水库大坝碾压混凝土施工配合比设计及工程质量检测研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：崔朋（1989），男，河北蠡县人，2011 年毕业于北京中医药大学东方学院公共事业管理专业，2017 年取得水利水电工程师职称，2021 年毕业于河北水利电力学院水利水电工程专业。-128-水库大坝碾压混凝土施工配合比设计及工程质量检测研究 崔 朋 河北广宸建筑工程检测有限公司，河北 保定 071051 摘要：摘要：在经济发展背景下，碾压混凝土技术运用范围逐渐扩大，现已经成为水库工程大坝施工中的关键内容。与普通混凝土材料相比，此种混凝土技术具有造价低、强度高、稳定性强的优势。然而由于此项施工涉及内容较多，工作难度高，因此，对施工人员专业性需求大，必须合理实施质量检测以及配合比设计，方能保障工程水平。鉴于此，本文将重点围绕水库大坝碾压混凝土配合比设计及工程质量检测开展研究，以此为关注这一话题的人士提供借鉴。关键词：关键词：质量管控；碾压混凝土；配合比设计；参数检测 中图分类号：中图分类号：TV544 0 引言 碾压混凝土是工程建设中非常关键的内容，会影响工程质量，其中，配合比设计，作为混凝土材料保障的基础，其质量好坏，是混凝土运用成效的重要影响因素。然而就目前而言，部分企业为降低成本，在混凝土比例设计过程中缺乏质量管控，经常添加质量不足的劣质添加剂，致使材料性能较差，无法保障工程质量。由此可见，围绕水库大坝碾压混凝土施工配合比设计开展研究，具有重要意义。1 水库大坝碾压混凝土施工配合比设计分析 1.1 参数选择试验 当前在水库大坝区域环境不断变动背景下，混凝土施工过程中配合比的要求也进一步提升。作为工程建设中非常关键的内容，其配合比科学性直接会影响水库大坝的防渗效果。因此为进一步保障混凝土施工质量，要求应科学开展配合比设计，并通过参数试验的方式，提升比例的科学性，确保骨料以及颗粒比例能够达到要求。在试验的过程中，可以根据骨料的振实容量进行测试，明确混凝土均匀性。此外，还要针对性分析混凝土砂率，砂率是影响用水比例的重要指标。在参数选择的过程中，应通过增加试验次数的方式科学设定混凝土砂率，确保能够在合理条件下完成混凝土搅拌以及生产。与此同时，为强化碾压性能，还应该强化对粉煤灰等材质的使用，有效取代水泥。一般情况下，可以按照总质量 4%的比例添加，进而强化结构稳定性。与此同时在参数选择测试的过程中，还需要对水胶比例加以分析，有效保障工程效果1。1.2 配合比设计 碾压混凝土配合比设计是工程能否顺利推进的重要核心。在设计的过程中，一方面要满足强度和耐久性需求，科学的选择龄期。结合当前来看龄期的最佳选择应为 90 天。与此同时，在抗压强度设计方面其指标应该达到 80%以上，当添加水泥以及其他材料时，还应该通过数据计算的方式保障配比的有效性。例如对于胚体内部而言，其指标应该满足水配比0.65的要求，砂率应该至少达到 30%左右。与此同时要强化对石粉的使用，并按照总质量 4%的方式添加粉煤灰，强化工程质量。总而言之，碾压混凝土施工过程中配合比设计十分关键，应借助科学的技术手段开展测试，以此强化生产基础，为后续水库大坝优化创造良好条件。1.3 配合比试验 科学的配合比试验不仅可以有效强化材料性能，而且还能够增强后续使用的耐久性，提升工程建设水准。测试过程中不仅要多次进行性能检测，而且还应该对骨料等加以测试，分析其饱满度。除此之外，为了减少混凝土生产过程中的差异性，还应该运用型号为 300L 的设备完成材料搅拌，在搅拌前要严格按照碎石、胶凝材料以及砂质材料的顺序完成操作。通常情况下时间可控制在 15 秒左右，并借助反复搅拌的方式确保材料性能。除此之外，在进行配合比测试的过程中国科技期刊数据库 工业 A-129-中，性能试验尤为关键，应将重点放在强度以及耐久性等方面。具体工作中技术人员可以先生产容量为150mm 的试验模型，之后进行多次振捣并配置 4900Pa的重块，分析材料性能，确保其能够满足耐久性需求，为后续工程奠定良好基础。2 水库大坝碾压混凝土配合比设计以及质量检测案例分析 2.1 工程概述 某水库位于洪渡河河段，河流全流域面积约为3800km2，其中水库大坝的平均流量约为 22.9m/s，蓄水位为 729.00m。水库为中型设计，主要的建设任务是完成供水以及水力发电。在建设的过程中主体结构为混凝土，其中防渗区域使用了碾压混凝土建筑形式。