自密实混凝土在金安桥水电站厂房工程的应用浅析.pdf

第 5期 2 0 1 1年 5月 广东水利水 电 GUANGD0NG W ATER RES 0URCES AND HYDROPOWER No 5 Ma y 2 0 1 1 自密实混凝土在金安桥水电站厂房工程的应用浅析 蒋 峥 ( 葛洲坝集团试验检测有限公 司， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 2 ) 摘要： 金安桥水电站工程位于云南省丽江市境 内， 是金沙江中游河段规划的第5级电站， 坝高为 1 6 0 m， 电站装机为2 4 0 0 MW； 水电站厂房为坝后式厂房， 在引水压力钢管底部、 左岸冲砂底孔钢管底部、 尾水肘管底部、 发电机组蜗壳底部等部位采 用 自密实混凝土， 解决了该部位在浇筑过程中不易进行人工振捣的难题， 保证 了施工生产的顺利进行。 关键 词 ： 自密实混凝土 ； 配合 比设计 ； 应 用 中图分 类号 ： T V 5 2 8 5 3 文献标识码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 8 0 1 1 2 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 5 3 0 3 前 言 自密实混凝土主要用于结构物钢筋密集 、 断面狭窄、 待浇筑混凝土处于已有结构的下方 ， 难以用传统方法有 效浇筑， 这些结构混凝土常常不易得到完全捣实而形成 缺陷， 采用 自密实混凝土可以很好地解决这一难题。 金安桥水电站厂房工程 引水压力钢管 、 尾水肘管、 发电机组蜗壳及 冲砂底孑 L 钢管等金属结构构件尺寸大 ， 其构件底部待浇混凝土断面狭窄。由于构件尺寸大 ， 底 部混凝土不易振捣 ， 传统的浇筑方法易造成构件底部混 凝土不密实甚至形成大 的空腔 ， 从而 留下质量隐患 ， 经 过研究 ， 决定采用 自密实混凝土施工来解决这一难题 。 1 自密实混凝土的特点 自密实混凝土属于高性能混凝土的一种 ， 不仅要有 较大 的流动性 ， 而且还有较好 的粘聚性 ， 它能够流过钢 筋填满模板内的所有空隙， 不需要振捣即可充分包裹钢 筋 ， 在重力作用下 自行密实 ， 具有 良好 的施工性能和填 充性能 ， 且骨料不离析 ， 混凝土硬化后具有 良好 的力学 性能和耐久性 。 与其他混凝 土相 比 自密实混凝 土有 以下性 能特 占 1 )流动性好 。自密实混凝土必须能够流动并填满 模板内每个角落 ， 因此要求混凝土具有很好的流动性 。 它与一般水下混凝土 的不同之处在于它能流过密集 的 钢筋并保证混凝土成份基本均匀。而水下不离析混凝 土由于掺加纤维素或聚丙烯酰胺 等， 具有较大的粘性 ， 不宜穿过密集钢筋 ， 同时气泡不易排除， 故只能在钢筋 稀少 的大仓面内应用。 2 )稳定性好。 自密实混凝土在流动过程 中必须保 证不离析 、 少泌水。因此 自密实混凝 土的粘度应适中， 太大则易离析和泌水 ； 太小则流动性差 。 3 )不会堵塞。 自密实混凝土在流过密集钢筋或狭 窄空间时不能产生堵塞 ， 为此应适 当选择粗骨料的粒径 和用量 ， 增大胶凝材料比例或适量应用增粘剂。为降低 混凝土收缩和水化热 ， 可适量掺加粉煤灰、 矿渣、 石灰石 粉等掺合料 ， 同时选用优质高效减水剂。 此外应用 自密实混凝土还有许 多优点 J ， 如 ： 施工 速度快、 节省劳动力和电力、 提高混凝土质量 、 减少噪音 污染 、 降低综合造价等。 2混凝土技术要求 金安桥水电站厂房工程 自密实混凝土设计 指标见 表 1 。 