高原高寒地区泵送C20混凝土试配实践的分析与探讨.pdf

2 0 1 0年2月 水 刀 友 电 高 原 高 寒 地 区 泵 送C20 混 凝 土 试 配 实 践 的 分 析 与 探 讨 谢 几何 陈 怀均 ( 中国葛 洲坝 集 团第二工 程有 限公 司 ， 四川成都6 1 0 0 9 1 ) 摘 要 ：原材料是决定混凝 土性 能的主要 因素 ，材 料的变化将导致混凝土性能的波动 。为满足混凝土设计强度 、抗 冻性 、抗渗性 等要求和施工和易性的需要， 混凝土施工 配合 比必须进行优选试验 。详细介绍 了吉沙水 电站混凝土 配合 比设计的原则 、原材料 的检测 、外加剂的选用及混凝土配制强度等 ，可供以后混凝土配合 比设计参考。 关键词 ：高原高寒地 区；混凝土配合比 ；水灰 比；砂率 An a l y s i s a n d St u d y o n Pu mp e d C2 0 Co n c r e t e i n Co l d P l a t e a u Re g i o n s Xi e J i h e ， C h e n Hu a i j u n ( C h i n a G e z h o u b a G r o u p N o 2 E n g i n e e ri n g C o ， L t d ， C h e n g d u S i c h u a n 6 1 0 0 9 1 ) Ab s t r a c t ： T h e r a w ma t e r i a l s a r e t h e ma i n f a c t o r s f o r d e t e r mi n i n g t h e p e r f o r ma n c e o f c o n c r e t e T o me e t t h e r e q u i r e me n t s o n d e s i g n s t r e n g t h ，f r o s t r e s i s t a n c e ，i mp e r me a bi l i t y a n d o t h e r s ，a nd t he c o n s t r uc t i o n wo r k a bi l i t y o f c o n c r e t e，t h e mi x p r o po r t i on o f c o n cr e t e mu s t be o pt i mi z e d I n t hi s pa p e r ，t h e de s i g n p rin c i pl e ，ma t e ria l t e s t ，s el e c t i o n o f a dmi x t ur e s a n d p r o du c t i o n i n t e n s i t y o f c o n c r e t e f o r Gi s a Hy d r o p o we r S t a t i o n c o n s t r u c t i o n a r e i n t r o d u c e d ， a n d c a n b e a s r e f e r e n c e f o r f u t u r e c o n c r e t e d e s i g n Ke y W o r d s ： c o l d p l a t e a u r e g i o n ； c o n c r e t e mi x p r o p o r t i o n ； wa t e r c e me n t r a t i o ； s a n d r a t i o 中图分类号 ： T U 5 2 8 5 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 3 3 0 3 1 工程概 况 吉 沙 水 电 站 位 于 金 沙 江 左 岸 一 级 支 流 硕 多 岗 河 主河 道上 为硕 多 岗河 流域 规 划 一库 八 级 中 的第 二 个 梯 级 电 站 。 