2.2 配合比设计 2.2.1 原材料选择 在运用碾压混凝土技术形式的过程中，为保障工程进度，技术人员运用了铺筑法，为此要求在配合比设计的过程中应进一步强化对强度以及耐久性等参数的关注，科学控制水泥量，并强化对其他添加料的运用，以此强化配合效果。从原料的角度来看，水泥是碾压混凝土配合比设计中非常关键的内容，为保障最终技术成效，技术人员使用了等级为 42.5 的水泥，其抗压程度可达到 25MPa 以上，且在 28 天内其强度可保持在 45MPa 左右。结合参数检测情况来看，其氯离子含量以及硅化物的物质量均满足标准。此外粉煤灰也是配合比设计中的重要材料，本工程结合区域情况选择了含水率为 0.6%的材料，其中硫化物的含量约占1.41%左右，氯离子含量极低，仅占 0.008%左右，满足工程要求。与此同时外加剂选择了高性能的材料，其7d 条件下的强度可达到 150%左右，且在 28d 之后减水率依旧能够达到 27.9%左右。在骨料选择方面，运用了以碳酸盐为主的碎石材料，其细度达到 2.79，石粉比例约为 18.1%左右，在使用的过程中可有效降低水泥材料的运用，减少碳化等情况的产生，在节约成本的同时降低水灰比。结合使用来看，碎石的三级配制应该满足 30:35:35 的要求2。2.2.2 配合比参数确认 对于碾压混凝土技术运用来讲，配合比最终指标的确认需要结合参数检测以及 VC 数值、含气量等数据加以分析。其中 VC 值方面需结合用水量进行管控。结合当前来看，在水胶比确认的环境下，用水量越大则VC 数据越小，其变动曲线如图 1 所示。碾压混凝土的强度是保障工程成效的关键，通常情况下，其强度主要是受到水胶比的影响，若是水胶比不变，则粉煤灰的使用比例也会对强度产生影响，且整体呈反比例变化。图 1 用水量与 VC 变动关系示意图 结合已有分析来看，最佳的配合比推荐参数指标如表 1 所示：表 1 最佳配合比推荐参数指标 VC值 砂率%减水剂%水 碎石 砂料 粉煤灰 减水剂 0.6 39 1.1 85 501 1002 110 2.21 0.6 41 1.1 80 405 903 113 2.10 2.3 碾压混凝土工程质量检测 2.3.1 目的 为确保碾压混凝土各种材料配合的效果可以达到预期指标需求，保障最终工程成效，技术人员还需要对用水量以及骨料使用量等进行指标参数的验证试验，以此检验配合比的科学性与合理性，确保 VC 值以及凝结时间等可满足性能需要，保障结构的耐久性。在试验的过程中，不仅要分析参数指标是否达标，检查碾压的次数以及平整度、VC 值，而且还要全面开展质量分析，检查质量管控技术的有效性。与此同时在检验的过程中还要对机械设备的性能加以分析，并借助摊铺研究等手段，分析混凝土生产与设备运用的契合度，以此掌握水库大坝施工情况。2.3.2 检测布置 为保障检验工作能顺利推进，工作人员应该先设置合理的试验点。在前期准备的过程中，工作人员应该先在该区域浇筑混凝土，其等级应该为 C20 型号，且厚度要至少达到 25cm。之后将场地划分为两个不同的区域，其中第一个区域为三级配检验，第二个为二中国科技期刊数据库 工业 A-130-级配检验。在测试的过程中需浇筑 4 层混凝土结构，然后针对性分析不同施工层的 VC 指标以及厚度状况。2.3.3 碾压试验 碾压试验的过程中为保障试验结果的合理性以及说服度，要求应在材料选择以及技术处理方面与现场施工完全一致，即配合不可更改。对于碾压混凝土技术运用而言，在卸料以及碾压等工序中极易出现处理不均等问题，因此要求技术人员应该做好质量管控，并运用重量为 13t 左右的设备进行碾压机碾压处理，其速度应该控制在 2.6km/h 以内，以此保障碾压的稳定性与合理性。需要注意的是在摊铺完成时有工作人员需要先使用设备完成多次碾压，并在 5 次碾压之后逐一使用设备完成压实度检测，并记录相应数据。对于碾压施工而言，第一层施工之前应该运用高压处理的手段去除区域表面的浮浆材料，之后再铺一层厚度在 4cm 左右的砂浆。而之后的几层处理则不需要进行多余处理，可直接进行铺筑3。2.3.4 试验成果 首先，配合比检验。技术人员要每间隔 2 小时进行以此 VC 数据以及含气量等指标参数的测试，并根据凝结状况记录凝结时间。结合已有检测数据来看，二级配区域的初凝时间大致是在前期处理后的12小时足有，三级配则是 11 小时左右。