表 1 自密实混凝 土设计指标 基本性 能 设计要求 设计强度 等级 抗渗等级( 9 0 d ) 抗冻等级( 9 0 d ) 极限拉伸值( 2 8 d ) 最大水胶 比 最大掺和料掺量 扩散度 mm 含气量 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 2 8 ： 修 回 日期 ： 2 0 1 1 0 4 0 8 作者简介： 蒋峥( 1 9 7 2一) ， 男 ， 工程师， 从事水工混凝土研究与应用工作。 5 3 0 0 枷 一 如 一 F 2 0 1 1年 5月 第 5期 蒋峥 ： 自密实混凝土在金安桥水 电站厂房工程的应用浅析 N o 5 Ma y 2 0 1 1 3 自密实混凝土配合比设计 在金安桥水 电站厂房工程 中，自密实混凝 土主要 用于钢管底部 、左冲砂底孑 L 底部 、肘管底部 、蜗壳底 部等不易人工振捣 的部位 ，根据钢筋分布不密集 的特 点 ，选择混凝土级配为二级配 ，并掺用粉煤灰 ，调节 混凝土拌合物的流变性能 ，改善混凝土拌和物和易性 ， 同时减少水泥用量 ，降低 混凝土水化热和收缩 。配合 比设计主要分两个步骤 ：原材料试验 和混凝土配合 比 试验 。 3 1 原材料 1 )水泥 ： 云南红塔滇西水泥有限责任公 司产“ 上 登” 牌中热 4 2 5水泥。 2 )粉煤灰 ： 攀枝花市利源粉煤灰制 品有限公 司产 级粉煤灰。 3 )砂石料 ： 由玄武岩生产的人工砂石料 ， 砂料细度 模数为 2 7 9 ， 石粉含量 1 1 3 ； 碎石为连续级 配， 最大 粒径为 4 0 m m( 小石粒径为 52 0 mm， 中石粒径为 2 0 4 0 mm) ， 针片状颗粒含量 5 。 4 )外加剂 ： 采用天津雍 阳减水剂厂生产的 S K Y一 2 R缓凝高效减 水剂 ， 减水率大 于 2 0 ； 浙江龙游外加 剂厂产 的 Z B一1 G引气剂 。 3 2 自密实混凝土配合 比设计 根据 白密实混凝土特点 ， 在配合比设计时选用砂率 比泵送混凝土多 3 5 ， 掺粉煤灰 时考虑到对混凝 土 2 8 d强度 的影响 ， 粉煤灰掺量选用 2 5 ， 试验时粗骨 料比例为小石 ： 中石 =4 5 ： 5 5 。( 骨料 为当地玄武岩破 碎而成 ， 其特点 ： 表观密度大 、 材质脆 、 在运输过程 中易 破碎 ， 在粗骨料级配 比例选择时考虑了转运中产生的逊 径 ， 故 中石 的比例偏大。 ) 混凝土配制强度按下式计算 ： = + t o- 式中 棚 为混凝土配制强度 ， MP a 为混凝土设计 龄期立方 体抗压强度标 准值 ， MP a ； t 为概率度 系数 ； 为混凝土立方体抗压强度标准差 ， MP a 。 概率度系数取值 1 6 4 5 ( 保证率 9 5 ) ， 混凝土立 方体抗压强度标准差根据拌和楼生产工艺和 同种混凝 土抗压强度资料 ， 取值为 4 0 MP a ， 计算得 2 8 d配制强度 为 3 1 6 MP a ， 配合比试验结果见表 2 。 3 3 自密实混凝土施工配合 比 通过试验表明 ， 上登牌 中热 4 2 5水泥均与所选外 加剂有很好的相容性 ， 拌制的混凝土和易性及其他各项 技术指标 ， 均满足施工和设计要求 。现根据室内试验结 果推荐施工配合 比见表 3 。 表 2 自密 实混凝 土试验成 果 4 自密实混凝土应用及质量控制 金安桥水 电站厂房工程共浇筑 自密实混凝土约为 7 0 0 0 m ， 混凝土生产采用强制拌合机进行拌制 ， 搅拌时 间为 7 5 s ， 试验室根据骨料 的含水率 ， 对混凝 土用水量 进行了动态调整 ， 并加强了自密实混凝土出机 E l 的塌落 度控制 ， 共 检测混凝 土塌 落度 1 1 3组 ， 平均塌 落度 为 2 5 5 m m， 平均扩散度为 6 1 0 ra m 。运输采用混凝土搅拌 车， 使用前对车辆进行了清洗检查， 要求罐体内干净、 湿 润， 不允许有积水和积浆 ， 在运输过程 中严禁往搅拌车 5 4 内加水。