d，收縮幅度加大，28d以后，收縮幅度逐漸變小。此時(shí)，雖然混凝土的抗拉強(qiáng)度得到了增長(zhǎng)，但由于澆筑層過(guò)薄，新澆混凝土的抗拉強(qiáng)度不能抵抗干縮產(chǎn)生的應(yīng)力，裂縫就會(huì)產(chǎn)生。因此，加膨脹劑只能抵消早期應(yīng)力，不能避免裂縫的產(chǎn)生，只是推遲了裂縫產(chǎn)生的時(shí)間。

表1 參窩大壩溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土干縮試驗(yàn)成果表

（2）對(duì)混凝土抗?jié)B性能和抗凍融性能的影響。UEA普通型膨脹劑在水化過(guò)程中要生成大于自身體積的水化產(chǎn)物，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，對(duì)混凝土抗?jié)B性能和抗凍融性能都有所提高。

（3）對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響。摻入U(xiǎn)EA普通型膨脹劑后，膨脹劑早期生成的鈣礬石加快了水泥的水化進(jìn)度，因而使混凝土凝結(jié)時(shí)間略有縮短。而且其對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響還和溫度有關(guān)，溫度越高，縮短凝結(jié)時(shí)間的影響就越明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土施工自2000年4月開(kāi)始，到2001年6月結(jié)束，共澆筑混凝土2840m3。補(bǔ)強(qiáng)混凝土澆筑后15d，逐漸出現(xiàn)多條垂直于水流方向的水平裂縫。裂縫經(jīng)修補(bǔ)后安全運(yùn)行至今，期間經(jīng)受了數(shù)次大流量泄流的考驗(yàn)。

（2）參窩水庫(kù)溢流面補(bǔ)強(qiáng)混凝土摻入了減水劑、引氣劑、膨脹劑等外加劑，改善了混凝土和易性、提高了混凝土強(qiáng)度和耐久性，滿(mǎn)足了C30，W6，F(xiàn)300高強(qiáng)抗凍混凝土的設(shè)計(jì)要求。應(yīng)該說(shuō)，外加劑在其中起到了很大的作用，但是膨脹劑對(duì)抵抗混凝土的干縮效果不是十分理想，雖然不能據(jù)此就斷定這是補(bǔ)強(qiáng)混凝土產(chǎn)生多條裂縫的主要原因，但至少?zèng)]有起到預(yù)先設(shè)想的作用。

[1]熊大玉，王小虹.混凝土外加劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]王遠(yuǎn)迪，等.參窩大壩溢流面裂縫檢測(cè)及成因分析[J].東北水利水電，2007，（6）.