王 軍，馮 卉

(1.新疆石河子市肯斯瓦特水利樞紐建設管理局，832000;2.新疆興農建筑材料檢測有限公司830052)

混凝土面板堆石壩筑壩技術是現(xiàn)代壩工建設領域取得的一項具有重大意義的技術成就。這種新壩型目前己成為許多工程的首選壩型［1］。

面板堆石壩中混凝土面板是壩體的重要防滲結構，而大量的工程實踐證明，面板混凝土存在著大量的水平裂縫的“基因”。因此，如何從面板混凝土配合比設計中盡可能減輕或降低這種易裂縫風險而提高混凝土的耐久性，是混凝土面板堆石壩進一步發(fā)展的關鍵技術難題之一。

本文以新疆瑪納斯河肯斯瓦特水利樞紐工程二期面板混凝土為例，在混凝土摻加I 級粉煤灰，研究粉煤灰對混凝土面板早期抗裂性能的影響。

肯斯瓦特水利樞紐工程是流域規(guī)劃推薦的一期工程，具有防洪、灌溉、發(fā)電等綜合利用功能。樞紐工程由混凝土面板砂礫石壩、壩肩式溢洪道、泄洪沖砂洞、發(fā)電系統(tǒng)等組成。水庫正常蓄水位990m，最大壩高129.4m?？纤雇咛厮麡屑~工程主要由混凝土面板砂礫石壩、壩肩式溢洪道、泄洪沖砂洞、發(fā)電系統(tǒng)等組成。

1 試驗材料

水泥:采用新疆天山水泥股份有限公司沙灣水泥廠生產的屯河牌42.5 普通水泥，3d 抗壓強度為27.2MPa，28d 抗 壓 強 度 為48.9MPa，比 表 面 積330m2/kg，初凝時間131min，SO3含量2.26%，安定性合格;

粉煤灰:瑪納斯電廠的Ⅰ級粉煤灰，細度4.6%，燒失量0.8%，需水量比:95%。

砂:當?shù)睾由埃毝饶?shù)2.7，連續(xù)級配，含泥量0.9%;

粗骨料:當?shù)芈咽?，最大粒?0mm，連續(xù)級配。減水劑:株洲中鐵橋梁外加劑有限責任公司生產的FDN 萘系高效減水劑，適宜摻量為1.0%。

引氣劑:株洲中鐵橋梁外加劑有限責任公司生產的引氣劑。

2 試驗方案

本試驗以0.34 水膠比為基準，摻加20%和25%的粉煤灰，配制出滿足和易性和強度要求的混凝土，并進行平板法早期抗裂試驗研究和軸向拉伸試驗研究，以此來研究粉煤灰對肯斯瓦特水庫面板混凝土抗裂性能的影響?；炷脸醪脚浜媳纫姳?。

表1 肯斯瓦特面板混凝土初步配合比

3 試驗結果及分析

3.1 混凝土拌合物及強度試驗結果

按照試驗方案，對各組配合比的混凝土進行拌合物試拌調整，以滿足坍落度、和易性、含氣量等技術要求。并對試拌調整后的各組配合比進行強度試驗。試驗結果見表2 和表3。

表2 肯斯瓦特面板混凝土試拌調整配合比

表3 面板混凝土拌合物技術性質測定結果

試驗結果表明:粉煤灰摻量對各齡期抗壓強度都有影響，其中7d 齡期抗壓強度對粉煤灰摻量較為敏感，粉煤灰摻量大，7d 齡期抗壓強度較高;3d 齡期抗壓強度隨摻量的增加而降低;28d 齡期抗壓強度隨摻量的增加而提高。分析其原因，粉煤灰的水化速度比水泥慢，只有當水泥水化后，粉煤灰的活性物質才與水泥水化產生的Ca(OH)2反應形成水化硅酸鈣凝膠。因此在摻粉煤灰混凝土硬化早期，粉煤灰的活性較低，火山灰反應速度較慢，表現(xiàn)出粉煤灰膠凝作用對強度的貢獻不大。但是隨著齡期的增長，粉煤灰的活性得到了提高，火山灰效應速度變快，活性效應和膠凝作用越來越明顯，火山灰反應形成的C－S－H 膠凝使混凝土后期強度增長很快［2－4］。

3.2 混凝土軸向拉伸試驗結果

該試驗采用100kN 的伺服程控萬能試驗機，其拉伸間距在600mm～800mm 以內，精度1%;應變測量裝置采用JX－II 型極限拉伸儀，測量精度0.1μm。試驗時先進行2 次預拉，預拉荷載約為破壞荷載的15%～20%。預拉完畢后，重新調整測量儀器，進行正式測試，拉伸時的荷載速度為0.4MPa/min，每加荷500N或1000N 測讀并記錄變形值，直至試件破壞。試驗結果見表4。

表4 軸向拉伸試驗結果

試驗結果表明:粉煤灰摻量對各齡期軸向抗拉強度影響不大。而隨粉煤灰摻量的增加，7d 齡期混凝土極限拉伸值減小，7d 齡期混凝土抗拉彈性模量增大;28d 齡期混凝土極限拉伸值和抗拉彈性模量變化甚微。究其原因，是因為混凝土的抗壓強度隨著齡期的增長而升高，從試驗結果可以看出，混凝土的后期抗壓強度大幅度增長?？箟簭姸鹊脑龈?，同時也會使混凝土的脆性得到增長，抵消了極限拉伸值提高的幅度，從而導致極限拉伸值有所降低或變化不大。

3.3 混凝土早期抗裂試驗結果

混凝土的抗裂性能是混凝土的一項綜合指標，與抗拉強度、軸向拉伸變形能力、抗拉彈性模量等有關。本研究分別對上述2 種配合比的混凝土進行早期抗裂性能試驗。按照《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標準》GB/T50082－2009 規(guī)定采用刀口法進行“早期抗裂試驗”，每組應至少做2 個試件，以單位面積上的總開裂面積為考核指標，比較粉煤灰摻量對相同水膠比條件下混凝土早期抗裂性能的影響?？沽言囼灹芽p統(tǒng)計結果見表5。試驗結果表明:隨粉煤灰摻量的增加，單位面積上的總開裂面積減少。

表5 抗裂試驗裂縫統(tǒng)計表

4 結 論

隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土單位面積上的總開裂面積減少。說明混凝土的抗裂性能顯著提高。

［1］酈能惠，楊澤艷.中國混凝土面板堆石壩的技術進步［J］.巖土工程學報，2012，(8):1361－1368.

［2］王鵬、杜應吉、劉桃溪.大摻量粉煤灰混凝土抗裂性性能試驗研究［J］.中國農村水利水電，2011，(9):103－105.

［3］楊太文.大摻量粉煤灰高性能混凝土的研究進展［J］.混凝土，2004，(9):22－26.

［4］劉數(shù)華，方坤河.粉煤灰對水工混凝土抗裂性能的影響［J］.水力發(fā)電學報，2005，24(2):73－76.

［5］吳中偉、廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［6］GB/T1596－2005 用于水泥和混凝土中的粉煤灰［S］.