曹娥江大闸枢纽工程高性能混凝土试验及质量控制.pdf

第 2 4卷第 3期 2 0 1 2年 9月 浙江水利 水电专科 学校 学报 J Z h e j i a n g Wa r C o n sH y d r C o l l e g e Vo 1 24 No 3 S e p 2 01 2 曹娥江大闸枢纽工程高性能混凝土试验及质量控制 董 群 ， 吴 志夫 ( 浙江省正邦水电建设 有限公 司， 浙江 杭州3 1 0 0 5 1 ) 摘 要： 高性能混凝土 ( H P C ) 是一种新型 高技术混凝土 ， 是 在 大幅度提 高普 通混凝 土性能 的基 础上 采用现代 混凝 土技术制作 的 以 曹娥 江大 闸枢纽工程高性能混凝土试验 为例 ， 提 出高性 能混凝土 的原材料 和外加 剂的选择 并合 理确定配合 比 ， 提 出在施工 中的质量控昔 铂 要点 ， 通过对 高性 能混凝 土现场施工质量 的严 格控制 ， 混凝 土外观 致密均 匀， 未发现 明显裂缝 ， 气泡极 少， 符合工程质量要求 关键词 ： 曹娥江大 闸； 高性 能混凝土； 试验 ； 质 量控制 中图分类号 ： T V 5 4 4 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 85 3 6 X( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 1 2 - 0 4 Qu a l it y Co n t r o l o f Hig h p e rf o r ma n c e C o n c r e t e in P iv o t a l P r o j e c t in Ca o e j ia n g Ga t e D O N G Q u n WU Z h i f u ( Z h e j i a n g Z h e n b a n g Wa t e r C o n s e r v a n c y C o n s t r u c t i o n C o ，L t d ， Ha n g h z o u 3 1 0 0 5 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Hi g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e( HP C)i s a k i n d o f n e w h i g h - t e c h c o n c r e t e b y mo d e r n c o n c r e t e t e c h n o l o g y T a k i n g t h e HP C t e s t i n p i v o t a l p r o j e c t i n C a o e j i a n g Ga t e f o r i n s t a n c e ，t h e r a w ma t e r i a l s a n d a d mi x t u r e c h o i c e o f h i g h p e rf o r ma n c e c o nc r e t e a r e i n t r o d u c e d，a nd t h e r ea s o n a b l e mi x p r o p o r t i o n a n d q u a l i t y c o n t r o l a r e a l s o a n a l y z e d t o e n s u r e c o mp a c t a n d we l l d i s t r i b ut e d c o nc r e t e a pp e a r a n c e a nd q ua l i fie d e ng i n e e r i ng q u a l i t y Ke y wo r d s ： c a o e j i a n g g a t e；h i g h p e rfo r ma n c e c o n c r e t e ；t e s t ；q u a l i t y c o n t r o l 1 工程概况 2 高性能混凝土原材料性能试验 曹娥江大闸枢纽工程位于绍兴市， 钱塘江下游 与选定 右岸主要支 流曹娥江河 口， 闸址距 绍兴市 区约 3 0 k