紫源水電站自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計試驗

劉伍根

(上饒市水利科學(xué)研究所，江西 上饒334000)

【摘要】自密實(shí)混凝土(SCC)是指在澆筑過程中無需施加任何振搗，僅依靠混凝土自重就能完全填充至模板內(nèi)任何角落和鋼筋間隙的混凝土。本文在分析了鉛山縣紫源水電站現(xiàn)場施工場地有限、工期緊的原因后，提出了通過試驗確定工程混凝土所需配合比的措施，以保證紫源水電站大壩主體工程正常實(shí)施，早日發(fā)揮工程效益。

【關(guān)鍵詞】紫源水電站；自密實(shí)混凝土；配合比；試驗

中圖分類號：TV431

Ziyuan Hydropower Station self-compacting concrete mix proportion

design test

LIU Wugen

(ShangraoHydraulicResearchInstitute,Shangrao334000,China)

Abstract:Self-compacting concrete (SCC) refers to concrete which does not need any vibration in the pouring process, and can be completely filled to any corners and reinforced gaps in the template due to concrete self-weight. In the paper, reasons of limited site construction field and short construction duration in Qianshan County Ziyuan Hydropower Station are analyzed. Measures of determining mix proportion necessary for project concrete through test are proposed, thereby ensuring the normal construction of dam main project in Ziyuan Hydropower Station, and exerting project benefits as early as possible.

Key words: Ziyuan Hydropower Station; self-compacting concrete; mix proportion; test

1工程概述

紫源水電站位于江西省鉛山縣境內(nèi)，距縣城約65km，壩址地處鉛山河主支流楊村水中上游，是鉛山河流域內(nèi)具有發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖等綜合效益的水利工程。紫源水電站總庫容629.80萬m3，正常庫容558.40萬m3，設(shè)計洪水位287.80m，校核洪水位288.16m，設(shè)計洪水下泄流量951.63m3/s，校核洪水下泄流量1513.22m3/s。擋水壩最大壩高33.50m；壓力鋼管長60m，壓力隧洞長1200m；調(diào)壓井直徑10m。電站裝機(jī)容量4000kW，工程主要由擋水建筑物、泄洪建筑物、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和升壓站等組成。

工程壩型選用C15(W4)混凝土埋塊石重力自動翻板壩，壩頂長119m，其中溢流壩段長83m，溢流堰凈寬80m，共設(shè)8扇自動翻板閘門，閘門尺寸5m×10m，非溢流壩段長39m。壩體上游面為直立面，下游坡高程259.00m以下為直立面，以上坡比為1∶0.89，壩頂設(shè)有8扇自動翻板閘門。大壩上游面設(shè)有C20(W6)混凝土防滲面板，下部最大厚度1m，上部厚度0.50m，堰面采有0.80m厚C25(W8)混凝土防滲面板，壩基面設(shè)1m厚C15混凝土墊層。

2試驗?zāi)康?/p>

自密實(shí)混凝土(SCC)是指在澆筑過程中無需施加任何振搗，僅依靠混凝土自重就能完全填充至模板內(nèi)任何角落和鋼筋間隙的混凝土。

自密實(shí)混凝土在堆石混凝土中應(yīng)用施工過程簡單，最大限度地降低了混凝土倉面的施工人員和機(jī)械工作量，現(xiàn)場控制管理更加簡便易行；免去了混凝土振搗密實(shí)的過程，消除了人為的不利干擾，施工質(zhì)量和穩(wěn)定性更加容易保證；施工工藝簡單流暢，能大幅提高大倉面素混凝土的施工效率、縮短工期。

為解決紫源水電站現(xiàn)場施工場地有限、工期緊張等問題，大壩主體工程采用三種強(qiáng)度等級(C15、C20、C25)的堆石混凝土技術(shù)。試驗?zāi)康氖菍θN強(qiáng)度等級的自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計及不同齡期(7d、28d、90d)強(qiáng)度和28d抗?jié)B性能進(jìn)行檢驗，得出工程所用的混凝土配合比設(shè)計，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