电 站 装 机 容 量 1 2 0 MW( 2 x 6 0 MW )， 多 年 平 均 发 电 量 5 6 2 8亿 k W h ( 联 合 运 行 ) ， 年 利 用 小 时 数 4 6 9 0 h 枢 纽 工 程 由 首 部 枢 纽 、 引 水 系 统 和 发 电 厂 房 等 建 筑 物 组 成 混 凝 土 浇 筑 4 4 1 9 5 I n 。 流 域 内地 势 复 杂 ，高差 较 大 。立 体气 候 特 征 明 显 以大 、小 中甸坝子 为主的 中甸 高原平 均海拔 3 4 5 0 m 全 年 太 阳 辐 射 能 充 裕 ，气 温 年 差 较 小 ， 全 年 无 夏 年 平 均 气 温 5 9 极 端 最 高 气 温 2 5 6 极 端 最 低 气温一 2 7 4气 温 的 日差 较大 2 混凝土配合比设计 混 凝 土 配 合 比 的 设 计 原 则 是 在 满 足 本 工 程 设 计 和施工 所要 求 的强 度 、和 易 性 、抗 裂 性 、抗 冻 性 、 抗 渗 性 及 容 重 等 条 件 下 力 争 做 到 优 质 、经 济 地 设 计 出 单 位 体 积 混 凝 土 各 种 组 成 材 料 用 量 。 混 凝 土 水 泥 用 量 不 少 于 技 术 规 范 所 要 求 的 最 小 水 泥 用 量 3 0 0 k g m3 根 据 技 术 规 范 及 混 凝 土 各 项 技 术 指 标 要 求 特 别 是 高原 高 寒 地 区有 抗 冻 要求 要 选 用 匹 酉 己 夕 力 剂 混 凝 土 配 合 比 设 计 依 据 标 准 为 ：云 南 硕 多 岗 河 吉 沙 水 电 站 吉 沙 水 电 站 首 部 枢 纽 拦 河 坝 混 凝 土 施 工 技 术要 求 ，J G J 5 5 - 2 0 0 0 普 通混 凝 土 配 合 比设 计 规 程 GB1 7 5 1 9 9 9 硅 酸 盐 水 泥 、普 通 硅 酸 盐 水 泥 ，GB8 0 7 6 - 1 9 9 7 混 凝 土 外 加 剂 ，J G J 5 2 9 2 普 通 混 凝 土 用 砂 质 量 标 准 及 检 验 方 法 。 J C J 5 3 9 2 普 通 混 凝 土 用 碎 石 或 卵 石 质 量 标 准 及 检 验 方 法 。 2 1 原 材 料检测 ( 1 ) 水 泥 。 水 泥 为 云 南 大 理 红 山水 泥 有 限 公 司 收稿 日期 ：2 0 1 0 0 1 一 O 6 作者简介 ：谢几何 ( 1 9 6 5 一) ，女 ，湖北宜昌人 ，高级 工程师 ，从 事水利水电工程施工质量管理工作 ZU1 U -q ：Z 1 = 3 生 产 的 j 江“ 红 塔 ” 牌 普 通 硅 酸 盐 3 2 5级 水 泥 进 行 凝 结 时 间 、安 定 性 、细 度 、 胶 砂 强 度 检 验 检 验 结 果 表 明 ：该 样 品 各 项 指 标 符 合 GBl 7 5 1 9 9 9标 准 要 求 。 ( 2 ) 细 骨 料 。 细 骨 料 为 自产 的 机 制 砂 该 砂 属 级 配 区 ， 中 砂 ，所 检 验 项 目符 合 规 范 要 求 ( 3)粗 骨 料 。 