m，是国内第一河 口大 闸工程 枢纽工程主要 由挡 潮 泄洪 闸 、 鱼 道 、 堵 坝 、 导 流堤 、 连 接 坝 段 以及 管 理 区等组成 主要建筑物有 ： 挡潮泄洪 闸、 导流堤和左 右 岸连接 坝 等 其 中挡潮 泄洪 闸 总净 宽 5 6 0 I n ， 共设 2 8孑 L ， 闸孔 净宽 2 0 m 因工程规模大， 质量要求高 ， 设计寿命长 ； 同时 受曹娥江河 口潮汐的影响 采用能满足工程要求的 高耐久性、 高工作性、 技术先进 、 经济合理 的高性能 混凝土 为此 ， 我们按照配制高性能混凝土的技术 路线 ， 经过一次次试验论证 ， 综合分析筛选 ， 最终确 定 了比较合理的混凝 土配合比， 并将配合 比论证试 验成果应用于现场混凝土施工 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 5 2 8 作者简介 ： 董群( 1 9 6 8一) ， 女 ， 浙江杭 州人 ， 工程师 从事 工程 管理工作 为了保证 曹娥江大 闸工程 高性 能混凝 土的质 量 ， 原 材料 除 应 满 足 国家 标 准 和 行 业 标 准 外 ， 还 必 须满足设 计 要求 2 。 1 水 泥 所用水泥采用浙江尖峰水泥有 限公 司生产的 “ 尖峰牌 4 2 5级普 通硅 酸 盐水 泥 ， 经 过 对 水泥 的物 理力 学性 质技 术 指 标 及 C A含 量 、 含 碱 量 、 氯 离 子 含量等性能 的试 验 ， 产 品质量符合 高性能混凝 土 要求 2 2 磨 细 矿渣粉 矿渣粉具有较大的潜在活性 ， 是配制 高性能混 凝土必用的组成材料 ， 掺入矿渣粉可有效改善拌和 物的黏聚性、 抗骨料分离， 并具有一定的减水效果 ， 能 减少水泥用量 ， 提高混凝土强度和耐久性能 ， 降低混 凝土水化热， 这有利于提高大体积混凝土的抗裂性 为能较充分地发挥矿渣粉活性 ， 要求其 比表 面 积达到 4 2 0 1T I k g以上 经过试验 ， 选定由余姚 明峰 第 3期 董群等 ： 曹娥 江大闸枢 纽工程 高性能混凝 土试 验及 质量控制 1 3 建材有限公司生产 的 $ 9 5级磨细矿渣粉 ， 各项性能 试 验结 果见 表 1 表 1 余姚明峰建材有限公司 $ 9 5级磨细矿渣粉性能试验结果 由试验结果可见 ， 矿渣粉 的各项质量指标符合 标 准 和设计 规定 的技 术 指标要 求 2 3 二水石膏 为保证混凝土质量 ， 提高混凝土致密性和稳定 性 ， 选择湖北应城市赵畈石膏矿业有限公司生产 的 G类石膏( 二水石膏 ) 该产 品溶解度 较大 ， 化学成 份较 稳 定 2 4化 学外 加 剂 为满足高性能混凝土质量需要 ， 采用优质的外 加剂是配制高性能混凝土最为关键的技术 ， 能大幅 度地 减少混凝土的用水量 ， 降低水胶 比， 改善高性 能混凝土拌和物 的工作性能 ， 提高硬化混凝 土的力 学性能和耐久性能 通过外加剂 品质指标检测 以及 与胶 凝 材料 的相 容性 试 验 后 ， 选 定 南 京 瑞迪 高新 技 术公 司生产 的 H L C - N AF ( B) 高 效泵送剂 ， 产 品各 项试 验结 果见 表 2 表 2 掺 H L C N A F ( B) 高效泵送剂 混凝 土的性能 从上表可见 ， HL C - N A F ： ( B ) 高效泵送剂 的各项 试验 结果 均 满足 标准 规定 的性 能指 标要 求 2 5砂 石集 料 集料种类 对混凝土 的体积稳定 性产生 显著影 响 ， 又会 直接 影 响混 凝 土界 面 结 构及 混 凝 土 的密 实 性 因此 ， 细集料选用质 地坚硬、 洁净 、 级配 良好 的 天然河砂 ， 细度模数控制在 2 43 0范 围内， 粗集 料选用强度高 、 吸水率低 、 级配 良好 、 表面粗糙 、 外 形有棱角、 针片状含量低的碎石 同时 ， 本着经济就 地取材的原则 选用 了嵊州产 的河砂 ， 粗集 料采用 绍兴筠溪石料场生产 的轧制碎石 ， 经轧制后分档粒 级为 ： 5 2 0 m m、 2 0 4 0 mm、 4 0 8 0 mm三 档 各 项 物理 性 能试验 结果 见表 3 、 表 4 表 3 河砂物 理性能试验结果 从上表可见 ， 各项试验结果均满足 水工混凝 土施 工规 范 ( S D J 2 0 7 ) 和设 计 规定 要求 2 6 拌和 用水 