沐若水电站大坝碾压混凝土石粉掺和料应用研究.pdf

第 4 3卷 第 9期 2 0 1 2 年 5月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 4 3 No 9 Ma y 2 01 2 文章 编号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 2 8 0 3 沐若水电站大坝碾压混凝土石粉掺和料应用研究 付 建 平 ( 中国水利水 电第八 工程局有 限公 司， 湖南 长沙 4 1 0 0 0 7 ) 摘要 ： 沐若水电站 大坝 为全 断面碾压 混凝 土重 力坝 ， 因当地人 工砂 的细度模数 小 ， 石粉 含量 高， 为降低 工程造 价 ， 合理 利用资源， 减 少对环境的污染 ， 对石粉作为掺和料进 行 了一 系列现场试验研 究。结果表 明， 只要 采用 合适的加工工艺控制人工砂的石粉含量在 2 7 以下 ， 以内含 的方式按砂 质量 3 4 的石粉作 为掺和料 配 制 碾 压 混 凝 土 ， 就 完 全 可 以 满足 设 计 对碾 压 混凝 土各 项 性 能 指 标 的要 求 。 此 项 成 果 已成 功 应 用 于 工 程 实 际 ， 取 得 了较 好 的效 果 。 关 键 词 ： 碾压 混凝 土；石粉掺 和料 ； 现场试验 ；沐若大坝 中图法分类号 ： T V 6 4 2 3 文献标志码 ： A 1 工程概述 沐若 水 电站位 于马来 西亚 婆 罗洲 岛的沙捞 越 州拉 让 ( R a j a n g )河 流域 源 头 沐 若 河 上 。大 坝 为 碾 压 混 凝 土重力坝， 坝身设无闸控泄洪表孑 L ， 大坝建基 面高程 4 0 0 0 m， 坝 顶高 程 5 4 6 0 m， 最 大坝 高 1 4 6 0 m。大坝 轴线 长 4 3 0 2 3 m， 分 成 2 1 个 坝 段 ，18号 坝 段 为 左 岸非 溢 流坝段 ， 1 2 2 1号坝 段 为右 岸 非 溢流 坝段 ， 9 1 1号坝 段 为河床 溢流 坝段 。混凝 土 总量 1 6 5 5万 m ， 其 中碾 压混 凝 土 ( R C C) 1 4 4万 m 。工 程 主 要 任 务 是 发电， 水库正常蓄水位 5 4 0 m， 死水位 5 1 5 m， 总库容 1 2 0 4 3亿 m ， 调节库容 5 4 7 5亿 m 。右岸 引水发 电 厂 房装 机 4台 ， 单 机容 量 为 2 3 6 MW， 电 站 总装 机 容量 为 9 4 4 MW。工程 于 2 0 0 8年 1 0月 1 13开工 ， 2 0 1 0年 5 月 1 13截流 ， 2 0 1 0年 1 1月 8 13大坝河床坝段开始浇 筑 混凝 土 。 2 混凝土原材料 水泥由业主沙捞越能源公 司( S E B) 指定的供应商 C MS C E ME N T ( B I N T U L U)S D N B H D供应 ， 品种为普 通硅酸盐水泥( P O) 。因该水泥厂所使用的水 泥熟 料 为全 球采 购 ， 水 泥质 量波 动较 大 ， 细度 不 满足 中国标 准 ( G B 1 7 52 0 0 7 ) 要求 。 粉煤 灰 由 S E B指 定供应 商 供 应 ， 为 B I N G T U L U木 胶 I 级 灰 。其 C a O含量较 高 ， 质 量不 稳定 。 外加 剂 为湖南 江 海 科技 发 展 有 限公 司 生 产 的 T G 一 2缓凝高效减水剂和 T G一1 A引气剂复掺 ， 其性 能 均 满足 G B 8 0 7 61 9 9 7规范要 求 。 骨 料采 用 坝址 附 近 瀑 布 料 场 砂 岩 加 工 的人 工 骨 料 ， 料场 砂岩 呈微 弱风化 状 态 ， 钻孔 取 芯 的岩 石 芯样及 块 石委 托 G E O S P E C S D N B HD公 司进 行 了检测 ， 结果 表 明 ， 岩 石芯 样虽 抗压 强度 较 高 ( 8 11 4 5 MP a ) ， 但 砂 岩的吸水率较大( 2 3 3 6 ) ， 表观密度值偏小 ， 平均值 2 5 3 8 g c m 。加 工 的细 骨料 细度 模 数较 小 ， 石 粉 含量 偏 高 。骨料 品质检 验统 计结 果见 表 1 、 表 2 。 表 1 细 骨料检测统计成 果 注 ： 石粉 含 量 l 0 一 2 2 为 碾 压 混 凝 土 标 准 。 3 石粉含量对 碾压 混凝 土性 能的影响 为深入 研究 骨料 性 能 ， 合 理 有效 地 加 工 生 产 和使 用骨料 ， 在前 期原 材料 及配 合 比试 验成 果 的基础 上 ， 开 收稿 日期 ： 2 0 1 20 21 0 作者简 介： 付建平 ， 男， 高级工程师 ， 主要从事水 电工程施工 工作 。