骨 料 为 自产 的 机 扎 碎 石 骨 料 机 轧 碎 石( 小 石 5 2 0 c m) ，所 检 验 项 目符 合 规 范 要 求 。机 轧碎 石( 中石 2 0 4 0 c n q ) 所 检 验 项 目符 合 规 范 要 求 2 2外加 剂 ( 1 ) Y S P一1型 萘 系 高 效 减 水 剂 执 行 标 准 是 GB 8 0 7 6 - 1 9 9 7 。 其 主 要 成 分 是 13基 萘 磺 酸 盐 甲醛 缩 合 物 ，是一种 非 引气剂 ，其 形 态为 粉剂( A型 ) 。该 剂 对 各 种 水 泥 适 应 性 好 可 改 善 混 凝 土 的 可 操 作 性 在 相 同 水 灰 比 情 况 下 可 增 大 混 凝 土 塌 落 度l 0。 以 上 ： 在 保 持 塌 落 度 不 变 时 减 水 率 可 达1 2 2 0 。 对 混 凝 土 有 显 著 的 早 强 、增 强 效 果 其 强 度 提 高幅度 为 1 5 4 0 能 全面 改善 和提 高混 凝土 的 物 理力 学性 能 在保 持强 度 相 同 时可 节 约水 泥 1 0 2 0 。掺 量 范 围 ：粉 剂 0 5 1 0 推 荐 掺 量 0 7 5 ， 经对 比试 验确 定一般 掺 量 为 0 6 对 C 4 0的掺量 可 适 当 增 大 ( 2)YS P一 9引 气 剂 执 行 标 准 为 G B8 0 7 6 1 9 9 7 是 山 西 运 城 城 北 外 加 剂 有 限 公 司 研 制 成 的 一 种 能 有 效 改 善 混 凝 土 和 易 性 减 小 拌 和 物 的 离 析 、泌 水 ， 提 高 混 凝 土 耐 久 性 、抗 冻 性 的 引 气 剂 目前 已 广 泛 用 于 冬 季 混 凝 土 、 碾 压 混 凝 土 、泵 送 混 凝 土 等 多 种 工 程 本 产 品可 以降低 拌 和 水 的表 面 张力 激发 水 泥 活性 使混 凝 土 具有 很 好 的 和易 性 同水 灰 比情 况 下 可增 大坍 落 度 2 6 c m同坍落 度 情况 下 ，可 提 高混 凝 土 强度 提 高工 程 质量 本 品能 减 小坍 落 度 损 失 易 于 振 捣 泛 浆 ，易 于 施 工 ；对 比 试 验 确 定 一 般掺 量为 0 8 1 0 0 0 0 ( 3)混 凝 土 配 制 原 送 C 2 0 W 8 F 1 5 0混 凝 土 配 制 强 度 为 2 8 2 2 5 MP a 根 据 配 合 比试 验 情 况 确 定 的 配 合 比见 表 1 混 凝 土 坍 落 度 为 1 8 3 c m。 C 2 0 W8 F1 5 0 混凝 土 配合 比均按 质 量 计算 所 用各 项 材料 必 须符 基 准 混 凝 土 配 合 比 且 以 十 燥 状 态 为 准 根 据 现 场 使用 时 的砂 、石材 料 含 水 变化 应 调整 用 水量 ，该 配 合 比试 配 强 度 保 证 率 为 9 5 小 石 ： 中 石 的 比 例 为 55 ： 45 表 1 泵送 C 2 0 W8 F 1 5 0基 准 混 凝 土配 合 比确 定 配 比 圈W a t e r P o w e r V o 1 3 6 N o 2 3 C2 0 W8 F 1 5 0混凝土试块应用检测情况 C 2 0 W 8 F 1 5 0混 凝 土 试 块 共 破 型 1 9 3组 其 最 大 强 度 值 4 0 0 MP a 最 小 强 度 值 为 2 2 5 MP a 平 均 强 度 值 3 1 0 MP a，变 异 系数 0 1 6强 度 保 证 率 9 8 机 口取 样 试 验 强 度 平 均 值 为 设 计 的 1 2 6 1 5 5 合 格 翠1 0 0 2 0 W8 F1 5 0 混 凝 土 抗 渗 与 抗 冻 试 验 各 取 样 2 0 组 2 0组 混 凝 土 抗 冻 试 块 均 满 足 设 计 要 求 2 0组 混 凝土 抗渗试 块 的最 大值 W 1 2最小 值 W1 0 有 抗 冻 性 要 求 的 混 凝 土 必 须 掺 用 引 气 剂 混 凝 土 的 含 气 量 应 视 混 凝 土 的 抗 冻 等 级 和 骨 料 最 大 粒 径 等 ，通 过 试 验 确 定 含 气 量 。 