3試驗過程及試驗結(jié)果

3.1原材料

3.1.1自密實(shí)混凝土對原材料要求

自密實(shí)混凝土選用的膠凝材料：水泥應(yīng)符合現(xiàn)行《通用硅酸鹽水泥》(GB 175)的有關(guān)規(guī)定，粉煤灰應(yīng)符合現(xiàn)行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)的規(guī)定。

粗骨料采用連續(xù)級配或2個及以上單粒徑級配搭配使用，最大公稱粒徑不大于20mm；對于結(jié)構(gòu)緊密的豎向構(gòu)件、復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公稱粒徑不大于16mm。

細(xì)骨料采用級配Ⅱ區(qū)的中砂。天然砂的含泥量小于3%，泥塊含量小于1%。

外加劑選用高性能減水劑或高效減水劑，符合現(xiàn)行《混凝土外加劑》(GB 8076)和《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB 50119)的有關(guān)規(guī)定。

3.1.2配合比使用的原材料

a.水泥。采用P·C32.5級的水泥，表觀密度3.1g/cm3，具體試驗指標(biāo)見表1。

表1　水泥試驗指標(biāo)

b.粉煤灰。采用2級粉煤灰，表觀密度2.20g/cm 3，具體試驗指標(biāo)見表2。

c.砂。采用工程現(xiàn)場取樣材料，為當(dāng)?shù)睾由埃?xì)度模數(shù)2.75，表觀密度2.60g/cm3，含泥量1.50%，泥塊含量為0。

d.石。采用工程現(xiàn)場取樣材料，為當(dāng)?shù)仄扑榻?jīng)篩分的碎卵石(5～20mm)，松散堆積率0.63，表觀密度2.57g/cm3。

e.減水劑。采用Sika Viscocrete 3301聚羧酸系減水劑。

3.2配合比試驗

通過對砂漿和混凝土的試配，確定工程中所需3種強(qiáng)度等級自密實(shí)混凝土的配合比及自密實(shí)性能。

a.自密實(shí)混凝土配合比見表3。

表3　自密實(shí)混凝土配合比

b.自密實(shí)性能檢測結(jié)果見表4。

c.自密實(shí)混凝土力學(xué)性能檢測結(jié)果。試驗過程中分別對三種配合比的混凝土取樣進(jìn)行強(qiáng)度檢驗和抗?jié)B等級檢驗，其中包括C15和C20等級混凝土10mm×10mm×10mm立方體試件1組(7d)，15mm×15mm×15mm立方體試件2組(28d、90d)，抗?jié)B試件1組(28d)；C25等級混凝土15mm×15mm×15mm立方體試件3組和抗?jié)B試件1組(28d)。試驗結(jié)果見表5。

4成本分析

結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧蠁蝺r及運(yùn)輸成本對三種配合比的混凝土的綜合成本進(jìn)行簡單分析。各種原材料運(yùn)輸至工程現(xiàn)場的成本單價為：水泥300元/t，粉煤灰180元/t，砂25元/t，石25元/t，減水劑15元/kg，可以估算出三種不同等級自密實(shí)混凝土的材料單價。實(shí)際工程堆石混凝土中，塊石堆積率均可達(dá)到57%左右，保守起見，堆石混凝土中的自密實(shí)混凝土比例按45%計，塊石單價按20元/m3計，估算出的不同強(qiáng)度等級堆石混凝土單價見表6。

表6混凝土材料綜合單價

單位：元/m 3

5結(jié)語

整體來看，試驗達(dá)到了預(yù)期目的，得到了滿足工程需要的三種不同強(qiáng)度等級的自密實(shí)混凝土配合比。在實(shí)際工程中，建議嚴(yán)格控制砂石骨料質(zhì)量，適當(dāng)降低粉體和減水劑用量，這樣在保證混凝土強(qiáng)度的情況下，可大幅降低混凝土綜合成本。

參考文獻(xiàn)

JGJ T283—2012 自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.