混 凝 土拌 和 用 水 经 检 验 ， 其 P H值 、 不 溶 物 、 可 1 4 浙江水利水电专科 学校 学报 第 2 4卷 溶物、 氯化物、 磷酸盐 、 硫化物含量等符合规定指标 要 求 3 高性能混凝土 外加剂适应性试验 掺外加剂净浆流动度试验结果如下 ： 外加剂掺量 1 9 时 ， 水泥净浆流动度扩散直 径 为 2 3 0 m m； 外加剂掺量 0 7 5 时， 水泥 +矿渣粉净浆流动 度扩散直径为 2 4 5 m m； 外加 剂掺 量 0 7 5 时 ， 水 泥 +矿 渣 粉+石 膏 粉净 浆流 动度 扩散 直径 为 2 5 0 mm 试验 结果 表 明 ： 通 过掺 加 矿 渣粉 与 外 加 剂 的 复 合作用 ， 净浆的减水作用 明显 ， 其塑化作用充分显 现 ， 流动度 明显 增大 ， 外加 剂适 应性 较好 4 高性 能混凝 土配合 比试验 J ( 1 )曹 娥 江 大 闸 枢 纽 工 程 高 性 能 混 凝 土 配 合 比设计参考指标见表 5 表 5 高性能混凝土配合比设计参考指标 ( 2 )高性 能混凝 土设计抗压强度 等级为 C 3 0 ( 三、 二级配 ) ， 抗渗等级 W1 0 ， 抗冻等级 F 1 0 0 混凝土配合比设计 中， 抗压强度保证率采用 9 5 ， 保证率系数 t =1 6 4 5 ， 经计算 ， 配 制强度为 。 = +t o =3 8 2 MPa ( 3 )高性 能混凝 土除满足力学性、 耐 久性、 变 形性 、 侵蚀性、 体积稳定性等特殊性能组合要求外 ， 还应考虑工作性和经济性 因此 ， 通过调整水胶 比， 矿物掺和料 、 外加剂掺量及砂率等多组合试验 ， 根 据工程实 际情况 ， 综合分析 ， 确定磨 细矿渣取代水 泥用量 6 1 的配合 比比较理想 ， 既能满足高性能混 凝土各项性能要求 ， 工程造价又相对低廉 ， 按此配 制 的混凝 土 的力 学性 能及 耐 久 性 能 见 表 6 ， 混凝 土 拌和物性能见表 7 表 6 高性能混凝土配合 比及力学耐久性能 配合 比编号 l m 混凝土材料用量( k g m ) 7 d抗压强2 8 d抗压 抗 渗抗 冻 水泥矿渣二水石膏中砂 5 2 0 ram 2 0 4 0 m m 4 0 8 0 mm HL CN A F 2 ( B ) 水 ) MP a MP a 等级等级 5 高性能混凝土现场质量控制 在施工前， 对混凝土原材料进场进行严格质量检 查 在施工 中 ， 对混凝 土拌和物 的性 能进行抽查 控制 ， 根据实际情况对配合比作适当调整， 对混凝土力学性 能 、 耐久性能按 规定 的检 验 频次 进行 检验 ， 并加 强施 工质量管理 ， 做 到层层把关 ， 全 过程质量控制 ， 使施工 混凝土质量达到高工作性 、 高物理力学性和高耐久性 的要求 通过质量抽查验证 ， 采用的高性能混凝土配 合比能达到设计技术指标和施工要求 ， 见表 8 第 3期 董 群等 ： 曹娥 江大闸枢 纽工程 高性能混凝土试验及质 量控 制 1 5 6 工程成果 通 过对 高 性 能混 凝 土 现 场 施 工 质 量 的严 格 控 制 ， 混凝 土 外 观致 密均 匀 ， 未 发 现 明 显 裂 缝 ， 气 泡 极 少 ， 符 合工 程质 量要 求 该 工程评定 为优 良工 程 ， 同时被 评为浙 江省钱江 杯 ， 又荣获 2 0 1 0 2 0 1 1 年度中国建筑工程鲁班奖 7 结 语 通过对曹娥江大 闸枢 纽工程高性 能混凝 土的 试 验及 现场 质量 控制 实 践 ， 主要 归纳 以下 几点 ： ( 1 )现 场 施 工 时 ， 应 严 格 按 照 标 准 规 范 要 求 ， 控 制各 级骨 料 的超 逊 径 含量 ， 并 根 据 骨 料 超 逊 径 和 含 水率 变化 校 正混凝 土 配合 比 ( 2 )高性能混凝 土的掺合料种类 多， 为确保 混 凝 土 的均匀 性 ， 拌和 时 间规定 为 1 8 0 s ( 3 )由于掺入了比表面积较大的磨 细矿渣粉 ， 使 混凝 土 和易性 得 到较 大 改 善 ， 同时 粘 聚性 也 随之 提高 ， 给施工混凝土排 除气泡带来一定 的困难 因 此 ， 在施 工 时应 合理 确定 混凝 土振 捣 时间和 方法 ( 4 )混 凝 土 细 粉 料 较 多 ， 水 胶 比较 小 ， 早 期 强 度高， 为严防失水产 生收缩裂缝及表面起粉 