最 终 该 电 站 骨 料 最 大 粒 径 取 2 0 I Y l m 含 气 量 为 5 5 ： 最 大 粒 径 取 4 0 mm则 含 气 量 为 5 0 C 2 0 W 8 F1 5 0混 凝 土 拌 和 物 含 气 量 共 取 样1 9 3 组 ， 最 大 值 4 5 ，最 小 值 3 0。均 满 足 设 计 要 求 2 0 W8 F1 5 0劈 裂 抗 拉 强 度 ：2 8 d龄 期 每 2 0 0 0 m。 成 型 一 组 共 破 型 2 8组 劈 裂 抗 拉 设 计 值 为 抗 压 的 7 1 8 C 2 0为 1 4 0 3 6 0 MP a 最 大 抗 拉 强 度值 为 4 2 MP a最小 抗拉 强度值 为 2 2 MP a 4 高原高寒地区混凝土材料环境条件分析 ( 1 ) 砂 的 质 量 要 求 。 砂 的 粗 细 程 度 及 颗 粒 级 配 的好 坏 对 混 凝 土 的 技 术 性 能 有 很 大 影 响 当 砂 的 用 量 相 同 而 砂 过 粗 时 则 拌 出 的 混 凝 土 粘 聚 性 较 差 容 易 产 生 离 析 、泌 水 现 象 ； 如 果 过 细 ， 则 它 的 总 表 面 积 较 大 ，需 要 包 围 在 砂 子 表 面 的 水 泥 浆 较 多 所 以拌 制 的混凝 土所用 的砂 子既 不要 过粗也 不要过 细 ( 2 )砂 的含 泥 量 砂 的含 泥 量( 即粒 径 小 于 0 0 8 0 mm的 尘 屑 、淤 泥 和 粘 土 的 总 含 量 ) ，对 混 凝 土 质 量 有 很 大 影 响 ：这 些 极 细 粒 的 泥 屑 在 骨 料 表 面 形 成 包 裹 层 妨 碍 骨 料 与 水 泥 的 粘 结 ：或 者 以 松 散 的 颗 粒 出 现 大 大 地 增 加 了 表 面 积 ， 因 而 增 加 了 需 水 量 。 特 别 是 粘 土 颗 粒 的 体 积 不 稳 定 、干 燥 时 收 缩 、潮 湿 时 膨 胀 对 混 凝 土 有 很 大 的 破 坏 作 用 。 总 之 ，含 泥 量 过 多 混 凝 土 容 易 产 生 塑 性 干 缩 裂 缝 降 低 混 凝 土 温 度 增 加 浮 浆 量 。 降 低 混 凝 土 的 耐 磨 性 。对 于 有 抗 冻 、抗 渗或 其 他 特殊 要 求 的混 凝 土用 砂 ，其 含 泥 量 不 应 大 于 3 0 ( 3 ) 砂 中 泥 块 含 量 分 析 。 泥 块 含 量 是 指 砂 中 粒 径 大 于 1 2 5 mm经 手 捏 后 变 成 小 于 0 6 3 0 mm 颗 粒 的 含 量 对 混 凝 土 质 量 有 较 大 影 响 的 泥 和 粘 土 的 总 含 量 ，对 有 抗 冻 、抗 渗 或其 他 特 殊 要 求 的混 凝 土 ， 其 所 用 碎 石 或 卵 石 的含 泥 量 不 应 大 于 1 0 ( 4)石 料 泥 块 含 量 。 有 抗 冻 、抗 渗 和 其 他 特 殊 要 弟 3 6吞 弟 2共Ij 诩 儿 1 o 3， 寺 ： 局 尚 巷 I 汞 达 L u) 芒 己 锵 上 饥 C 头 戚 日 刁 匀 求 的混 凝 上 其 所 用 碎 石 或 卵 石 的 泥 块 含量 应 不 大 于 0 5 。 ( 5)石 料 坚 固 性 分 析 坚 同 性 是 指 骨 料 抵 抗 南 冷 热 、干 燥 、冻 融 、腐 蚀 的 交 替 循 环 等 自然 条 件 的 变 化 而 引 起 体 积 过 分 变 化 的 能 力 即 体 积 稳 定 性 。 碎 石 和 卵石 的 坚 固性 用 硫 酸 钠 溶 液 去 检 验 石 料 中 含有 害 物 质 如 硫 化 物 或 硫 酸 盐 及 有 机 杂 质 。 硫 化 物 或 硫 酸 盐 有 可 能 与水 泥 的 水 化 产 物 反 应 而 生 成 硫 铝 酸 钙 发 生 体 积 膨 胀 有 机 杂 质 在 混 凝 土 巾 能 转 化 为 有 机 酸 它 基 本 上 黏 附 存 骨 料 的 表 面 影 响 骨 料 与水 泥 的粘 结 这些 都会 影 响混凝 土 的质量 ( 6 ) 石 料 碱 活 性 分 析 在 粗 集 料 中 能 与 水 泥 或 混 凝 土 中 的 碱 发 生 反 应 的 特 性 称 为 碱 活 性 对 重 要 T 程 混 凝 土 所 用 的 碎 石 或 卵 石 应 进 行 碱 活 性 检 验 ( 7 ) 石 料 针 、片 状 颗 粒 含 量 分 析 石 子 的 颗 粒 长 度 大 于 该 颗 粒 所 属 粒 级 的 平 均 粒 径 2 4倍 者 称 为 针 状 颗 粒 ： 厚 度 小 于 平 均 粒 径 0 4倍 者 称 为 片 状 颗 粒 平 均 粒 径 指 该 粒 径 上 下 限 粒 径 的 平 均 值 石 子 中 的 针 、 片 状 颗 粒 过 多 会 影 响 混 凝 土 混 合 料 的 和 易 性 并 倾 向 于 一 个 方 向 排 列 对 混 凝 土 的 耐 久 性 不 利 这 些 颗 粒 还 易 于 折 断 不 易 振 捣 密 实 从 而 影 响 混 凝 土 的 质 量 5 结语 ( 1 )在 严 寒 地 区 水 位 上 升 范 围 内 的 混 凝 土 、 钢 筋 混 凝 土 薄 壁 构 件 在 经 常 冻 融 地 区 使 时 配 合 比 没 计 时 应 选 用 恰 当 的 水 灰 比 以 符 合 混 凝 土 耐 久 性 的 要 求 。 ( 2 ) 坍 落 度 的 大 小 实 际 上 只 是 和 易 性 的 一 项 性 能 说 明 混 凝 土 拌 和 料 的 流 动 性 而 和 易 性 还 包 括 粘 聚 性 和 保 水 性 它 反 映 抵 抗 混 凝 土 分 层 离 析 的 能 力 ， 虽 然 没 有 具 体 的 数 据 要 求 但 在 混 凝 土 配 合 比 设 计 时 应 加 以 考 虑 。 住 做 坍 落 度 试 验 时 还 需 加 以 检 验 ， 以 使 混 凝 土 拌 和 料 在 整 个 施 T 过 程 中 能 保 持 均 匀 性 。 ( 3 ) 混 凝 土 拌 和 料 的 和 易 性 取 决 于 组 成 材 料 即 水 泥 、砂 、石 和 水 的 特 性 及 其 相 对 含 量 以 及 时 间 和 温 度 的 影 响 等 这 些 也 是 配 合 比 设 计 时 应 加 以 注 意 的 ( 4) 水 泥 用 量 的 多 少 不 仅 是 一 个 经 济 问 题 还 关 系 到 某 些 混 凝 土 技 术 性 能 的 高 低 。