硅粉混凝土在水库工程中的应用.pdf

水利技术监督 2 0 1 3 年第6 期 硅粉混凝土在水库 工程 中的应用 张 弛 ( 新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆库尔勒 8 4 1 0 0 0 ) 【 摘要】 文章以希尼尔水库放水渠工程为例，介绍了掺硅粉混凝土在工程中的应用，抗冲磨效果良好。希望 能为类似工程的应用起到参考借鉴作用。 【 关键词】 硅粉混凝土；抗冲磨；希尼尔水库 D O I 编码】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 3 0 6 0 2 0 【 中图分类号】 T V 4 3 1 9 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 工程概述 2 水工用硅粉 希尼尔水库位于新疆库尔勒市境内，是塔里木 河流域近期综合治理工程之一，水库是从孔雀河第 一 分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水的注入式 中型平原水库。设计库容为 0 9 8 1 0 。 m 3 ，最大坝高 2 0 m ，相应设计水位为 9 1 3 6 m ，水面面积 1 6 7 4 k m 2 ， 死库容为 0 1 l 0 I I l 3 ，死水位 9 0 5 8 m ，相应水面面 积 5 9 k I I l 2 。 水库工程包括主、副坝、引水闸、引水渠、放 水闸、分水闸、放水渠及附属设施等。坝体为土工 膜斜墙防渗碾压式土石坝 ， 坝顶宽 6 m ， 坝长 7 6 5 0 m ， 坝上游护坡设计为混凝土板护坡， 混凝土板厚 1 5 2 2 c m 。坝基防渗 ，根据地质情况的不同，分别采取 P E塑膜 、塑性混凝土防渗墙、水泥土搅拌桩防渗墙 3种不 同形式的防渗方式。 由于放水渠工程水流流速较大，环境条件恶 劣，混凝土结构位于浪溅区，防冲刷要求较高，为 此决定采用硅粉混凝土。 6 2 2 1硅粉简介 硅粉是在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道 排出的硅蒸汽经收尘装置收集而获得 。硅粉主要成 分为 S i O 。 ， 颜色一般在浅灰和深灰之间， 颗粒极细 ， 平均颗径 0 1 5 0 2 U m ，比表面积 1 5 2 0 m 2 g 。 硅 粉掺入新搅拌的混凝 土中具有优异的火 山灰效应 和微粒效应，能改善混凝土的泌水性和粘聚性，增 加混凝土 的强度和密实度 ，提高混凝土 的抗腐蚀能 力和抗渗、抗冲磨、抗空蚀等性能，有效地保护钢 筋不被侵蚀。因此，特别适用于水工建筑物 中有抗 腐蚀、抗冲磨、抗空蚀和有较高强度及抗渗等要求 的部位，以及喷射、灌浆和修补等工程中。 2 2水工用硅粉的质量标准 根据 水工混凝土硅粉品质标准暂行规定水 规科 1 9 9 1 1 0号文件规定，水工混凝土用硅粉质量 作者简介 ：张弛 ( 1 9 7 5年一 ) ，男，工程师 。 水利技术监督 2 0 1 3 年第6期 应满足如下要求： 二氧化碳含量8 5 ， 含水率43 ， 烧失量6 ；火 山灰活性指数 i9 0 ，细度 ：4 5 p m 筛余1 0 或比表面积 1 5 m 2 g ；且密度、筛余量与 均值偏差5 。 3 硅粉混凝土的施工 3 1硅粉混凝土的配合比 硅粉混凝土 的配 合 比应根据工程 设计和施 工 要求 ，采用试验一计算法确定 。具体进行配合比设 计时，要注意以下几点。 ( 1 )水泥应选用标准稠度低、强度等级不小 于 4 2 5的中热硅酸盐水泥和普通水泥 。 ( 2 )硅粉 的适宜掺 加量 一般为 水泥质量 的 5 - - - 1 0 ，超过水泥用量 1 0 时，需要进行论证 。掺 入硅粉后混凝土坍落度损失一般为 2 3 c m 。 ( 3 )硅粉与减水剂必须联合运用 。减水剂应 选用与所用水泥匹配、坍落度损失较小 的高效减水 剂，其减水率不宜小于 2 0 。 ( 4 )硅粉与粉煤灰、矿粉 、纤维等有很好的 兼容性 。硅粉混凝土中宜添加上述掺合料，以便与 硅粉优势互补 。 ( 5 )粗骨料要选用质地坚硬、级配 良好、针 片状少、 空隙率小 的碎石， 最大粒径不宜大于 2 5 ra m 。 ( 6 )细骨料应选用级配 良好，含泥量小的中 粗砂，并通过试验确定最佳含砂率。 ( 7 )硅粉混凝土抗氯离子渗透指标必须满足要 求，可通过降低水胶比 和增减掺合料用量进行调整。 有抗腐蚀要求的硅粉混凝土水胶比应不大于0 4 。 3 2硅粉混凝土的拌合 拌制硅粉混凝土应采用搅拌效率高、均质性好 的强制式搅拌机，以达到拌合均匀、充分的效果。 硅粉掺入搅拌方法一般有两种 。一种是先放入 粗骨料和 5 0 的细骨料，然后加入硅粉和 2 5 的水， 搅拌 0 5 m i n左右， 再加入剩余的 5 0 细骨料、 水泥、 其他外加剂和 2 5 的水继续搅拌均匀。 该工程采用的是第二种掺入搅拌方法，即投入 粗细骨料和硅粉搅拌片剂，再加入水泥干拌一会， 然后加入其他外加剂和水搅拌均匀。掺入硅粉的混 凝土搅拌时间，应比普通混凝土的搅拌时间延长 0 5 1 Omi n。 3 3硅粉混凝土的运输 掺入硅粉的混凝土提高了早期强度， 初凝时间 也比普通混凝土要早。因此，从搅拌机出料后要尽 量缩短运输时间。硅粉混凝土拌合物比较粘稠，施 工完毕对运输机具要及时进行清洗。 3 4硅粉混凝土的振捣 硅粉混凝土 的振捣是保证硅粉混凝土质量 的 最重要环节之一，施工中要予以高度重视，应由熟 练的混凝土工操作 ，采用高频振捣器振捣。硅粉混 凝土粘滞性很大，振捣 的难点就是混凝土 中的气体 不易排出，振捣时一定要达到混凝土顶面基本上不 冒气泡 。如控制不好 ，拆模后混凝土面气孔很多， 严重影响施工质量。 当硅粉混凝土浇筑至顶面平仓时，宜采用二次 振捣， 即插入式振捣器振完后 ， 再用平板振捣提浆 ， 以解决硅粉混凝土抹面较难 的问题 。抹面至少要进 行两次，最后一次抹面时间要掌握得恰到好处，确 保混凝土的密实性和表面光滑平整。 3 5硅粉混凝土的养护 由于硅粉的特性， 实践中硅粉混凝土比普通混凝 土更容易产生裂缝。因此，为确保施工质量，对硅粉 混凝土的养护要比普通混凝土的养护更加重视。 硅粉混凝土抹面完成后，要立即采取防护措施 防止蒸发。如喷雾养护，覆盖塑料薄膜等 。初凝后 可覆盖麻袋片湿养，但必须做到覆盖严密 ，洒水及 时， 经常保持湿润。 养护时间视外界温度情况而定， 夏天也不应小于 1 4 d 。 4 施工中应注意的问题 ( 1 )硅粉在运输储存过程 中应防潮、防晒、 避免雨淋 ，已经潮湿结块的硅粉 ，不能使用。 ( 2 )硅粉质量很轻，搅拌投料时要轻拿轻放，严 禁抛洒，防止硅灰飞扬污染环境，影响施工人员健康。 ( 3 )切忌不能在搅拌好 的混凝土 中，再掺加 硅粉。 ( 4 )硅粉混凝土振捣时排气困难，容易产生 裂缝，抹面亦较困难是其主要缺点，施工中要采取 有效措施予以防止 ，确保硅粉混凝土质量。 5 结 语 硅粉混凝土以其 良好的性能，目前 己广泛应用 于水利、港 口、交通运输等各工程领域，取得 了较 好的效果。但硅粉的应用在我国起步较晚，硅粉的 一 些主要缺点， 如振捣排气困难， 容易产生裂缝等， 研究的还不够深入 。 在以后的工程实践中，要注意总结能克服上述 问题的有效措施和经验，以使硅粉混凝土质量得到 进一步提高。 6 3