E ma i l ： f u j p i 1 2 6 e o m 第 9期 付建平 ： 沐若水 电站大坝碾压 混凝土 石粉掺和 料应用研 究 2 9 展 了沐 若砂 岩人 工骨 料? 昆 凝 土性 能 的补充 研究试 验 。 人工 砂 中石粉 含量对 碾压混 凝 土可碾 性有 很大 影 响 ， 石 粉含 量 低 的人 工 砂 配 制 的碾 压 混 凝 土 ， 外 观 粗 糙 ， 弹塑性 、 可 碾性 差 。石 粉含 量过 高则会 增加 混凝 土 单位 用水 量 ， 影 响 混 凝 土 的性 能 。不 同 石 粉含 量 碾 压 混 凝土 性能试 验 成果见 表 3 。 由表 3可知 ， 人工 砂石 粉 含量 在 1 6 2 7 之 间 变化时， 混凝土各龄期的抗压强度无明显差异。随石 粉含量 增 加 ， 混 凝 土 工 作 性 有 所 改 善 ， 单 位 用 水 量 增 加； 混凝土 9 0 d极限拉伸值与轴拉强度略有降低 。 4 石粉掺和料应用研究 其他工程使用非活性掺 和料应用研究 的经验， 拟将人 工砂 中的部分石粉作为非活性掺和料， 代替部分粉煤 灰 ， 以“ 粉煤灰 +石粉” 的形式掺入t 昆凝土。沐若水电 站 主体 工程 石粉 以人 工 砂 中 内含 方 式掺 用 ， 在 现 场 开 展 了石 粉掺 和料混 凝 土的性 能试 验研究 。 ( 1 )石粉的物理品质检测。人工砂中石粉的品质 检验 参照粉 煤灰 检验 标准 进行 ， 品质 检验成 果见 表 4 。 检验 结 果 表 明 ， 石 粉 颗 粒 较 粗 ， 细 度 为 7 5 ( 0 0 4 5 mm) ， 超 出 级 粉煤 灰 ( 4 5 ) 标 准 ； 需 水 比为 1 0 8 ， 满足 级粉煤灰1 1 5 的要求。 ( 2 )不 同石粉 掺量 对碾压 混凝 土拌 和物性 能 和抗 压强度的影响。二级配 5 0 ： 5 0石粉掺和料碾压混凝土 基于沐若大坝人工砂石粉含量较高 的情况 ， 参考 的水胶 比与强度关系试验成果见表 5 。 表 2粗骨料检测统计成果 表 3不 同石粉含量碾压混凝土性能试验成果 表 4石 粉物 理品质检测成 果 表 5不 同石粉掺和料掺量的 R C C水胶 比与强度关 系 序 水 胶 石 粉 粉 煤 用 水 量 砂 率 T G 一 2 值 含 气 里 塑 壁 ! ! 序 水 胶 石 粉 粉 煤 用 水 量 砂 率 T G 2 V c 值 含 气 抗 压 强 度 M P a 号 比 灰 ( k g m一 ) s 量 2 8 d 9 0 d 号 比 灰 ( k g m ) s 量 2 8 d 9 0 d 1 0 4 5 0 6 0 9 2 3 5 1 0 2 0 3 2 1 6 8 2 6 9 8 0 4 5 2 0 4 0 9 5 3 5 1 0 3 0 3 2 1 4 2 2 1 6 2 0 5 0 0 6 0 9 2 3 6 1 0 3 0 2 5 1 4 3 2 4 6 9 0 5 0 2 0 4 0 9 5 3 6 I 0 3 0 2 6 I 3 0 l 7 2 3 0 5 5 0 6 0 9 2 3 7 1 0 3 0 2 4 l 2 4 2 1 9 1 0 0 4 0 3 0 3 0 9 6 3 4 1 0 1 5 3 2 l 5 0 2 3 4 4 0 4 5 1 0 5 0 9 4 3 5 1 0 2 5 3 0 l 4 8 2 5 4 l l 0 4 5 3 0 3 0 9 6 3 5 1 0 2 5 6 2 7 6 1 3 1 2 O 5 5 0 5 0 l 0 5 0 9 4 3 6 l 0 3 0 2 6 1 3 8 2 3 7 1 2 0 4 5 3 0 3 0 8 7 3 1 1 ， 0 2 0 3 9 l 2 5 2 0 0 6 0 5 5 1 0 5 0 9 4 3 7 1 0 3 5 2 6 2 1 9 8 1 3 0 5 0 3 0 3 0 9 6 3 6 1 0 2 6 2 7 l 1 0 1 7 2 7 0 4 0 2 0 4 0 9 5 3 4 1 0 2 0 3 5 1 5 9 2 4 8 注 ： 序 号 l 2为 三 级 配 3 0 ： 3 0 ： 4 O 。 3 0 人 民 长 江 2 0 1 2年 表 7掺石粉碾压混凝土性能试验成果 试验 表 明 ： 石 粉 掺 和 料 每增 加 1 0 ， 用 水 量 需 增 加 1 2 k g m ， 强度下降 5 1 0 ； 随着水灰 比的增 加 ， 强度下降有所增加 ， 但仍满足设计要求。 ( 3 )采用非活性石粉掺和料的碾压混凝土施工配 合比及混凝土性能。参考掺非活性石粉掺和料室内试 验 的碾压 混凝 土配 合 比 ， 以人工 砂 中石 粉 含 量 2 7 的 3 4 ， 大约 2 0 2 5 k g m 作 为掺 和 料 ， 进 行 施 工 配合 比优化 ， 并进行碾压混凝土性能试验， 试验成果见 表 6 、 表 7 。 