此外从含气量的角度来看，前者的指标约为 2%3%，后者则在 2.1%2.4%左右。结合以上指标来看，其配合比能够满足性能标准。其次，现场施工技术检验。根据前期数据来看，第一层碾压的混凝土厚度约为 33cm，其材料的黏稠度数值在 23s，在多次碾压之后泛浆情况逐渐明显，在10 遍处理之后方可达到 100%压实度的要求。第二层碾压厚度约为 40cm，其材料的黏稠度数值在 59s。第三层的厚度在 43cm 左右，材料的黏稠度数值约为 1219s，碾压之后没有离析等情况出现，但是前几层结构较为松散，在同样处理的背景下，他湿度状况不及前一层。总而言之，混凝土碾压处理的过程中压实度整体满足标准，可保障结构的稳定性与安全性。再次，耐久性分析。在检验的过程中，技术人员发现在龄期不断提升的背景下，混凝土结构的强度也在不断增强，在 90d 环境下，材料的防渗效果以及整体强度可达到前期设计要求。此时技术人员对试验区域进行钻芯检测，从样本来看，其可达到光滑密实的要求，且骨料使用方面均匀度较高，没有分离的问题。最后，得出试验结论。一方面二级配以及三级配的配合比设计均可大满足材料生产性能要求，且耐久性加高。在测试的过程中人为最佳的 VC 数值应该设计在 611s 左右，且材料的厚度应管控啊 35cm 左右。2.3.5 质量管理 在碾压混凝土技术运用的过程中，为保障技术运用的效果，在原材偶里奥选择方面便需要展开质量管控。例如在骨料以及粉煤灰、水泥选择的过程中要严格按照规范要求开展指标检测，在进场前应再次确认合格证以及检测结果，确保其可达到产品使用要求，若是不合格则要及时与厂家展开沟通。此外砂石的含水率也会影响混凝土的 VC 值以及用水量指标，因此要求工作人员需要每间隔 12h 展开一次检查，并结合实际情况及时调整配合比。除此之外，在碾压设备参数选择方面也要严格按照前期设计要求加以选定，在铺设材料的过程中，厚度以及速度均应按照试验之前确认的指标加以管控，不可对比更改，若是要更改则必须与技术以及设计人员开展综合分析，否则会影响试验的科学性。对于水库上坝施工而言，混凝土温度管控十分关键，技术人员不仅要做好数据分析，而且还要实时监测 VC 数值等数据，并根据标准进行抗渗等测试，以此保障后续施工的科学性。在材料碾压的过程中，技术人员要确保混凝土的混合程度，并借助人工处理等形式，确保后续施工的均匀度，防止骨料过于疏散。为保障碾压混凝土技术运用质量，在边缘处理方面要强化质量管理，必要时可通过调整碾压次数的方式保障综合水准。需要注意的是每一层施工的过程中均要科学控制时间，并做好冷缝处理，防止存留施工隐患。若是施工的过程中遇到异常天气，则极易对材料性能产生不利，此时要及时采取措施，必要时可停止施工，以此保障混凝土材料的含水率不会出现严重变化4。为进一步增强技术处理效果，提升配比设计的水准，要求施工团队还要做好技术人员管理，定期开展培训工作，强化技术交底，确保所有人员都能够明确技术运用指标，科学完成振捣等操作，在配比选定方面不会出现严重问题，进而从源头上减少资源材料损失等问题，帮助企业保障成本，为企业后续碾压混凝土技术施工创造良好的条件。总而言之，对于碾压混凝土配合比设计方面，精准度要求较高，应在保障含水率以及材料强度的基础上，尽量减少水泥等材料的运用，中国科技期刊数据库 工业 A-131-以此降低碳化等问题的出现，有效强化材料的性能。除此之外，在后续技术人员应不断强化对市场新型材料的关注，创新混凝土生产形式，进而为增强混凝土制作成效创造良好的条件5。3 结论 综上所述，碾压混凝土施工不仅有助于减少裂缝等情况的产生，而且有助于提升水库大坝的稳定性。因此在后续开展施工的过程中，要求应创新混凝土配制形式，结合已有经验以及质量检测状况优化配比，提升材料性能，进而为实现可持续发展目标创造良好条件。参考文献 1谢小辉.碾压混凝土坝插入式振捣干硬性混凝土施工技术J.四川水利,2020,38(5):45-47.2李贤盛.谈白莲崖大坝碾压混凝土施工过程中的试验检测及质量控制J.江西水利科技,2020,38(1):20-23.3陈国能.四川武都水库大坝碾压混凝土施工配合比设计试验研究J.贵州水力发电,2019,25(4):53-58.4常斌,姚文旭.水库大坝工程中混凝土碾压施工的质量管理措施J.建材发展导向,2023,21(8):83-85.5陆国斌.碾压式贫混凝土基层在佛开高速改扩建工程中的应用J.企业科技与发展,2019(9):64-66.