例 如 ：对 于 大 体 积 混 凝 土 水 泥 用 量 过 多 会 由 于 水 化 热 过 大 而 引 起 裂 缝 的 产 生 ：在 夏 季 由 于 气 候 条 件 影 响 水 泥 用 量过 多会 由于 硬化 过 早 而影 响浇 筑作 业 混 凝 土拌 和料 的需 水 性 主 要 取 决 于骨 料 的 品种 、规 格 和级 配 ，在 保 持 水灰 比不 变 的情 况 下 用 水 量 愈 大 水 泥 用 量 也 必 然 增 大 凶 此 存 混 凝 土 配 合 比 设 计 中 ， 合 理 选 择 骨 料 的 品 种 、规 格 和 级 配 是 关 系 到 混 凝 土 经 济 性 的 一 个 重 要 环 节 一 f 5) 混 凝 土 配 合 比 关 系 到 混 凝 土 的 系 列 技 术 和 经 济 指 标 因此 必 须 依据 混凝 土 的技 术 要 求 ， 原 材 料 性 能 等 具 体 条 件 进 行 参 数 选 择 计 算 调 试 配 合 比 以 提 出 满 足 没 和 施 工 要 求 且 技 术 经 济 效 果 较 好 的 混 凝 土 施 T 配 合 比 ( 6 ) 要 根 据 施 _ T 图 、 没 汁 要 求 掌 握 设 计 的 混 凝 土 强 度 等 级 T 程 特 征 、结 构 的 类 型 ，位 于 室 内 或 露 天 构 件 断 面 的 最 小 尺 寸 和 钢 筋 的 最 小 净 间 距 等 情 况 。 ( 7)对 于 作业 条 件 需 要 了解 施 工 现 场 混 凝 土 的 搅拌 ，水平 运输 、垂直 运输 、振 捣 、养 护等施工 方法 和技 术 以 及 气 象 条 件 等 来 达 到 节 约 水 泥 的 效 果 ( 8 ) 在 混 凝 土 l_ r艺 上 对 粗 骨 料 分 为 连 续 级 配 和 间 断 级 配 连 续 级 配 是 大 颗 粒 的 空 隙 南 中 颗 粒 填 充 大 、 中 颗 粒 的 空 隙 又 由 较 小 的 颗 粒 来 填 充 ，这 样 互 相 填 允 可 以 空 隙 率 达 到 最 少 、减 少 水 泥 浪 费 强 度 也 能 达 到 最 好 但 是 ，也 要 避 免 中 小 颗 粒 过 多 ， 而 影 响 大 颗 粒 的 分 布 甚 至 因 楔 塞 支 撑 着 大 颗 粒 而 扩 大 了 大 颗 粒 间 的 距 离 也 就 是 扩 大 了 强 度 较 为 薄 弱 的 砂 浆 区 本 次 设 计 的 高 原 高 寒 地 区 泵 送 C2 0混 凝 土 满 足 混 凝 土 结 构 设 计 要 求 的 强 度 等 级 满 足 施 工 所 要 求 的 混 凝 土 拌 和 物 和 易 性 ： 满 足 混 凝 土 的 耐 久 性 ( 抗 冻 等 级 、抗 渗 等 级 等 ) 。 存 满 足 各 项 技 术 性 能 的 前 提 下 ，使 各 组 成 材 料 经 济 合 理 达 到 了 节 约 水 泥 和降 低混 凝土 成本 的 目的 ( 责任编 辑刘 书秋 ) ； 止 S 止 驰 址 L 儿 址 毒 皂 止 址 址 址 址“ 蛆 L S 址 址 业 大朝 山水 电站 4号机组检修提前 完工 2 0 0 9年 1 2月 2 6日南葛洲坝集 团机 电建设公 剐承担 的 云南大朝山水电站 4号机组 检修工程 比计划工期 提前 2天完 ，并顺利通过业主验收 此次 大朝山水电站机组检修计划包括 I台 A级 检修( 扩 大性检修 ) 、l 台 B级检修 和 4台 C级检修 总工期 7个月 预计 2 0 1 0年 5月完工。 目前 ，葛洲坝集 团机 电建设公司两南 机 电安装处 已经完成 2台机组 的 C级检 修 其它各 台机组 的 检修工作正在积极准 备中 该施工单位 将根据业主 的具体实 施 计 划 陆续 展 开 2 0 0 9年 ，葛洲坝集 团机 电建设公 司两南机 电安装处还在 二滩 、漫湾 、马鹿 塘等 电站完成 机组检 修 1 3台次 其 中扩 大性检修 和机组改造 3台 有 效扩大 了该公 司机组 检修品牌 在西南地 区的影响。 f 王磊 )