现场浇筑情况 ： 自密实混凝土拌和物在 自重作 用下能 自由流淌 ， 充分填充浇筑空 间， 形成密实均匀 的 胶凝结构 ， 填充效果较好。葛洲坝金安桥试验室在机 口 取样 4 0组 ， 混凝土抗压强度最大值为 3 5 7 M P a ， 最小值 为 2 6 9 MP a ， 平均值为 3 1 0 M P a ， 标准差为 2 3 6 MP a ， 强 度保证率为 9 8 9 ； 极限拉伸为 8 61 0 ， 轴心抗拉强 度为 2 5 8 MP a ， 从检测结果来看混凝土生产的过程控制 好 ， 各项指标满足设计要求。 根据现场施工经验 ， 在混凝土施工过程 中应注意以 2 0 1 1 年 5月第 5期 广东水利水 电 N o 5 Ma y 2 0 1 1 下几点【 ： 1 )拌制过程加强控制， 以满足 自密实混凝土高流 动 、 高稳定性的特点。 2 )垂直下落 时注意控 制下料高度 ， 不宜超过 3 5 m 。 3 )用泵输送时 ， 还应注意泵送工艺 ， 夏季长时间停 泵 ( 超过 3 0 mi n ) ， 外界气 温较 高 ， 混凝 土塌 落度损失较 大 ， 流动性降低 ， 宜将混凝土从输送管 中清除 ； 冬季施工 时停泵时间超过 4 5 6 0 mi n也宜对输送管 中的残留混 凝土进行清除， 对搅拌车内剩余混凝土进行检测处理。 4 )自密实混凝土胶凝材料用量大 ， 早期发生收缩 、 裂缝 的危险 I生 也较大 ， 因此要做好混凝土的前期养护工 作。 5 结语 金安桥水电站厂房工程 中使用 的 自密实混凝 土有 以下特点 ： 混凝土流动性大 、 粉煤灰掺量大 、 砂率较高 ， 采用缓凝高效减水剂 和引气剂双掺 ( 减水率 高) ， 粗 骨 料粒径较大 ( 最大粒径为 4 0 mm) ； 在施工生产中严格各 工序的管理 ， 即保证 自密实混凝土 的流动性 ， 又防止 泌 水和骨料离析现象发生。 自密实混凝土在我国起步较晚， 且每年的用量不到 混凝土 总量 的 1 ， 但其发展前景十分广 阔， 国外在 隧 道工程 、 水工大坝、 铁路设施 、 地下结构等领域都有非常 广泛的应用 ， 因此 ， 自密实混凝 土技术值得我们去进一 步探索和发展。 参考 文献 ： 1 祝叶， 陈竣 自密实混凝土的发展应用及展望 J 中华建 设科技 ， 2 0 0 9 ， ( 9 ) ： 2 22 4 2 赵筠自密实混凝土的研究和应用 J 混凝土， 2 0 0 3 ， ( 6 ) ： 9 1 7 3 牟丽娟 、 冯正义 自密实混凝土的研究及施工技术 J 商 品混凝土 ， 2 0 0 6， ( 1 ) ： 2 72 9 ( 本文责任编辑王瑞兰) ( 上接 第 4 7页) 5结语 新松水库大坝碾压混凝土配合比试验 ， 是严格依照 水工碾压混凝土试验规程 ( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) 等要求进 行的。试验人员克服时间紧、 任务重 、 材料 性能差异较 大等 困难 ， 科学 、 合理 、 严谨地 进行 了大量试验 ， 取得 了 一 系列真实可靠的试验数据。 碾压混凝土层间结合 的良好与否 ， 直接关系到大坝 的防渗性能和整体性能。由于本工程所用 的砂 中石粉 含量偏少， 碾压混凝土中的富浆体总量相应减少， 对施 工和层间结合有一定影响。为此 ， 在实际的碾压混凝 土 施工 中， 采用掺粉煤灰代替砂 的方案 ， 以调整补充碾压 混凝土中浆体较低 的现象。 参考文献 ： 1 S L 3 5 2 2 0 0 6水工碾压混凝土试验规程 s 北京： 中国水 利水 电出版社 2 D L T 5 1 1 2 2 0 0 9水工碾压混凝土施工规范 s 北京： 中 国电力 出版社 3 水利水电工程施工手册 M 北京： 中国电力出版社 ( 本 文责任编辑马克俊) 5 5