现象 ， 应加 强 浇筑 后 的养护 ， 确保 混凝 土 处于 湿润 状态 ( 5 )为 防 止混凝 土温 度 产 生裂 缝 ， 应 采 取 相 应 的温控 防裂 措施 高性能混凝土 的应用 ， 不仅保证 了混凝 土的质量 ， 大大延长了工程的使用寿命， 而且大量掺入价格低廉 的磨细矿渣， 大大降低了工程造价， 值得推广应用 参 考文 献 ： 1 中华 人 民共 和国水 利 电力 部 S D J 2 0 7水工 混凝 土施 工 规范 S 北京 ： 中 国水利电力出版社 ， 1 9 8 2 2 中国水 利水 电科 学研究 院， 南京 水利科 学研 究 院 S L 3 5 2 2 0 0 6水工混凝土试验规 程 s 北 京 ： 中国水利水 电出版社 ， 2 0 0 6 ( 上 接 第 8页 ) 唐末五代是一个干戈扰攘 、 四方 鼎沸的时代 ， 唐代许多一流大都市如长安 、 洛 阳、 扬州等 ， 入宋后 往往 因 战乱 而 衰 败 唯 独 两 浙 在 钱 氏守 职 下 ， 晏 然 无事 者 垂 九 十 年 ； 两 浙 既 然 是 当 时惟 一 的乐 土 ， 因 而杭 州就 成 了乐 土 中的天 堂 ； 乐土 中 的天堂 ， 其 繁荣 富盛， 自非其他兵乱之余的都会所能比拟了 北宋时 杭州有“ 东南第一州” 之誉 ( 宋仁宗 赐梅挚出守杭州 诗 ) ， 决非过当 宋会要 载全 国各地天圣、 熙 宁商 税酒曲税额 ， 杭居第一， 汴都犹在其次 ； 苏东坡也说 ： “ 天下酒课之盛， 未有如杭者 ” ( 开西湖状 ) 据谭其骧 杭州都市发展之经过 载， 当时的杭 州 ， “ 城区运河 时加浚 治 ， 虽 巨舰 可通 行无 阻 浙 右江 淮河艘骈集于城北， 江船海舶蚁集于江岸 自北关可 溯城内运河深入市区， 水次有塌房数千间， 专以寄藏 货 物 自江岸 可经 贴 沙 、 龙 山二 河 ， 达 于城 郭 ： 大 致 滨 江 纲运皆 由龙 山河 人 城 ； 海 舶 则 自西 兴 渡 江 入 贴 沙 河 ， 市舶 务在保 安 门外 ， 贴 沙河 即 自此折西入 城 巨富 高资 ， 多属江商海贾； 四方百货 ， 不趾而集 ； 大街买卖， 昼夜不 绝 ， 夜交 三 四鼓 ， 游人 始 稀 ， 五 鼓 钟 鸣 ， 卖 早 市 者即已开店” 由此可见当时杭州府的繁华 另外 ， 市舶 司 的设 置 和 手 工 业 的发 达 ， 也 使 宋 元时杭州成为全 国手工业 中心 杭 州都市 的发展 ， 至宋 室南 渡而 登 峰造 极 高 宗 以建 炎 3年 自扬 州 渡 江幸 杭州 ， 旋 升 杭 州 为 临 安 府 其 后 转 徙 于 吴 越 之 间垂 十 年 ， 时 而 建 康 、 时 而 绍 兴 、 时 而 平 江 ( 今 苏 州 ) ， 至绍兴八年 ， 终于定都 临安 于是钱 氏以来 的 东南第一州 ， 更进 一步而成为南宋全 国第一州 1 2 世 纪 的世 界 各 国 ， 以 南 宋 最 为 繁 荣 富盛 ， 故 南 宋 的 第一州 ， 实即世界的第一大都会 参 考 文献 ： 1 杭州 网 关 于 杭州话 的说 明( 曹晓波 杭 州话 ) 之序 ) E B O L 2 0 1 50 41 3 2 0 1 20 80 9 h t t p ： w w w h a n g z h o u c o rn e n 2 0 0 5 0 1 O1 c a 7l 7 6 4 5 h t m 2 政协杭州市上城 区文史资料委员会 玉皇 山南 话沧桑 M 杭 州 ： 西泠 印社 出版社 ， 2 0 0 8 3 杭州网 最美徒步之城的六条最佳暴走路 E B O L 2 0 1 00 6 0 9 2 0 1 20 80 9 h t t p ： z z b g o n g s h u g o v e n g o n g s h u c m s v i e w g s z j n e w s j s p ?u n i d=C C 3 D 5 l 3 l 1 A A 6 9 A B C B 1 5 7 1 0 C o o D 8 6 5 5 C 6 4 谭其骧 杭州都市发展之 经过 E B O L 2 0 1 20 72 9 2 0 1 2一 O 8 2 O h t t p ： p a g e r e n r e n c o rn 6 0 1 1 2 8 3 1 2 n o t e 8 6 3 4 6 2 5 0 5