从 以上试 验结 果可 以看 出 ： 碾压 混 凝 土 中掺 加 2 0 2 5 k g m 的石 粉作 为 掺 和料 ， 混凝 土 拌 和物 的性 能 和试件的力学性能 、 变形性能和耐久性没有显著下降 ， 均满足设计要求。 5结 论 ( 1 )沐若水电站大坝的碾压混凝土人工砂石粉含 量在 1 6 2 7 变化 时 ， 混凝 土 各 龄期 的抗 压强 度 无 显 著变 化 。随着石 粉含 量 的增 加 ， 碾 压 混凝 土工 作 性 有 所改 善 ， 单 位用 水量有 所增加 ， 极 限拉 伸值 和轴 拉强 度略有降低 ， 但仍满足设计要求 。 ( 2 ) 用 合 适 的 加 工 工 艺 控 制 砂 的 石 粉 含 量 在 2 7 以下 ， 以内含 的方式 按砂 质 量 3 4 的石 粉 作 为掺 和料配 制碾压 混 凝 土 ， 完 全满 足 设 计 要 求 的各 项 性 能指 标要求 ， 既 充分利 用 了开采 加工 的骨料 ， 减 少工 程投资， 又大大减少了石粉排放对环境的污染， 具有显 著的 经济效 益和 环保效 益 。对类 似 的工 程具 有极 大 的 借 鉴作 用 。 ( 编辑： 徐诗银) Re s e a r c h o n a pp l i c a t i o n o f t h e a dmi x t u r e o f s t o n e p o wde r i n RCC d a m o f M u r uo Hy dr o p o we r S t a t i o n FU J i a np i n g ( S i n o h y d r o Bu r e a u 8 C o L t d， Ch a n g s h a 4 1 0 0 0 7， C h i n a) Ab s t r a c t ：The d a m o f Mu r uo Hy d r o p o we r S t a t i o n i s a f ul l s e c t i o n RCC g r a v i t y d a m，t he l o c a l a r t i fic i a l a g g r e g a t e c o n s i s t s o f s a n d wi t h s ma l l fin e n e s s mo du l u s a nd t h e h i g h c o n t e n t o f s t o n e p o wd e r A s e r i e s o f fie l d t e s t s o n t h e a dmi x t ur e o f s t on e p o wd e r a r e c o nd u c t e d i n o r d e r t o u s e t h e r e s o ur c e s r a t i o na l l y a nd r e d uc e e ng i n e e r i ng c o s t a nd e n v i r o nme n t a l p o l l u t i o nTh e r e s ul t s s ho w t h a t t h e po wd e r c o nt e n t i n a r t i f i c i a l s a n d a c c o un t s f o r 2 7a t mo s t b y a do p t i n g a pp r o p r i a t e p r o c e s s i n g t e c h no l o g y【 h e RCC i s pr e p a r e d by us i ng t he s t o n e p o wd e r a c c o un t s f o r 34s a n d c o n t e n t t o for m a a d mi x t u r ebo t h o f whi c h c a n f ul l y me e t t h e de s i g n r e q u i r e me n t s o f e a c h i n d i c a t o r o f RC C，T h e r e s u l t h a s b e e n s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o a c t u a l p r o j e c t s a n d o b t a i n e d g o o d e f f e c t s Ke y wor ds： RCC；a dmi x t u r e o f s t o ne p o wde r ；fie l d t e s t ；Mu r uo Da m